디지털 트윈으로 변화를 선도하다

Siemens 외부 기고

기업들은 진정으로 혁신적인 신제품을 만들어B5:B16야 하는 강한 압력에 직면하고 있습니다. 이 제품들은 더 스마트해야 하며, 더 빠르게 시장에 출시되고, 더 효율적으로 생산되어야 할 뿐만 아니라, 더 지속 가능해야 합니다. 종합적인 디지털 트윈(Digital Twin)을 지속 가능성 이니셔티브의 핵심 요소로 맏아들이지 않은 기업들은 오늘날의 글로벌 도전에 부합하기 위해 필요한 풍부한 데이터를 완전히 활용할 수 없을 것입니다.

디지털 트윈은 물리적 객체인 구성 요소, 제품, 기계, 공정 등의 가상 모델입니다. 진정으로 종합적인 디지털 트윈은 기계, 전기 및 소프트웨어 엔지니어링 데이터를 포함합니다. 제품 수명주기 동안 점진적으로 성장하여 제품 및 생산 과정 전체에 걸쳐 데이터를 캡처, 기록 및 활용하고, 사용 중인 제품에 대한 데이터를 수집하기 위해 피드백 루프를 확립합니다. 종합적인 디지털 트윈을 통해 기업은 가상과 물리적인 세계를 연결하여 최적화, 기회 및 지속 가능한 결과물의 연속적인 루프를 생성할 수 있습니다. 디지털 트윈이 종합적일수록 가치가 높아지며, 이를 통해 기업은 자신감을 갖고 결정을 내릴 수 있습니다.

이는 설계와 함께 시작된다

제품이 환경에 미치는 영향의 약 80%는 개념 단계에서 결정되므로 아이디어와 디자인에 대한 접근 방식에 근본적인 변화가 필요합니다. 효과적이기 위해서는 제품의 성능, 비용 및 품질 외에도 제품의 전체적인 환경 영향을 평가해야 합니다. 기업은 고급 엔지니어링 솔루션을 활용하여 설계 및 엔지니어링의 형성 단계에서 이를 평가하여 정확한 최신 데이터를 기반으로 정보에 입각한 의사 결정을 내릴 수 있습니다.

예를 들어, 고급 자동화 및 아키텍처 탐색을 통해 자동차 고객은 전기 자동차 설계에서 케이블 연결의 양을 줄이고, 무게를 줄이며, 배터리 비용을 절감하며, 사용 후 차량 전체의 탄소 배출량을 줄일 수 있습니다

설계에서 제조까지

제품의 환경적 영향에 기여하는 모든 변수를 해결하기 위해 우리가 일하고 생각하는 방식의 변화는 제조와 생산으로 이어져야 합니다. 토폴로지 최적화, 생성 엔지니어링 및 적층 제조와 같은 도구를 디지털 트윈 툴링에 적용하여 재료 낭비를 줄이고 제조 중 에너지 소비를 개선할 수 있습니다. 또한 모델링 및 시뮬레이션을 사용하여 효율성을 높이기 위해 생산 라인을 계획하고 최적화할 수 있을 뿐만 아니라 공장이 그리드와 상호 작용하는 방식과 재생 가능한 전기 발전의 잠재적 영향을 결정할 수 있습니다.

예를 들어, 식음료 산업의 고객은 IOT 솔루션을 활용하여 자사의 기계를 센서에서 에지, 클라우드로 연결했습니다.  이러한 IOT 애플리케이션은 유지보수 필요를 예측하고, 공장 다운타임을 줄이며, 에너지 소비를 줄일 수 있습니다.  이 고객은 첫 해에 에너지 사용량이 13% 감소했습니다.

이는 공장 문을 넘어서 멈추지 않습니다. 종합적인 디지털 트윈은 공급업체와 협력 파트너 생태계를 포함한 전체 운영에서 데이터를 연결하고 분석하는 데 매우 중요합니다. 예를 들어 자동차 산업의 한 고객은 디지털화를 활용하여 시설로 들어오거나 떠나는 공급업체 경로를 분석하여 운송 비용 뿐만 아니라 해당 운송물의 탄소발자국 잠재력을 파악할 수 있었습니다. 이를 통해 물류 조정자들은 운송물의 크기, 경로 및 운송 방법을 최적화할 수 있는 기회를 식별할 수 있게 되었습니다.

디지털 트윈의 가치는 일단 제품이 서비스에 들어간 이후에도 끝나지 않습니다. 예를 들어, 예측 유지보수 모델은 조직에 제품 수명주기 동안 더 효과적이고 선제적으로 유지할 수 있도록 도와줄 수 있습니다. 게다가, 디지털 도구는 제품이 더 이상 서비스에 사용되지 않을 때 재사용, 재활용 또는 폐기할 재료를 평가할 수 있습니다.

예를 들어, 리튬 이온 배터리를 재활용하는 고객은 모든 유형의 배터리에서 리튬을 선별하고 회수하여 새로운 전기 장치를 생산하는 데 재사용할 수 있는 혁신적인 고처리량 재활용 계획을 개발했습니다. 디지털화 및 데이터 최초 접근 방식을 통해 당사는 처리량을 연간 2,000톤에서 10,000톤으로 늘렸으며, 현재 30,000톤으로 증가하고 있습니다.

전략적 지속 가능성을 위한 디지털 스레드

디지털화를 통해 기업은 제품 라이프사이클 전반에 걸쳐 데이터를 수집, 분석 및 적용할 수 있지만 이러한 변화는 하룻밤 사이에 발생하지 않습니다. 핵심은 디지털 스레드의 각 지점에 실질적이고 가시적인 영향을 미칠 수 있는 실질적인 변화를 파악하는 것입니다, 전체 제품 라이프사이클에 걸쳐 흐르는 연결된 데이터 및 정보를 나타냅니다. 이러한 변화는 기업이 제품을 더 빠르고, 더 낫고, 더 수익성이 높을 뿐만 아니라 지속 가능한 제품을 만들 수 있도록 디지털 스레드에 자리잡고 있습니다.  지속 가능성은 제품 라이프사이클의 장애물이 아닙니다. 이는 개념 단계부터 시작하는 전체 디지털화 프로세스에 필수적입니다.

디지털화를 수용하고 제품 개발, 생산 및 서비스 라이프사이클 전반의 데이터를 연결하는 디지털 스레드가 포함된 진정한 포괄적인 디지털 트윈을 구현함으로써 우리는 가상과 현실 사이의 진정한 연결고리를 만들고 있습니다. 이 리소스는 지속 가능성 목표를 달성하는 동시에 제품의 설계 및 제조 방식을 혁신하는 데 사용될 수 있습니다