데이터 관리 및 디지털 연결
디지털 트윈 기술과 포인트 클라우드 데이터
관리를 통해 제조 품질 검증 및 개선
데이터 관리 및 디지털 연결
디지털 트윈 기술과 포인트 클라우드 데이터 관리를 통해 제조 품질 검증 및 개선
디지털 트윈 기술은 물리적 형상이나 프로세스를 가상으로 표현하고 가상 환경 내에서 현실을 시뮬레이션함으로써 제조, 건설, 의료를 포함한 여러 주요 분야에서 획기적인 성과를 거두고 있습니다. 정확한 3D 스캔 데이터를 기반으로 하여 디지털 트윈은 제조 상황을 검증하고 개선합니다. 디지털 조립 프로세스와 품질 검사를 가능하게 하여 비용을 절감하고 출시 시간을 단축하며, 형태, 적합성 및 기능을 향상시킵니다.
제조업에서의 디지털 트윈 인스턴스(DTI, Digital Twin Instance)는 개별적으로 생산된 부품이나 제품 하나하나를 디지털화한 쌍둥이 모델을 의미합니다. 포인트 클라우드 스캐닝 기술은 제조된 부품과 조립된 제품의 표면을 신속하고 정확하게 측정할 수 있어, 디지털 트윈 인스턴스를 만드는 데 이상적입니다. 이와 함께, 대규모 3D 측정 프로젝트를 효과적으로 관리하고, 측정된 부품을 생산 프로세스와 연결하는 메타데이터를 캡슐화하며, 생성된 디지털 트윈 인스턴스를 기업 내에서 원활히 공유할 수 있도록 강력한 디지털 데이터 관리 솔루션이 반드시 필요합니다.
표면이 완전히 스캔된 후의 물리적 부품을 필요로 할까요?
그런 경우는 거의 없습니다. 일단 물리적 부품의 표면 전체가 포인트 클라우드 스캐너로 스캔되면, 생성된 디지털 트윈 인스턴스(DTI)는 다시 실제 부품을 참조하지 않고도 검사와 분석, 시뮬레이션이 가능합니다.
생산 중 결함이 발생한 경우를 상상해보십시오. 생산된 모든 부품이 스캔되어 있다면 품질 관리팀은 지난 24시간 내에 제조된 부품으로 가상으로 돌아가 정밀 분석을 수행할 수 있습니다. 이를 통해 정확히 어떤 부품이 불량인지 판별한 후, 창고에서 출하되기 전에 해당 부품을 제거하여 비용이 많이 드는 리콜을 예방할 수 있습니다.
또한 여러 공급업체로부터 프로토타입 부품의 스캔 데이터를 받는 OEM 기업을 생각해보십시오. 부품들을 가상으로 조립했을 때, 특정 공급업체가 잘못된 버전의 CAD 모델을 사용한 사실을 발견할 수 있습니다. 즉시 해당 공급업체에 연락하여 적절한 모델로 수정하도록 지시할 수 있으며, 이 역시 실제 생산과 출하 이전에 이루어지게 됩니다.
또 다른 사례로, 항공우주 부품 공급업체인 당신의 고객이 구매한 부품이 배송 당시 공차 범위를 벗어났다고 불만을 제기했다고 가정해 보십시오. 출하 전 수행한 스캔 데이터를 통해 부품이 공차 내에 있었음을 증명하여 고객의 불만을 잠재울 수 있을 뿐만 아니라, 법적 분쟁까지 미연에 방지할 수 있습니다.
마지막 예로, 애프터마켓 제조업체가 새로운 제품의 결합 부품을 스캔하여 이를 NURBS 서피스로 변환한 후, 역설계된 모델을 시뮬레이션 소프트웨어로 가져와 신제품이 조립된 후의 거동을 분석합니다. 이러한 시뮬레이션은 제품 내구성을 떨어뜨릴 수 있는 치수적 문제를 사전에 발견하여 수정하는 데 도움을 줍니다.
이러한 예들은 설계, 엔지니어링, 생산 및 유지보수 등 다양한 프로세스 전반에서 디지털 트윈 접근법이 공정 개선과 비용 절감에 매우 큰 잠재력을 가지고 있음을 보여줍니다.
제조 분야에서 포인트 클라우드 기반
디지털 트윈 프로세스 구현의 과제
디지털 트윈 인스턴스(DTI)는 제조업체에게 엄청난 잠재력을 제공하지만, 포인트 클라우드 데이터로 구축한 모델을 기반으로 디지털 트윈 프로세스를 구현할 때는 어려움이 따릅니다.
예를 들어 파일 관리 문제를 생각해보겠습니다. 포인트 클라우드 스캐너는 초당 수 메가바이트의 데이터를 생성합니다. 원시 포인트 클라우드를 정확한 폴리곤 모델로 변환하고 나면, 단 하나의 측정 부품에 대한 데이터 파일도 수백 메가바이트 크기가 될 수 있습니다. 만약 고객이 전체 생산라인의 결과물을 스캔하려 한다면, 매년 수만 개의 파일과 수 테라바이트에 달하는 새로운 데이터를 다뤄야 합니다. 이렇게 방대한 양의 데이터를 수작업으로 관리하는 것은 사실상 불가능합니다.
또한 추적 가능성 문제도 있습니다. 스캔된 모델은 일련번호, 부품 번호, 측정 장비 ID, 생산 라인, 작업자 이름과 같은 측정 대상과 제조 및 측정 프로세스 관련 주요 정보들과 명확히 연계되어야 합니다. 특히 생산 및 유지보수 작업에서 이러한 메타데이터는 DTI와 실제 제품 간의 명확한 일치를 보장하기 위한 추적 가능성 확보에 반드시 필요합니다.
공유와 협업 역시 또 다른 도전 과제입니다. 스캐닝 기술이 아무리 뛰어나도, 그 이점을 가장 잘 활용할 수 있는 동료들이 자신이 필요로 하는 DTI에 쉽게 접근할 수 없다면 결국 이를 사용하지 않게 될 것입니다. 불편함을 없애는 것이 진정한 가치를 얻는 지름길입니다.
성공적인 디지털 트윈 배포를 위한 디지털 데이터 관리 시스템
어떻게 이런 불편함을 해소할 수 있을까요? 대규모 측정 프로젝트와 DTI를 효과적으로 처리할 수 있는 디지털 데이터 관리 시스템을 구축함으로써 가능합니다. 이러한 디지털 데이터 관리 시스템은 로컬 하드 드라이브 대신 3D 측정 데이터를 중앙 서버에 저장할 뿐 아니라, 다음과 같은 이점을 제공합니다:
- 파일 및 폴더 관리를 자동화하여 파일 탐색기의 사용을 없애줍니다.
- 데이터 보안 및 무결성을 보장하고, 백업을 손쉽게 수행할 수 있도록 지원합니다.
- 각 DTI를 실제 제품, 제조 과정 및 측정 프로세스를 설명하는 주요 메타데이터와 연결하여 완벽한 디지털 트윈 추적성을 생성하고 유지합니다.
- 메타데이터 키워드를 통해 빠르게 DTI를 검색할 수 있는 검색 엔진을 제공하여 전사적으로 쉽게 접근할 수 있도록 합니다.
- 접근 권한을 관리하여 누가 어떤 데이터를 사용하거나 수정할 수 있는지 효과적으로 제어할 수 있습니다.
디지털 데이터 관리 시스템의 성능을 극대화하려면, 조직은 측정 프로젝트 내에서 유지해야 하는 측정된 제품 및 프로세스의 핵심 정보를 식별하는 메타데이터 전략을 수립하는 것이 좋습니다.
포인트 클라우드 스캐닝 + 데이터 관리
시스템 = 확장 가능한 디지털 트윈 프로세스
포인트 클라우드를 기반으로 한 디지털 트윈 프로세스를 폭넓게 활용하고자 하는 조직은 프로세스의 확장성을 보장하기 위해 InnovMetric의 PolyWorks|DataLoop™와 같은 디지털 데이터 관리 시스템을 도입해야 합니다. 데이터 관리 시스템만이 수만 개의 파일을 효과적으로 처리하고, 데이터의 출처와 생성 방법을 설명하는 귀중한 메타데이터를 보존할 수 있습니다. 이러한 시스템은 디지털 트윈 데이터를 사용하는 팀 구성원이 데이터 생성자의 별도 지침 없이도 직접 데이터를 검색하고 활용할 수 있게 함으로써 팀의 업무 효율성을 크게 향상시킵니다.
귀사를 디지털 트윈 기술과 포괄적인 데이터 관리의 혁신적인 힘을 귀사의 조직에서 실현해 보세요.
PolyWorks|DataLoop은 여러 측정 소스(CNC CMM, 레이저 스캐닝 등)에서 생성된 방대한 양의 계측 데이터에 대한 접근을 용이하게 하는 확장 가능한 데이터 관리 솔루션입니다. 이를 통해 엔지니어와 의사 결정자들이 조직 전반에서 더 빠르고 나은 결정을 내릴 수 있도록 지원합니다.