디지털 트윈은 산업의 중심이며, 가치 사슬 전반의 프로세스를 혁신합니다. 제품, 프로세스 또는 성능의 가상 표현으로서 데이터를 활용하여 각 단계를 연결함으로써 효율성을 높이고, 장애를 줄이며, 주기를 단축하고, 글로벌 경쟁 우위를 지속적으로 확보할 기회를 제공합니다.
디지털 트윈의 잠재력을 최대한 활용하려면 실제 시스템이 서로 네트워크로 연결되는 것만으로는 충분하지 않습니다. 또한 자율적으로 “사고”하고 행동하는 능력도 개발해야 합니다. 발전은 단순한 상호 인식 및 상호 작용에서 의사소통과 독립적인 최적화에 이르기까지 인공 지능 방향으로 이루어지고 있습니다. 이를 위해서는 지속적인 정보 교환을 가능하게 하는 통합 정보 시스템 또한 필요합니다.
디지털 트윈을 개발하려면 제품, 기계 및 플랜트의 계획 및 설계, 그리고 제품 및 생산 시스템 운영과 같이 전체 가치 사슬에 걸쳐 디지털 트윈을 구현할 수 있는 강력한 소프트웨어 시스템이 요구됩니다. 이를 통해 사용자는 훨씬 더 유연하고 효율적으로 작업하고 제조를 맞춤화할 수 있습니다.
제품 디지털 트윈은 계획된 제품의 정의 및 설계 단계에서부터 생성됩니다. 이를 통해 엔지니어는 각각의 요구 사항에 따라 제품 속성을 시뮬레이션하고 검증할 수 있습니다. 예를 들어 제품이 안정적이며 사용이 직관적인지, 자동차 차체가 가능한 가장 낮은 공기 저항을 제공하는지, 전자 장치가 안정적으로 작동하는지 등을 확인할 수 있습니다. 기계, 전자, 소프트웨어 또는 시스템 성능과 관계없이, 디지털 트윈은 이 모든 요소를 미리 테스트하고 최적화하는 데 사용될 수 있습니다.
생산 디지털 트윈에도 동일하게 적용됩니다. 가상 환경에서 기계 및 플랜트 컨트롤러부터 전체 생산 라인에 이르기까지 모든 측면을 포괄합니다. 이 시뮬레이션 프로세스를 활용하여 PLC 코드 생성 및 가상 커미셔닝을 통해 생산을 미리 최적화할 수 있습니다. 결과적으로 실제 작업이 시작되기 전에 오류나 고장의 원인을 파악하고 방지할 수 있습니다. 이는 시간을 절약하고 맞춤형 대량 생산을 위한 토대를 마련합니다. 매우 복잡한 생산 경로도 최소한의 비용과 노력으로 매우 짧은 시간 내에 계산, 테스트 및 프로그래밍할 수 있기 때문입니다.
다음으로, 성능 디지털 트윈은 제품 또는 생산 플랜트의 운영 데이터로 지속적으로 공급됩니다. 이를 통해 기계의 상태 데이터 및 제조 시스템의 에너지 소비 데이터와 같은 정보를 지속적으로 모니터링할 수 있습니다. 이는 다운타임을 방지하고 에너지 소비를 최적화하기 위한 예측 정비를 수행할 수 있게 합니다. 일부 기업은 기계 공학 기업 Heller의 사례에서처럼 데이터 기반 서비스를 활용하여 새로운 비즈니스 모델을 개발합니다. 동시에 Insights Hub (구 MindSphere)와 같은 시스템에 대한 데이터 기반 지식은 제품 시스템에 이르기까지 전체 가치 사슬에 다시 반영될 수 있습니다. 이는 지속적인 최적화 프로세스를 위한 완벽하게 폐쇄된 의사 결정 루프를 생성합니다.
Siemens Digital Enterprise Suite는 포괄적인 접근 방식을 만들기 위해 완벽하게 조정되고 통합된 소프트웨어와 자동화 솔루션을 제공합니다. 중앙 데이터 플랫폼은 산업의 전체 부가가치 프로세스를 디지털화하는 데 사용됩니다. 지능형 산업 통신 네트워크는 여러 생산 모듈 내에서 간단한 데이터 교환을 제공하고 운영 데이터를 지속적으로 수집합니다.
Siemens의 심층 방어 전략은 기업이 증가하는 산업 보안 요구 사항에 대처하고 산업 플랜트가 내부 및 외부 공격으로부터 효과적으로 보호될 수 있도록 보장합니다. 암호 보호부터 지속적인 보안 모니터링까지 표준 준수 보안 메커니즘이 디지털 팩토리에 신뢰할 수 있는 맞춤형 보호를 제공합니다.
MindSphere는 또한 산업 기업을 위한 새로운 디지털 비즈니스 모델을 개발하기 위한 플랫폼 역할을 하며, 산업 환경을 위한 Siemens의 데이터 기반 디지털 서비스 포트폴리오를 완성합니다. 현장에서의 데이터 수집과 클라우드 내 데이터 전송 및 저장을 위한 최첨단 보안 기능을 제공합니다.
Siemens 디지털 엔터프라이즈 스위트를 통해 고객들은 Industry 4.0의 단계별 구현을 위한 미래 보장형 솔루션에 오늘부터 투자를 시작할 수 있습니다. 예를 들어, 특수 목적 기계 제조업체 Bausch + Ströbel은 엔지니어링의 일관성을 위한 열쇠로 디지털화를 사용합니다. 회사는 엔지니어링 시간만 절약한 덕분에 2020년까지 효율성이 최소 30% 향상될 것으로 예상하고 있습니다.
마찬가지로, 클램핑 기술과 그리핑 시스템 분야의 세계 시장 리더인 Schunk는 이미 전기 제어식 그리핑 시스템 컴포넌트에 디지털화 솔루션을 사용하고 있습니다. 이 새로운 엔지니어링 프로세스로 인해 유사한 플랜트를 구축할 때 프로젝트 타임라인이 크게 단축되고 커미셔닝이 빨라지며 효율성이 크게 증가할 것입니다.
기계들을 상호 연결하고 상위 시스템들과 네트워크를 구축하면 자원과 생산 데이터를 중앙에서 관리할 수 있습니다. 이는 조달 및 운영에서 비용 이점을 보장합니다. 즉, 회사 전체에서 주문 데이터를 이용할 수 있으며, 조직 내 다양한 생산 현장에 주문을 할당하기 위한 최적의 전략을 식별할 수 있습니다. 또한 자재 재고, 물류 프로세스 및 도구 가용성을 한눈에 파악하고 효율적으로 조정할 수 있습니다.
제조 프로세스 및 생산 매개변수의 문서화 개선 덕분에 품질 관리 영역에서 디지털 트윈이 제공하는 잠재력 또한 매우 기대됩니다. 제조업체가 어떤 컴포넌트가 어떤 기능으로 어떤 제품에 어떻게 설치되었는지 정확히 파악하면 잠재적 문제에 대한 표적 대응을 제공하고 프로세스를 최적화할 수 있습니다. 독일 Amberg에 있는 Simatic 생산 시설에서 Siemens는 이미 포괄적인 문서화 및 평가 시스템을 사용하고 있으며, 생산 오류율을 매우 낮췄습니다.
프로세스 산업에서도 디지털 트윈은 효율성과 생산성을 높이고 있습니다. 통합 엔지니어링에서 통합 운영으로의 전환을 통해 Siemens는 프로세스 산업 기업들이 플랜트 엔지니어링부터 운영에 이르는 포괄적인 데이터 모델을 구축할 수 있도록 지원합니다. 이 분야에서도 디지털화는 시장 출시 기간 단축, 유연성 향상 및 효율성 증대를 보장합니다. 이를 통해 기업은 세계 시장의 변동성과 다양성에 성공적으로 대응하고, 생산성은 물론 에너지 및 자원 효율성도 높일 수 있는 기회를 얻게 됩니다.