Ⅰ. 디지털 트윈 국내외 시장동향과 활용분야 및 기술이슈 3 9 1. 디지털 트윈 개요 및 핵심기술 39 1) 디지털 트윈 개요 39 (1) 개념 39 1.1) 정의 39 1.2) 개념적 구조 42 1.3) 기술범위 43 1.4) 적용분야 44 1.5) 구성요소 46 (2) 특징 47 2.1) 정확한 정보획득 47 2.2) 무한반복 가능 47 2.3) 디지털화한 복제물 48 2.4) 구현 단계와 주요기술 48 2) 디지털 트윈 핵심기술 51 (1) 핵심기술 51 1.1) 모델링 시뮬레이션 51 1.1.1) 목적 지향적 52 1.1.2) 신뢰성 53 1.1.3) 시뮬레이션 유형 53 1.2) 모델링 시뮬레이션 분야의 특성 53 1.2.1) 디지털 트윈 시뮬레이션 53 1.2.2) 디지털 트윈 애플리케이션 54 1.3) 디지털 트윈과 IoT 및 AI 융합 54 1.3.1) 다양한 산업으로 융합중인 디지털 트윈 54 1.3.2) 예측과 시뮬레이션 출력 55 1.3.3) IoT 진화로 인한 디지털 트윈 확산 55 1.4) 디지털 트윈 솔루션 특징 56 1.4.1) 대기업 디지털 트윈 플랫폼 경쟁 58 1.4.2) 디지털 트윈의 양면성 58 1.4.3) 전문가를 통한 비즈니스 문제점 해소 59 (2) 디지털 트윈 기능을 강화하는 PLM 도구 60 2.1) 디지털 트윈 실행 3단계 60 2.2) PLM 도구기능 확장 지원추진 61 (3) 기반 기술의 개선 62
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Ⅰ. 디지털 트윈 국내외 시장동향과 활용분야 및 기술이슈 39
1. 디지털 트윈 개요 및 핵심기술 39
1) 디지털 트윈 개요 39
(1) 개념 39
1.1) 정의 39
1.2) 개념적 구조 42
1.3) 기술범위 43
1.4) 적용분야 44
1.5) 구성요소 46
(2) 특징 47
2.1) 정확한 정보획득 47
2.2) 무한반복 가능 47
2.3) 디지털화한 복제물 48
2.4) 구현 단계와 주요기술 48
2) 디지털 트윈 핵심기술 51
(1) 핵심기술 51
1.1) 모델링 시뮬레이션 51
1.1.1) 목적 지향적 52
1.1.2) 신뢰성 53
1.1.3) 시뮬레이션 유형 53
1.2) 모델링 시뮬레이션 분야의 특성 53
1.2.1) 디지털 트윈 시뮬레이션 53
1.2.2) 디지털 트윈 애플리케이션 54
1.3) 디지털 트윈과 IoT 및 AI 융합 54
1.3.1) 다양한 산업으로 융합중인 디지털 트윈 54
1.3.2) 예측과 시뮬레이션 출력 55
1.3.3) IoT 진화로 인한 디지털 트윈 확산 55
1.4) 디지털 트윈 솔루션 특징 56
1.4.1) 대기업 디지털 트윈 플랫폼 경쟁 58
1.4.2) 디지털 트윈의 양면성 58
1.4.3) 전문가를 통한 비즈니스 문제점 해소 59
(2) 디지털 트윈 기능을 강화하는 PLM 도구 60
2.1) 디지털 트윈 실행 3단계 60
2.2) PLM 도구기능 확장 지원추진 61
(3) 기반 기술의 개선 62
3.1) 디지털 트윈 운영 및 환경비용 절감 62
3.2) 애널리틱스 및 시뮬레이션 62
3.3) 기술의 상호작용 62
3) 디지털 트윈 기술개발 이슈 63
(1) 모델링 시뮬레이션(M&S) 및 디지털 트윈 63
1.1) 핵심요소 63
1.1.1) 디지털 트윈 시뮬레이션 64
1.1.2) 가상모델을 시각화 해주는 기능 64
1.1.3) 가상-물리 연계를 위한 IoT 기반 디지털 트윈 기술개발 65
1.2) 소프트웨어 주요 구성요소 65
1.3) 디지털 모델링 개발의 필요성 66
1.3.1) 디지털 트윈 구현에 필요한 모델 66
1.3.2) 데이터 모델링/시스템 모델링 68
(2) 진화하는 디지털 트윈 70
2.1) 혁신적인 제품 설계 가속화 70
2.1.1) 효율적인 프로세스 설계 70
2.1.2) 성능 최적화 71
2.1.3) 예측적 유지보수 실현 71
2.1.4) 인프라 변경으로 인한 영향 예측 71
2.2) 디지털 트윈 사용으로 인한 가치향상 71
2.2.1) 기계 및 장비 제조 71
2.2.2) 제조 및 산업운영 72
2.2.3) 유지 보수 및 운영자 교육 72
(3) 디지털 트윈 기술 적용 연구 73
3.1) 디지털 트윈의 구현 형태 73
3.1.1) 디지털 트윈 모델속의 품질경영 요소 73
3.1.2) 디지털 트윈의 기능적 목적과 품질 개념과의 연계 74
3.1.3) 품질관리 도구가 적용된 디지털 트윈 예시 75
3.1.4) 디지털 트윈의 영상자료 분석 기능을 통한 품질관리 영역 확대 75
3.2) 디지털 트윈 기술의 품질경영 적용 프레임워크 76
2. 디지털 트윈 국내외 산업현황 및 전망 77
1) 디지털 트윈 국내외 산업현황 77
(1) 국내 77
(2) 국외 79
2.1) 미국 79
2.1.1) 디지털 트윈 플랫폼 및 도구 80
2.2) 독일 81
2.3) 프랑스 82
2.4) 싱가포르 83
(3) 기업현황 85
2) 시장전망 87
(1) 국내 87
1.1) 제조분야 발전전망 87
1.2) 공간정보 발전전망 89
(2) 국외 91
2.1) 싱가포르 92
2.2) 독일 92
2.3) 일본 93
2.4) 중국 94
2.4.1) 기업동향 95
a) 화웨이 95
b) 보존 95
c) ABB그룹 95
d) 비유테크 96
e) 해결 과제 97
Ⅱ. 디지털 트윈 기술의 접목가능 주요 산업의 기술분석 및 관련업체 현황 101
1. 디지털 트윈 접목 세부 분야별 기술 및 사례분석 101
1) 생산 제조업 101
(1) 시장동향 101
(2) 기술동향 - 인더스트리 스마트 제조분야 CPS 103
2.1) 인더스트리 기본개념 및 기술 103
2.2) 스마트 제조 기본개념 및 기술 105
2.3) 사이버 물리 시스템(CPS) 106
2.4) 사이버 물리 생산시스템(CPPS) 109
(3) 접목사례 111
3.1) 모듈러 무빙 팩토리 확산 111
3.1.1) 디지털 트윈과 사이버 물리 시스템 111
3.1.2) 디지털 트윈 설계 툴 체인 112
3.1.3) Cameo System Modeler 114
3.1.4) Maple Soft 114
3.1.5) FogHorn Real time Big Data Analytics 116
3.1.6) Vortex Visualization Tool 118
3.1.7) B&R Automation Studio 118
3.1.8) Internet of Simulation 119
3.2) 디지털 트윈 산업현장 적용 120
3.2.1) 생산공정 3D 디지털 트윈 구축 121
a) 제조 디지털 트윈의 생성 122
b) 디지털 트윈의 개념적 구조 122
b-1) 네트워크 통신 122
b-2) 경계 프로세싱 122
b-3) 통신 인터페이스 122
b-4) 경계 보안 123
c) 종합단계 123
c-1) 분석단계 123
c-2) 인사이트 단계 123
c-3) 행동 단계 123
3.2.2) 플랜트 수주 제품 납품 124
a) 플랜트 사업 및 핵심제품에 디지털 트윈 구축 124
3.2.3) 생산장비 원격 모니터링 125
3.2.4) 안전사고, 산업재해 방지를 위한 위치기반 알림 서비스 127
3.2.5) 제조공정 사례 127
a) 센서 128
b) 데이터 128
c) 종합 128
d) 에널리틱스 128
e) 디지털 트윈 129
f) 작동장치 129
3.3) 국가별 사례 129
3.3.1) 독일 129
3.3.2) 유럽 130
(4) 국내외 관련 기업 적용사례 132
4.1) 포스코 132
4.1.1) POSCOSmart Factory - 포항2열연 설비 상태에 따른 품질분석 132
4.1.2) POSCOSmart Factory – 광양2후판 설비모니터링 133
4.1.3) POSCOSmart Factory – 3D UST, SDD 고도화 134
4.1.4) POSCOChemtechSmart Factory – 3D Smart HMI 134