KITECH 생산기술 전문지

인더스트리얼 4.0 시작과 미디어 콘텐츠 첨단화 기술 개발 관련 급격한 수요증가에 따라 컴퓨터 비전 기술 응용·확산 및 스마트 공정 기술 개발을 위한 디지털트윈(DT, Digital Twin) 기술의연구가 수행되고 있다. DT 기술은 활용 분야의 발전 순서 또는 구현 난이도 수준에 따라 단계(Level 1~5) 구분하는데, 아래 그림 1과 같이 일반적으로 5단계로 구분하여 표현될 수 있다. 그림1의 Level 1은 가장 기본적 단계의 DT으로 모사(Mirroring) 기술의 예시를 표현한 것이다. 모사단계는 현실상에 존재하는 물리적 공간에 구현된 실제의 하드웨어 시스템과 동등한 특성을 가지는 물리적 모델을 디지털화(Digitalization)하여 소프트웨어 공간에 구현하는 기술을 의미하며 DT모델 구현을 위한 플랫폼 기술이 된다. Level 2 단계는 디지털화된 DT 모델을 이용하여 연동되는센서 데이터 등의 정보를 바탕으로 실제의 시스템을 관제(Monitoring)하는 단계의 기술이다.Level 3 단계는 모의(Modeling & Simulation)기술로 DT 모델을 활용하여 시뮬레이션을 수행하고,실제 시스템이 경험할 수 있는 다양한 사용 조건을 미리 파악하여 실제 시스템 설계를 효율화하는 수단으로 활용될 수 있다. Level 4는 현재 국내의 DT 기술이 성장하고 있는 단계로 자율화(Autonomous)가 적용 되는 Level 5의 사전 단계로 다수의 DT 모델이 연동(Federation)되어 실제환경에서 다수 시스템이 통합되어 운용되는 상황과 흡사한 형태로 DT 모델을 활용할 수 있는단계이다. 본 논문의 본문에서는 DT 연동 단계 기술의 예시로 자동차 부품을 제조하기 위한산업 공정에 적용되는 협동로봇·작업자 안전 대응 기술로 제조 현장의 안전관리자 감시 역할의효율화를 위한 DT 모델과 AI 모델이 통합 구현된 연구사례를 설명한다.