Virtual Commissioning

가상 커미셔닝(Virtual Commissioning)

디지털 트윈 그리고 정교한 시뮬레이션 및 모델링으로 제조 운영을 변화에 적응하고 현대화 지원!

자동차 제조사들은 작업 셀과 생산라인에 새로운 기술을 통합해야 변화에 유연하게 적응할 수 있다는 것을 잘 알고 있다. 

신세대 로봇 시스템을 사용하여 생산 출력을 미세하게 조정하고 개선하기 위해 프로세스를 자주 변경해야 하고

신 모델과 다양한 변형모델을 생산하기 위해 생산라인을 빠르게 변경해야 한다.

이러한 변화 대응에 점점 더 그 역할을 기대하고 있는 디지털 기술이 가상 커미셔닝이다.

제조에서의 가상 커미셔닝은 디지털 시뮬레이션 모델을 사용하여 제조 프로세스, 기계, 작업 셀, 생산라인

또는 전체 공장을 실제 세계로 구현하기 전에 가상으로 복제하여 테스트하는 것을 의미한다. 

이 기술을 통해 물리적 프로토타입이나 실제로 생산 시설을 설치하지 않고도 제조 시스템 디자인과 기능을 검증하고 최적화할 수 있다.

이러한 기능을 사용하여 자동차 제조사와 부품 업체들은 제조 운영의 여러 측면을 함께 탐색하고 검토할 수 있다.

 가상 커미셔닝 적용 사례는 제조사에 따라 매우 다양하지만 서로 다른 공장 운영 속에서도 공통적인 이점을 창출하고 있다.

가장 일반적인 가상 커미셔닝은 활용은 아마도 물리적인 시스템을 시뮬레이션하는 일일 것이다.

생산 프로세스, 생산기계 및 로봇 작동을 포함하는 물리적 시스템을 가상으로 상세하게 구현할 수 있다.

이렇게 만들어진 생산요소 들의 디지털 트윈은 실제로 물리적인 것들과 유사하다.

생산 운영은 기계와 프로세스를 제어하는 소프트웨어와 하드웨어 그리고 하드웨어 자체 간의 상호 작용에 거의 의존하고 있다. 

가상 커미셔닝으로 물리적으로 생산 시스템과 소프트웨어를 설치하지 않고도 소프트웨어/하드웨어 통합 문제를 평가할 수 있다.

결론적으로 제조기업들은 생산 시스템을 가상적으로 구현함으로써 물리적으로 만들어야 했던 프로트타입과 테스트와 관련된 시간과 비용을 크게 줄일 수 있다. 

그리고 발생 가능성이 있는 잠재적 문제와 비효율성을 파악하여 실제 물리적으로 구현하기 전에 이러한 문제들을 해결할 수 있다.

가상 커미셔닝으로 기존 탈피

일단 새로운 작업 셀이나 생산 라인이 가상으로 만들어지면 가상 커미셔닝으로 일을 더 높은 차원으로 끌어올릴 수 있다.

예를 들어, 기본 틀을 구현하고 생산 라인, 하드웨어 및 소프트웨어, 기본 프로세스가 모두 사양대로 작동하도록 보장하는 것이다.

이 기술을 사용하여 생산 프로세스의 다양한 측면을 테스트할 수 있다.

가상 커미셔닝은 디지털 트윈을 사용하여 다양한 요소와 프로세스의 성능과 효율성을 가하는 일을

외에도 만일의 경우를 대비한 다양한 시나리오를 시도해 볼 수 있다. 

예를 들어 생산 운영 속도를 높일 경우 발생 가능성이 있는 문제들을 다각적으로 찾아낼 수 있다.

만약 로봇 시스템 하나를 더 많은 능력과 기능을 갖춘 다른 시스템으로 교체하면 어떻게 상황이 바뀌는지 알아볼 수 있다.

더 중요한 것은 기계와 기계 사이의 상호작용을 테스트하고 효율성을 최적화하기 위해 다양하게 시뮬레이션을 시도할 수 있다.

테스트한 결과는 생산 설비가 배치되거나 설치되기 전에 설계와 프로세스를 검증하는 업무에 활용된다.

이러한 능력은 생산 변화나 변경에 적응하는 유연성 수준을 이전보다 높여준다. 

가상 커미셔닝으로 실제 물리적인 생산라인의 구성, 작업 흐름 및 시나리오를 다양하게 시뮬레이션하고

테스트할 수 있어 다양한 옵션을 찾아 평가하며 가장 효율적인 옵션을 선택할 수 있게 된다.

가상 커미셔닝은 또 다른 측면에서도 도움이 된다. 

변화하는 시장 상황에 맞추어 기존 생산 라인을 수시로 변경하고 기존 라인의 생산능력을 높이거나 새로운 라인을 증축해야 한다.

  하나의 예로 스바루는 지난해 말 청정에너지 제품 공급 정책의 일환으로 플러그인하이브리드 차량 생산을 전면 중단하기로 결정한 적이 있다.

https://asia.nikkei.com/Business/Automobiles/Subaru-to-halt-development-of-plug-in-hybrid-vehicles

이러한 경우 가상 커미셔닝은 제조라인을 새롭게 추가하거나 기존 라인들을 수정할 때 앞으로 발생될 위험을 줄이는 데 도움을 준다. 

가상 환경에서 잠재적인 문제들을 찾아내고 해결할 수 있기 때문에 실제 생산 환경에서 오류와 다운타임 등 위험을 최소화할 수 있어 비용삭감으로 연결된다.

기타 고려해야 할 요소

제조업이 현재 당면하고 있는 과제 중 하나가 인력 부족 문제이다. 

현대 제조업 환경에 필요한 적절한 기술을 가진 인재 고용과 유지도 점점 더 어려워지고 있는데

가상 커미셔닝은 이러한 문제해결에도 도움이 된다.

교육 훈련 목적으로 활용할 경우 안전한 환경 속에서 새로운 시스템과 프로세스에 익숙해질 수 있다.

새로운 기술 습득과 사용에 대한 근로자들의 우려와 부담 또한 완화되어 기존 인력의 기술 수준을 고도화할 수 있다.

적절한 기술 확보

가상 커미셔닝은 디지털 트윈, 정교한 시뮬레이션과 모델링으로 생산의 변화에 적응하고 제조 운영의 현대화에 큰 도움을 준다. 

또한 이 기술의 개념은 공장의 디지털화와 자동화 그리고 데이터 기반 의사 결정을 강조하는 스마트 팩토리와 인더스트리 4.0의 원리와도 잘 일치한다.

어떤 회사든 자체 인력으로 가상 커미셔닝 여정을 시작할 수는 있지만 이 기술을 통합할 시간과 자원 또는 기술이 부족하다. 

따라서, 제조 분야의 전문 지식과 솔루션을 제공하는 파트너와 협력하여 프로젝트를 진행하는 것이 일반적이다.

참조 | https://www.rtinsights.com/a-deep-dive-into-virtual-commissioning/