소음진동 특집 - 산업인공지능 기술을 활용한 디지털 트윈 솔루션과 기대효과
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작성자 최고관리자 작성일 20-11-30 09:33 조회 413회본문
소음진동 특집 - 산업인공지능 기술을 활용한 디지털 트윈 솔루션과 기대효과
최근 빅데이터를 기반으로 한 인공지능 기술은 딥러닝을 필두로 막대한 양의 데이터가 제공하는 복잡한 탐색공간에서 최적의 해답을 이끌어 냄으로써, 사회의 많은 문제를 해결하고 있다. 특히, 컴퓨터 비전과 자연어 처리 분야에서는 인간에 비견할 수준의 정확도를 보여주고 있는데, 웹 크롤링과 IT 기기 등으로부터 수집된 대규모의 이미지 및 음성데이터는 인공지능 기술 개발과 성능 검증 가속화에 핵심요소로 작용한다.
산업 분야에서도 정보통신기술(ICT: information and communication technology), 사물인터넷(IoT: internet of things) 플랫폼, 센서 기술 등의 비약적인 발전으로 대량의 산업 데이터 취득이 용이해지면서, 이를 활용한 산업인공지능 기술 개발도 가속화되고 있다. 산업인공지능(industrial AI: industrial artificial intelligence) 기술은 일반 인공지능에 산업 도메인의 지식을 다양한 형태로 적용한 기술을 일컬으며, 해당 산업분야에 특히 높은 성능을 발휘할 수 있도록 개발된다. 대표적으로 설비나 공정의 이상을 사전에 예측진단하여 불시 고장을 방지하는 건전성 예측 및 관리 기술(PHM: prognostics and health management)은 지능형 생산 시스템이 건전성 상태를 능동적으로 판단해서 가동률을 제고하고 최적 유지보수가 가능하도록 지원한다. 물리적 세계와 동일한 디지털 세계(digital) 쌍둥이(twin)를 만든다는 뜻을 가진 디지털 트윈(digital twin)은 디지털 가상 공간에 현실 세계의 특징을 반영하여 사물, 시스템, 물리 환경 등을 실제와 거의 동일하게 구현하는 기술로 정의할 수 있다. 디지털 트윈 기술은 독립적으로 존재하는 것이 아니라 사물인터넷, 클라우드, 빅데이터 분석 기술들 간의 긴밀한 결합을 통해서 실현 가능하다.
디지털 트윈은 최근 산업인공지능 기술이 접목된 형태로 산업현장에서 다양하게 활용되고 있다. 예를 들어, 설비 운영시스템을 디지털로 모델링하거나 설비에서 수집한 데이터의 학습을 통해 운영 모델을 지속적으로 업그레이드 하기도 한다. 특히, 건전성 예측진단 분야에서 개발된 산업인공지능 기반 디지털 트윈 솔루션은 가용도 증가, 제조품질 향상, 에너지효율 증대, 안전성 보장 등의 가시적 효과를 낼 수 있다(그림 1). 이 글에서는 산업인공지능을 건전성 예측진단 분야에 적용한 디지털 트윈 솔루션 사례에 대해 집중 조명하고, 그 기대효과에 대해 설명하고자 한다.
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