The Transactions of the Korea Information Processing Society (정보처리학회 논문지)

Korea Information Processing Society (한국정보처리학회)
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Designing Modularization Method for Digital Twin: Focusing on the Noodle Manufacturing Process

디지털 트윈의 모듈화 기법 설계: 면 제조 공정을 중심으로

  • 권찬우 (국립안동대학교 정보통신공학과) ;
  • 송석현 (국립안동대학교 정보통신공학과)
  • Received : 2023.12.19
  • Accepted : 2024.01.28
  • Published : 2024.02.29
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Abstract

There has been a recent surge of interest in the Digital Twin technology. The Digital Twin is technique for optimizing objects by simulating physical phenomena or objects through computer-based simulations. Currently, single Digital Twin is being developed to optimize processes limited to specific fields, but there is a limitation in that the independent Digital Twins cannot analyze the vast and complex processes of the real world. To overcome this, the concept of federated Digital Twin has been introduced. To date, the federated Digital Twin research has primarily focused on how to optimize macroscopic objects such as cities. However, by leveraging the interconnected nature of twins, existing implementations of the single Digital Twins can be modularized. In this study, we define the concepts and interrelationships of the single Digital Twin and the federated Digital Twin from a functional perspective related to process optimization and design a modularization technique for the single Digital Twin using the federated Digital Twin. Furthermore, this study aims to discuss the proposed methodology's efficacy by designing a model applying modularization to a real-world fabric manufacturing case.

최근에 들어 디지털 트윈 기술에 대한 관심이 급증하고 있다. 디지털 트윈은 컴퓨터 기반 시뮬레이션을 통해 물리적 현상이나 사물을 모사함으로써 대상을 최적화하는 기술이다. 현재는 특정 분야에 국한되는 프로세스를 최적화하기 위한 단일 디지털 트윈이 개발되고 있지만, 독립된 디지털 트윈만으로는 현실의 방대하고 복합적인 프로세스를 분석하기 어렵다. 이를 극복하고자 도입된 개념이 연합 디지털 트윈이다. 지금까지 연합 디지털 트윈의 연구 방향은 주로 도시와 같이 거시적인 대상을 최적화하는 방식에 중점을 두었다. 그러나 트윈이 상호 연계된다는 특성을 활용하면 기존에 구현되었던 단일 디지털 트윈의 모듈화도 가능할 것으로 보인다. 본 연구에서는 프로세스 최적화와 관련된 기능상의 관점에서 단일 디지털 트윈과 연합 디지털 트윈의 개념 및 상호 관계를 정립하고, 이를 토대로 연합 디지털 트윈을 활용한 단일 디지털 트윈의 모듈화 기법을 설계한다. 아울러, 실제 면 제조 공정 사례를 바탕으로 모듈화 기법을 적용한 모델을 설계함으로써 제안하는 방법론의 효용성을 논의하고자 한다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 2023학년도 안동대학교 학술연구조성비에 의하여 연구되었음.

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