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산업용 자동화 시스템에 대한 두 가지 진실

최근에 만난 한 대형 CPG 기업의 고객은 자신이 직면하는 문제가 모든 산업용 자동화 시스템이 물리적인 진실과 논리적인 진실이라는 두 가지 버전으로 구성된다는 사실에서 기인한다는 이야기를 했습니다. 그리고 개발 과정으로 인해, 이 두 가지 진실을 모두 만족하는 경우는 많지 않습니다.

물리적인 진실은 시스템이나 장비의 CAD 모델을, 논리적인 진실은 제어 시스템을 의미합니다. 이러한 비정렬(Misalignment) 문제는 두 버전이 처음으로 함께 연결되는 프로젝트의 시운전 단계에서 나타납니다. 그리고 특정 부분의 작동 수준이 기대에 미치지 못하는 시스템이 발생하거나 많은 비용을 들여 사양을 수정해야 하는 경우가 종종 생깁니다.

비정렬(Misalignment) 수준이 시스템의 전체 성능 수준에 미달될 정도는 아니더라도, 시운전 단계에서의 변경과 지연에 관련된 비용은 시스템의 수익성에 엄청난 영향을 미치며 향후의 자동화를 결정하는데 있어 의문점을 갖도록 만들 수 있습니다.

디지털 트윈은 디자인 단계의 초기 즉, 금속을 자르고 콘크리트를 붓기 전에, 이 두 진실을 한데 모아볼 수 있게 해줍니다. 그렇기 때문에 기계 시스템과 논리 시스템의 조합을 안전하고 정확하게 관찰, 테스트, 디버깅 및 검증할 수 있습니다. 아직은 초기 단계이고, 쉽게 변경이 가능하기 때문에 각 진실을 담당하는 팀들 간에 생기는 갈등도 크지 않다는 사실도 보너스입니다.

3D 시뮬레이션 및 에뮬레이션 소프트웨어는 디지털 트윈을 위한 이상적인 플랫폼을 제공합니다.

디지털 세상에서의 시스템 테스트

시스템의 실제 운영 로직과 CAD로 구성된 동적 디지털 트윈을 생성함으로써, 가상 환경에서 실제 시운전 단계와는 비교도 되지 않게 적은 비용으로 변경을 해보고 시스템을 자유롭게 가동해볼 수 있는 강력한 수단이 생겨납니다.

3D 시뮬레이션 및 에뮬레이션 소프트웨어는 동적 디지털 트윈을 생성하기 위한 이상적인 플랫폼을 제공합니다. 이 소프트웨어를 통해, 다양한 표준 포맷으로 CAD를 가져와 실제 시스템의 움직임을 반영하는 동적 행동을 생성하고 태그 브라우저를 통해 모델 제어 항목들을 실제 제어 시스템에 연결해볼 수 있습니다. 그리고 시스템을 추진하는데 필요한 부하만 생성하여, 실제 시스템에서 사용할 HMI를 통해 디지털 트윈을 활성화하여 가동에 필요한 준비를 할 수 있습니다.

잠재적으로 상충될 수 있는 두 가지 진실이 이제 가상 환경에서 정확하게 대변되는 것입니다. 리소스를 할당하고 제조에 들어가기 전에 모든 운영을 지속적 및 반복적으로 검증 및 시연해볼 수 있습니다.

그렇기 때문에 실제 시스템이 현장에서 조립되어 제어 시스템에 연결되면, 논리 연산이나 시퀀스 문제가 발생하지 않을 것이라는 확신을 가질 수 있습니다. 이러한 문제들은 프로젝트의 가상 시운전 단계에서 일찌감치 파악되어 해결이 되기 때문입니다.

모두가 윈윈(Win-Win)

끊임없는 가상 테스트와 시운전을 거친 시스템은 모든 이에게 혜택을 제공합니다. 현장의 생산 작업자들은 더 철저하게 테스트되어 사양에 맞게 작동하는 시스템을 확보하고, 시스템 통합업체는 시운전 시간을 보다 정확하게 예측하여 적절한 계획을 세울 수 있습니다. 또한 프로젝트가 정시에 예산에 맞게 완료되면 모든 이해관계자들에게 이득입니다.

가상 시운전은 가시적인 수익을 창출할 뿐만 아니라 산업용 자동화 시스템의 구현 과정과 관련된 확신 수준을 높여줌으로써 전체 프로세스에 가치를 더해줍니다.

Published 2019년 7월 9일 (화)

Ian McGregor

Business Development Manager, Emulate3D, a Rockwell Automation Company

Ian McGregor is Global Emulate3D Business Development Manager with Rockwell Automation, and specialises in the application of dynamic digital twins to offline controls testing and throughput simulation in manufacturing, material and baggage handling. He has more than 30 years of industrial simulation and emulation experience and has lived and worked in England, France, Singapore, Japan, and the United States. He has a BSc Hons degree in Mechanical, Aeronautical, and Production Engineering from Kingston Polytechnic, UK, a Diplome d'Ingenieur in Applied Computing from the Universite de Technologie de Compiegne, France, and a Masters degree in Computer Integrated Manufacturing from the Cranfield Institute of Technology in the UK. In 2005 he co-founded Emulate3D to develop a better framework for simulation and emulation, and in 2019 Emulate3D was acquired by Rockwell Automation to reinforce their digital solutions offering.

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