디지털트윈이란?

반드시알아야할3가지

디지털트윈은운용중인실제물리적자산을표현하는최신의방법입니다。디지털트윈은자산의현재상태를반영하며,자산에대한관련있는이력데이터를포함합니다。디지털트윈은자산의현재상태를평가하는데사용할수있으며,보다중요하게는미래동작을예측하거나제어를계량하거나운용을최적화하는데사용할수있습니다。

디지털트윈은구성요소,구성요소로이루어진시스템또는시스템으로이루어진시스템(예:펌프,엔진,발전소,제조라인,일군의차량등)의모델일수있습니다。디지털트윈모델은물리학기반접근방법이나통계적접근방법을포함할수있습니다。디지털트윈모델은운용중인자산의현재환경,현재수명및구성을반영하며,일반적으로이를위해자산데이터가튜닝알고리즘으로직접스트리밍됩니다。

디지털트윈이중요한이유

디지털트윈을생성하여사용하면운용중인시스템의일부로서인텔리전스가향상됩니다。운용중인실제자산의최신표현을확보하면자산을비롯한전체시스템을제어하거나최적화할수있습니다。이러한표현은최신상태뿐아니라자산의운용이력까지도캡처합니다。디지털트윈을사용하면미래성능을최적화하고,효율을높이고,자동화하고,평가할수있습니다。가상시운전을위해또는다음세대설계에영향을주기위한용도와같은다른목적으로도모델을사용할수있습니다。

디지털트윈모델은다음과같은다양한분야에서널리사용됩니다。

운용최적화——날씨,규모,에너지비용,성능인자와같은변수를사용하여,수백,수천가지의가정(假设)시나리오를실행하여준비도를평가하거나기존시스템의설정값에필요한조정을확인하도록모델이트리거됩니다。이를통해자동중에시스템운용을최적화또는제어하여위험을줄이고,비용을절감하고,각종시스템효율을개선할수있습니다。

건전성예측관리를위한디지털트윈

가능한동작을평가하는蒙特卡罗시뮬레이션。

건전성예측관리-行业4.0활용분야에서는모델을사용하여잔여수명을확인함으로써서비스나장비교체를위한최적의시점을예측할수있습니다。

贝克休斯MATLAB에의기반한건전성예측관리경보시스템。

이상탐지——모델은실제자산과병렬로실행되며,(시뮬레이션된)예상동작에서벗어난운용동작에즉시플래그를지정합니다。예를들어,석유회사에서연속운용중인해외석유굴착기로부터센서데이터를스트리밍하는경우,디지털트윈모델이운용동작에서이상동작을찾아서재해성손상을방지합니다。

金宝app仿真软件实时을사용하여석유굴착기에구축한산업용物联网프로토타입。이미지제공:国民油井华高。

고장분리- - - - - -이상이발생할경우,엔지니어나시스템이적절한조치를취할수있도록일군의시뮬레이션이트리거되어고장을분리하고근본원인을파악합니다。

연료제어시스템의고장분리。

디지털트윈작동방식

디지털트윈의일부로서모델링이필요한요소는物联网활용분야에따라달라집니다。디지털트윈모델은物联网자산의필수구성요소,동작및역학을포함합니다。

모델링방법은일반적으로1차원칙(물리학기반방법,예:기계적모델링)과데이터기반방법(예:딥러닝)의두가지유형으로그룹화할수있습니다。모델링된각종행동과모델링방법을결합하여디지털트윈을생성할수도있으며,더많은용도가파악됨에따라점점더정밀해질수있습니다。

디지털트윈모델링방법- 1차원칙과데이터기반。

디지털트윈모델은최신상태로유지되고운용중인자산에튜닝되어야합니다。일반적으로이과정에서자산데이터가디지털트윈을튜닝하는알고리즘으로직접스트리밍됩니다。이를바탕으로자산환경,현재수명및구성과같은요소를살펴볼수있습니다。

디지털트윈을최신상태로사용할준비가되면,다양한방법을통해미래동작을예측하거나제어를계량하거나자산운용을최적화할수있습니다。그예로실제자산에존재하지않는센서시뮬레이션하기,현재와미래의운용을위해각종미래시나리오시뮬레이션하기,현재운용상태를현재실제입력값으로전송함으로써디지털트윈을사용하여현재운용상태추출하기등을들수있습니다。

MATLAB과仿金宝app真软件을사용한디지털트윈

MATLAB을이용하면연결된자산에서나온데이터를이용하여모델을정의할수있습니다。멀티도메인모델링툴을이용하여仿真金宝app软件로물리기반모델을생성할수도있습니다。데이터기반모델과물리기반모델모두운용중인자산에서나온데이터로튜닝하여디지털트윈처럼작동하도록할수있습니다。이러한디지털트윈을예측,가정(假设)시뮬레이션,이상탐지,고장분리등에활용할수있습니다。

MATLAB에서사용할수있는데이터기반방법에는머신러닝,딥러닝,신경망,시스템식별이포함됩니다。일반적으로데이터세트를사용하여모델을학습하거나추출하고,별도의검증데이터세트를사용하여모델을검증또는테스트합니다。MATLAB앱을사용하여각종모델링방법을살펴보고활용분야에가장적합한방법을찾을수있습니다。