[에머슨 제공] 제조업체가 플랜트 및 자산에 대한 디지털 트랜스포메이션을 진행하면, 해당 플랜트는 운영을 위한 관련 기술이 더욱 필요해진다.

디지털 트랜스포메이션에 대한 중요한 기회는 디지털트윈에서 발견되는데, 디지털트윈 기술의 가치를 극대화 하려는 팀은 플랜트의 운영 라이프 사이클 전체와 조직 전반을 개선하는 시스템을 구현하기 위해 7가지 필수 기준을 찾아야 한다.

자동차 제조업체 Tesla는 모든 차량에 디지털트윈을 탑재시키는 것으로 유명하다. [사진=Alex Iby / Unsplash]

디지털트윈은 실질적인 투자가 되어야 한다

디지털트윈 아키텍처는 공장이나 산업 규모에 관계없이 실질적인 투자가 될 수 있다. 보다 나은 프로젝트와 운영을 위해 디지털트윈 시뮬레이션은 유연하고 확장 가능한 라이프 사이클 도구로 사용된다.

어떠한 규모의 조직과 프로젝트에도 디지털트윈 시뮬레이션을 통해 플랜트의 운영 및 제어를 향상시키기 위한 비용과 위험을 줄이고 직원 숙련도를 향상시키면서 그 가치를 확인할 수 있다.

디지털트윈은 분산 제어 시스템 엔지니어링을 지원해야 한다

디지털트윈은 공정과 제어 시스템의 프로젝트 설계 초기 단계에서부터 적용할 수 있다. 최신 시뮬레이션 기술은 프로젝트 엔지니어링 팀의 디자인 모델을 활용하고 동적 프로세스 모델을 실시간 동적 시뮬레이션과 통합 및 기존 프로젝트 자산을 활용함으로써 프로세스 엔지니어링 실행을 가속화 한다.

다채로운 디지털트윈 기술은 플랜트 라이프 사이클 전체에 걸쳐 다양한 기능을 지원한다. [사진=에머슨]

엔지니어링 데이터를 기반으로 한 고도의 디지털트윈으로 프로젝트 팀은 가상 시운전(Virtual Commissioning)을 수행할 수 있게 돼 프로젝트를 간소화 시킬 수 있다. 시운전 단계를 가상화하면 공장 승인 테스트(FAT)를 단순화할 수 있고, 절차를 보다 효율적으로 수행할 수 있다. 궁극적으로 프로젝트가 예정대로 진행할 수 있도록 하는 것이다.

디지털트윈은 프로젝트 및 프로세스 목표를 지원하는, 최선의 비용 기준에 맞춰 설계되어야 한다

시간에 따라 변하는 플랜트, 프로세스 및 자산에서 가장 큰 이점을 얻기 위해 디지털트윈 기술은 다양한 자산, 프로세스에서 더 큰 유연성을 제공하는 확장성을 이용한다. 이러한 확장성을 받아들이기 위한 모델 충실도에 대한 선택적 접근 방식은 기업이 가장 오랫동안 최고의 가치를 가질 수 있도록 한다.

고충실도 모델링에만 국한된 경직된 접근방식은 투자 요구와 정확한 장치 모델 부족으로 인해 일부 장비와 운영에서 배제될 것이다. 반대로 선택적인 충실도 접근 방식은 유연성을 제공해 필요에 따라 충실도를 변경할 수 있고, 조직은 플랜트의 필요에 따라 구조를 개선하고 바꿀 수 있다.

디지털트윈은 프로세스 업데이트 및 변경 사항을 안전하게 테스트할 수 있어야 한다

디지털트윈은 자본성 프로젝트를 개선할 수 있으며, 조직에 새로운 제어방법과 운영 전략을 평가하는 데 필요하다. 또한 고급 프로세스 제어 체계 및 배포에 필요한 도구를 제공한다.

디지털트윈을 사용하면 플랜트 관리 부서에서 프로세스 제어 개선이 프로세스 및 성능에 미칠 영향을 파악하고, 현재 운영 중인 플랜트를 위험하지 않게 지속적으로 안전하고 효율적이며 경쟁력 있게 유지할 수 있다.

Aspen HYSYS로 정상 상태 모델을 구축하면 HYSYS Dynamics의 동적 프로세스 모델로 변환할 수 있고, 다음에는 실시간 동적 시뮬레이션이 가능한 에머슨 Mimic 시뮬레이션 소프트웨어 Aspen HYSYS로 통합될 수 있다. [사진=에머슨]

디지털트윈은 포괄적인 훈련을 가능하게 한다

플랜트 운영자가 올바른 의사결정을 준비하는 데는 6, 7년이 걸릴 수 있다. 디지털트윈 솔루션은 이 기간을 획기적으로 단축할 수 있어 플랜트 가동 전이라도 운영자의 기술을 향상시킬 수 있는 검증된 솔루션을 제공할 수 있다.

디지털트윈 시뮬레이션에서는 수년간의 플랜트 경험을 수개월로 압축할 수 있다. 프로젝트 엔지니어링 및 건설 단계가 완료됨에 따라, 운영자는 단축된 시간을 활용해 플랜트 운영 단계를 위한 준비를 안전하고 정확하게 수행할 수 있다.

운영자는 디지털트윈으로 프로세스 이벤트, 시작 및 비정상적인 상황과 같은 시스템 전환 및 일시적인 작업을 정확하게 경험할 수 있다. 이러한 작업은 직원과 공정 면에는 가장 위험한 반면, 수익성은 아주 낮은 것들이다. 이로써 보다 숙련되고 확실하게 검증된 생산을 시작할 수 있다.

디지털트윈은 물리적 자산을 디지털로 정확하게 나타내야 한다

기업은 디지털트윈 기술을 통해 새로운 운영 환경을 안전하게 테스트 및 교육할 수 있다. 단, 사용자는 정확한 시뮬레이션을 제공받아야 한다.

최신 디지털트윈 시뮬레이션은 사용자가 실제 환경에서 경험할 수 있는 것과 동일한 제어 시스템 인터페이스로 상호작용할 수 있도록 제어 시스템 구성을 정확하고 완전하게 복제한다.

에머슨 디지털트윈은 모델의 충실도, 저, 중, 고에 대한 선택적 접근법을 사용해 플랜트 운영에 대한 보다 완벽한 모습을 제공한다. [사진=에머슨]

디지털트윈은 사용하기 쉬워야 한다

제대로 구현된 디지털트윈에는 제어 데이터, 기록 데이터 및 설계 데이터 간의 모든 상호작용이 편하고 사용하기 쉬운 구조로 통합되어 조직이 필요에 따라 개선되고 변경할 수 있어야 한다.

이 솔루션은 실시간 동적 프로세스와 I/O 시뮬레이션은 물론, 업계 최고의 프로세스 모델링과 고충실도 동적 시뮬레이션 플랫폼과 함께 운영자 교육 옵션을 결합했다.

이러한 솔루션을 적절하게 설계하고 통합시킨다면 다양한 분산 제어 시스템, 프로그램화 가능한 로직 컨트롤러 및 비상 차단 시스템과도 통합하는 동시에 플랜트 현장을 완벽하게 시뮬레이션 할 수 있다.

조직이 디지털 트랜스포메이션 기술을 통해 얻을 수 있는 최고의 이점은 이 기술로 플랜트 운영을 개선하고 직원이 신속하고, 확실하게, 최상의 결정을 내릴 수 있도록 한다는 점이다.

디지털트윈 기술은 이 디지털 트랜스포메이션을 지원하기 위한 기본이 되며, 자본성 프로젝트를 실행하는 데 있어 효과적인 도구이자, 플랜트 라이프 사이클에 걸쳐 운영 효율성을 향상시키기 위한 이니셔티브다.

출처: 영국 Institution of Civil Engineers

[정형우 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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