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제조산업의 경쟁력 강화를 위해서 기존 공장자동화 중심의 스마트팩토리(Smart Factory)에서 공장 전체의 자율 운영을 목표로 하는 가상공장(Virtual Factory)으로 진화하고 있다.
Digital Twin based Digital Thread는 제품 기획에서 생산 공정과 운영 정보까지 공장 전체에서 생성된 모든 데이터의 흐름을 Digital Thread 개념으로 연결하고, 이를 Digital Twin에 반영하고 상호 동기화하도록 하여, 공장 전체에 대한 Virtual Factory를 구현한 것이다.
Digital Thread를 "제품 및 제조공정 각각의 수명주기에 걸쳐 진화에 영향을 미치는 여러 요인에 대한 데이터의 수집, 구성 및 표현을 가능하게 하는 프레임워크"라고 정의하고 있다(가트너). 즉 제품 기획, 설계, 생산공정, 폐기까지 제품의 전체 수명주기에 걸쳐 생성되는 모든 데이터의 흐름을 끊임없이 하나로 연결하는 것으로, 공장 전체를 최적화하기 위해서는 꼭 필요한 요소이다.
Virtual Factory 기술
(1) Digital Twin
- 제품 및 생산 시스템을 모사한 디지털 대상
- 실시간 자동 관제, 시뮬레이션 기반 분석, 예측, 최적화를 통한 물리 대상 최적화 지원
(2) Digital Thread
- 제품 Lifecycle 전반의 데이터에 대한 연결성과 추적성 제공
- 공장 전체의 IT/OT 데이터의 흐름을 포괄적으로 관리, 활용할 방안
(3) DataOps
- 데이터 파이프라인 및 운영,배포 자동화 지원
- 환경 변화에 따른 민첩하고 반복적인 신규 데이터의 확보, 배포 지원
Digital Thread 와 Digital Twin의 상호작용에 대한 Value point는 다음과 같다.
- 공장 전체에 대한 운영 최적화를 확보할 수 있다. 실제 공장이 양산에 들어가기 전에, 사전 시뮬레이션을 통해 양산 리드타임을 줄일 수 있고, 일부 공정을 변경해야 할 때도 가상 공간에서 사전 검증을 통해 신속하게 공정을 최적화할 수 있다.
- 제조 공정 중에 제품 품질 이슈가 발생할 경우, Digital Thread를 통해 전체 공정 데이터를 역추적하여 신속하게 이슈를 파악하고, 문제를 해결하여 품질을 제고할 수 있다.
- 최적화된 공장 운영안이 적용된 Virtual Factory는 원격 모니터링 뿐만 아니라 원격제어를 통해 궁극적으로 무인 자율 공장 구현이 가능해질 수 있다.
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