• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2019년도 춘계학술발표대회
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• pp.552-555
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• 2019

디지털 트윈이란 현실 세계의 물리적인 사물을 컴퓨터 상에 동일하게 가상화 시키는 기술을 의미하는 것으로, 물리적 사물이나 시스템을 모델링하거나 IoT 기술에 접목되어 활용되고 있는 기술이다. 디지털 트윈 기술은 가상의 모델을 무한정 시뮬레이션을 통해 동작을 튜닝하고 환경변화에 대한 대응을 미리 실험하여 리스크를 최소화할 수 있는 장점을 지닌다. 최근 인공지능이나 기계학습에 관련된 기술들이 주목받기 시작하면서, 이와 같은 물리적인 사물의 모델링 작업을 데이터 기반으로 수행하려는 시도가 증가하고 있다. 특히, 산업현장에서 많이 활용되는 인더스트리 4.0 공장 자동화의 핵심인 협력 로봇의 디지털 트윈을 구축하기 위해서는 로봇의 동작을 인지하는 과정이 필수적으로 요구된다. 그러나 현재 협력 로봇의 동작을 인지하기 위한 시도는 미비하며, 센서 데이터를 기반으로 동작을 역으로 예측하는 기술은 더욱 그렇다. 따라서 본 논문에서는 로봇의 동작을 인지하기 위해 가정용 협력 로봇에서 전류 및 관성 데이터를 수집하기 위한 실험 환경을 구축하고, 수집한 센서 데이터를 기반으로 한 동작 예측 모델을 제안하고자 한다. 제안하는 방식은 로봇의 동작 명령어를 조인트 위치 기반으로 분류하고 전류와 위치 센서 값을 사용하여 학습을 통해 예측하는 방식이다. SVM 을 이용하여 학습한 결과, 모델의 성능은 평균적으로 정확도, 정밀도, 및 재현율이 모두 96%로 평가되었다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.27-35
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• 2008

Digital Virtual Manufacturing is a technology facilitating effective product developments and agile productions via digital models representing the physical and logical schema and the behavior of real manufacturing systems. A digital virtual factory as a well-designed and integrated environment is essential for successful applications of this technology. In this research, we construct a sophisticated digital virtual factory for the section steel shop in a Korean shipbuilding company by 3-D CAD and virtual manufacturing simulation. The NIST-AMRF CIM hierarchical model and workflow analysis using IDEF methodology are also applied. This digital virtual factory can be applied for diverse engineering activities in design, manufacturing and control of the real factory, and improvements in quality of engineering and savings in time from design to production in shipbuilding are possible.

• 대한조선학회논문집
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• 제39권3호
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• pp.75-80
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• 2002

오늘날 세계는 글로벌, 디지털 시대를 향해 눈부신 변화를 거듭하고 있으며 제조업 기반의 기업은 이러한 변화에 대응하기 위하여 새로운 경영기법과 생산시스템을 도입하고자 노력하고 있다. 그러나 기업이 빠른 변화에 대응하기 위해 제조시스템에 대한 명확한 분석도 없이 새로운 기술만 적용한다면 실패는 필연적으로 존재하게 된다. 그러므로 기업은 제조 시스템에 대한 명확한 분석이 필요하고, 공정개선에 대한 위험성을 줄이는 새로운 방법이 필요하게 된다. 따라서 본 논문은 공장 시스템의 공정개선에 대한 새로운 접근 방법인 시스템 접근 방법을 시스템 분석, 시스템 진단, 시스템 검증으로 체계화하여 제시하고자 한다. 시스템 분석은 객체지향 분석법인 UML로 시스템의 제품(Product), 자원(Resource)과, 공정(Process)관점에서 시스템을 분석한다. 시스템 진단은 제약이론(Theory of constraints)으로 시스템 향상을 위한 핵심요인을 확인한다. 시스템 검증은 가상 생산 기술(Virtual Manufacturing Technique)을 적용하여 핵심 제약요인에 대한 해결 방안을 제시한다. 위와 같은 방법론을 조선소 가공공장에 적용하여 생산성 향상을 위한 새로운 대안들을 제공한다. 가공공장에서 UML 모델은 가공공장에 대한 명확한 분석방법과 외부환경에 쉽게 적응하기 위한 재사용성을 나타내고, 제약이론의 논리나무(logical tree)는 가공공장을 최적하기위한 논리적 도구를 제공하며. 이산 사건 시뮬레이터-QUEST는 최적화된 가공공장을 검증하는 의사결정 도구를 제공한다.

• 실천공학교육논문지
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• 제16권1_spc호
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• pp.1-9
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• 2024

스마트공장의 디지털 트윈에 대한 도입은 이미 CPS(Cyber Physics System)을 통하여 제조산업에 생산성을 높이고자 제안되었던 개념으로 특정한 산업 공정의 단계에 적용되거나 시뮬레이션이 필요한 단계에서 부분적으로 도입되고 있었다. 그러나 최근 4차산업혁명기술 발전을 통해서 XR(Extended Reality) 기술과 함께 다시 주목을 받고 있다. 하지만 실효성 있는 사례가 많지 않기 때문에 본 연구에서는 제조공정을 장치와 장비 그리고 기술을 분석하여 디지털 쓰레드를 적용한 디지털 트윈을 구축하였고 신호와 정보의 동기화하며 이를 통해서 지능형 공정자동화 장비의 관제와 원격제어와 생산정보의 분석이 가능할 수 있는 플랫폼을 제안하고 이를 개발하였다. 이로써 기존에 제조업에서 활용되어지고 있는 자동화 설비공정 및 장비들에 대한 고장 발생 시 원활한 대처의 어려움과 정확한 고장 발생지점에 대한 확인의 어려움, 그리고 생산설비장비의 고장시점 관리의 어려움, 불량에 대한 원인 및 문제 분석과 대처의 어려움을 해결하는데 도움을 줄 수 있는 제안 내용을 다루었다. 향후 본 연구를 통해서 많은 사례들의 선행 연구에 도움이 되길 기대하고 향후에는 지능형 모델을 통해서 공정 및 생산의 부분별 생산성 증가에 대한 확장 연구가 필요하다.

• 스마트미디어저널
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• 제5권4호
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• pp.9-17
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• 2016

앞으로 20여 년 동안은 인터넷과 스마트폰에서 사물인터넷으로 대이동이 시작될 것이다. 사물인터넷의 핵심은 인간을 둘러싼 사물들이 서로 연결되면서 인간에게 새로운 편익 혹은 가치를 부여하는 것이다. 미래의 산업 환경은 제품 생산 과정에 있는 모든 기계와 기계, 공장과 공장을 포함한 모든 공정이 긴밀하게 연결되며, 가상 세계와 실세계의 결합인, 전체 제품과 생산주기의 디지털화를 통해 마침내 디지털 공장은 현실로 구현될 것이다. 제안한 IoT 또는 IIoT 기반의 다운로드 OTA(Over-the-Air)는 네트워크를 통한 임의의 형식과 크기의 미디어 객체(Media Object)를 다운로딩하기 위한 유연성 있는 메커니즘을 제공한다. 더불어 제안한 DLOTA는 경량 암호화, OTP, 그리고 CapBAC 기술에 의한 일부분의 보안 기능을 제공한다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제8권12호
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• pp.491-498
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• 2019

디지털 트윈은 현실 세계의 물리적인 사물을 컴퓨터상에 동일하게 가상화시키는 기술로써, IoT을 통해 센서 데이터를 수집하고, 수집한 데이터를 활용하여 물리적인 사물과 가상 사물을 양방향으로 연결을 할 수 있게 한다. 디지털 트윈 기술은 가상 모델의 시뮬레이션을 통해 동작을 조정하고 환경변화에 대한 대응을 미리 실험하여 위험성을 최소화할 수 있는 장점을 지닌다. 최근 인공지능이나 기계학습에 관련된 기술들이 주목받기 시작하면서, 물리적인 사물의 동작을 가상화하여 가상 모델을 관찰하고 다양한 시나리오를 적용하려는 시도가 증가하고 있다. 특히, 인더스트리 4.0에서 공장자동화의 핵심인 협력 로봇의 디지털 트윈을 구축하기 위해서는 로봇의 동작을 인지하는 과정이 필수적으로 요구된다. 로봇의 동작을 인지하기 위한 모델링 기반의 연구에 비해 센서 데이터 기반으로 동작을 예측하는 연구는 미비한 상황이다. 따라서 본 논문에서는 로봇의 동작을 인지하기 위해 가정용 협력 로봇에서 전류 및 관성 센서 데이터를 수집하기 위한 실험 환경을 구축하고, 수집한 센서 데이터를 기반으로 한 동작 예측 모델을 제안하고자 한다. 제안하는 방식은 조인트 위치 기반으로 로봇의 동작 명령어를 9가지로 분류하고 전류와 관성 센서값을 사용하여 학습을 통해 예측하는 방식이다. 이때, 학습에 사용되는 데이터는 협력 로봇이 동작 명령어의 입력 파라미터에 마진을 가지고 작동할 때 수집되는 센서값이다. 이를 통해, 동일한 경로를 따라 이동하는 9가지 동작뿐만 아니라 각 동작과 비슷한 경로를 따라 이동하는 동작에 대해서도 예측하는 모델을 구축하였다. SVM을 이용하여 학습한 결과, 모델의 성능은 평균적으로 정확도, 정밀도, 및 재현율이 모두 97%로 평가되었다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.382-394
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• 2007

Nowadays, manufacturing industries undergo constantly growing pressures for global competitions, and they must shorten time and cost in product development and production to response varied customers' requirements. Digital virtual manufacturing is a technology that can facilitate effective product development and agile production by using digital models representing the physical and logical schema and the behavior of real manufacturing systems including products, processes, manufacturing resources and plants. For successful applications of this technology, a digital virtual factory as a well-designed and integrated environment is essential. In this paper, we developed a new classification and coding system for effective managements of digital virtual factory objects, and implement a supporting application to verify and apply it. Furthermore, a digital virtual factory layout management system based on the classification and coding system has developed using XML, Visual Basic.NET and FactoryCAD. By some case studies for automotive general assembly shops of a Korean automotive company, efficient management of factory objects and reduction of time and cost in digital virtual factory constructions are possible.

• 산업공학
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• 제18권1호
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• pp.94-103
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• 2005

Digital Manufacturing is a technology to facilitate effective product developments and agile productions by digital environments representing the physical and logical schema and the behavior of real manufacturing system including manufacturing resources, processes and products. A digital factory as a well-designed and integrated environment is essential for successful applications of this technology. In this research, we constructed a sophisticated digital factory of an automotive company’ general assembly shop by measuring and 3-D CAD modeling using parametric methods. Specific parameters of each objects were decided by object-oriented schema of the general assembly shop. It is expected that this method is very useful for constructions of a digital factory, and helps to manage diverse information and re-use 3D models.

• 대한조선학회논문집
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• 제42권1호
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• pp.64-72
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• 2005

Digital manufacturing is a technology to simulate the real manufacturing process using the virtual model representing the physical schema and the behavior of the real manufacturing system including resources, processes and product information. Therefore, it can optimize the manufacturing system or prevent the bottleneck processes through the simulation before the manufacturing plan is executed. This study presents a method to apply the digital manufacturing technology for the steel cutting process in shipyard. The system modeling of cutting shop is carried out using the IDEF and UML which is a visual modeling language to document the artifacts of a complex system. Also, virtual NC simulators of the cutting machines are constructed to emulate the real operation of cutting machines and NC codes. The simulators are able to verify the cutting shape and estimate the precise cycle time of the planned NC codes. The validity of the virtual model is checked by comparing the real cutting time and shape with the simulated results. It is expected that the virtual NC simulators can be used for accurate estimation of the cutting time and shape in advance of real cutting work.

• 산업공학
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• 제21권3호
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• pp.322-332
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• 2008

Digital Virtual Manufacturing is a technology to facilitate effective product developments and agile productions by digital model representing the physical and logical schema and the behavior of real manufacturing system, and it includes product, resources, processes and plant. For successful applications of this technology, a digital virtual factory as a well-designed and integrated environment is essential. In this research, we constructed a sophisticated digital virtual factory of a Korean automotive company's press shop. For efficient constructions of a digital virtual factory useful to kinematic simulations and visualizations, we analyzed entire business process and detailed activities of press engineering. Also, we evaluated geometries, structures, characteristics and motions of a plant and machines in press shop. The geometric model and related data of a virtual press shop are built and managed by a modeling standard defined in this paper. The virtual manufacturing simulation of press machines is conducted to evaluate kinematic motions, cycle time and locations of components using geometric models and related data. It's for interference checks and productivity improvements. We expect that this virtual press shop helps us to achieve great savings in time and cost in many manufacturing preparation activities in the new car development process of automotive companies.