KR20220155190A - 프로세스 관리 계획서 디지털 트윈을 이용하는 제품의 개발 - Google Patents
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Abstract
제품 및 제품에 대한 제조 프로세스를 설명하는 디지털 시스템 모델(DSM)을 발생시키는 단계와, 제조 프로세스의 구성요소의 인스턴스의 디지털 트윈(DTw)을 발생시키는 단계를 포함하고, DTw가 인스턴스의 디지털 복제본을 포함하는 제품을 개발하는 방법이 제공된다. 방법은 제품 품질에 영향을 미치는 변동의 소스에 영향을 받는 프로세스/프로세스 특징의 속성에 대한 속성 데이터를 수신하는 단계를 포함한다. 디지털 복제본은 속성 데이터의 입력으로 실행되고, 그에 의해 수행된 대로의 제조 프로세스의 구성요소 인스턴스를 복제하도록 DTw를 갱신한다. 제조 프로세스의 데이터 분석이 갱신된 대로의 DTw를 기초로 수행되고, 제조 프로세스가 하나 이상의 제품 특징의 변동성을 감소시키기 위해 데이터 분석을 기초로 수정된다. 다수 인스턴스의 DTw가 추가 개선을 발생시키도록 이용될 수 있다.
Description
본 발명은 일반적으로 제품 제조에 관한 것으로, 특히 제품을 생산하기 위한 제조 프로세스의 관리 계획서 또는 다른 구성요소의 디지털 트윈(digital twin)을 이용하여 제품을 개발하는 것에 관한 것이다.
많은 제품의 개발 라이프사이클은 제품의 설계, 개발 및 확인뿐만 아니라 제품을 생산하기 위한 제조 프로세스를 포함한다. 개발 라이프사이클의 단계는 많은 여러 방식으로 구현된다. APQP(advanced product quality planning)는 비용 관련 목표를 만족시키는 고품질 제품의 정시 납품을 보장하기 위해 개발 라이프사이클의 행위를 계획하고 완료하기 위한 구조화된 프레임워크(structured framework)를 언급한다. 몇몇 APQP 표준은 계획, 제품 설계 및 개발, 프로세스 설계 및 개발, 제품 및 프로세스 검증, 진행 중인 생산, 이용 및 인도 후 서비스를 포함하는 단계에서 개발 라이프사이클을 설명한다.
제품을 위한 제조 프로세스는 제조 프로세스를 품질 보증 프로세스와 링크하는 관리 계획서(control plan)와 같은 다수의 구성요소를 포함할 수 있다. 관리 계획서는 주요 제품 및 프로세스 특징과, 설계, 프로세스, 기계 고장 모드 및 영향 분석(D/P/M FMEA; design, process, machinery failure mode and effects analysis), 및 생산 프로세스 흐름을 입력하고, 생산에서의 품질을 보장하기 위한 관리 행위 및 검사, 확인 및 검증 방법을 정의한다. 관리 계획서는 인쇄당 빌드(build per print)를 보장하기 위해 기계 및 프로세스의 체계적인 관리 방안을 망라한다. 관리 계획서는 관리 엘리먼트 요구사항에 따라 그리고 어떻게 이러한 요구 사항이 충족되어야 하는가를 사람이 판독가능한 포맷으로 사람 오퍼레이터에 대해 전통적으로 설명된다. 이는 자동화에 의한 관리 계획서의 이용을 제한하고; 따라서 개발 라이프사이클에서 그 가치를 제한한다.
따라서, 위에서 논의된 문제뿐만 아니라 다른 가능한 문제 중 적어도 몇몇을 고려하는 시스템 및 방법을 갖는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 예시적 구현은 일반적으로 제품을 설계하고 제조하는 것에 관한 것이다.
예시적 구현은 제품 및 제품을 생산하기 위한 제조 프로세스를 설명하는 신뢰할 수 있는 데이터(authoritative data)의 디지털 시스템 모델(DSM; digital system model)뿐만 아니라 제조 프로세스의 관리 계획서와 같은 구성요소의 인스턴스의 디지털 트윈(DTw; digital twin)을 제공한다. 관리 계획서는 사양 및 허용 기준에 대한 제품 및 프로세스 적합성의 품질 보증을 위해 디지털적으로 표현, 분석, 결정, 및 최적화하는 데 이용될 수 있고, 그 DTw는 제조, 품질, 및 환경을 포함하는 생산 동작 중에 센서로부터 수집된 실제 데이터와 연결할 수 있다.
예시적 구현은 관리 계획서의 모든 요소에 대해 요소별로 그리고 종합적으로 제품 및 프로세스 적합성을 확인 및 검증하기 위해 수집된 실제 데이터를 이용할 수 있다. 이와 관련하여, 관리 계획서의 DTw는 디지털 추적으로 자동화된 품질 승인을 제공하는 물리적 생산 및 품질 보증 프로세스에 대한 디지털 서로게이트(digital surrogate)일 수 있다. 관리 계획서의 DSM 및 DTw는 전통적인 텍스트 기반 정보를 다양한 방법과 데이터를 이용하여 분석되고, 시뮬레이션되며, 최적화될 수 있는 디지털의, 모델 기반이면서 기계 실행가능하게 변환할 수 있다. 확인 및 검증은 제조 프로세스의 설정된 스테이지라기 보다는 제조 프로세스 동안 계속될 수 있고; 확인 및 검증이 계속될 때, 검사의 중단 및 중지/재개 사이클이 감소될 수 있다. 예시적 구현은 더 높은 최초 품질 비율, 더 높은 생산 비율 및 더 높은 장비 활용도를 초래할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 제한 없이, 이하의 예시적 구현을 포함한다.
몇몇 예시적 구현은 제품을 개발하는 방법을 제공하고, 방법이: 제조 프로세스 동안 이용되는 기계, 재료, 방법, 시설 및 인력을 포함하는, 제품 및 제품을 생산하기 위한 제조 프로세스를 설명하는 신뢰할 수 있는 데이터의 디지털 시스템 모델(DSM)을 발생시키는 단계; DSM으로부터 제조 프로세스의 구성요소의 인스턴스의 디지털 트윈(DTw)을 발생시키는 단계로서, DTw가 제조 프로세스 동안 이용되는 기계, 재료, 방법, 시설 또는 인력 중 하나 이상을 포함하는 제조 프로세스의 구성요소의 인스턴스의 디지털 복제본을 포함하는, 단계; 제조 프로세스가 제품을 생산하기 위해 수행됨에 따라 측정된, 제품 특징에 변동을 야기시키는 기계, 재료, 방법, 시설 또는 인력 중 하나 이상의 변동의 소스에 영향을 받는 프로세스 특징의 속성에 대한, 속성 데이터를 수신하는 단계; 속성 데이터의 입력으로 디지털 복제본을 실행하고, 그에 의해 수행된 대로의 제조 프로세스의 구성요소의 인스턴스를 복제하도록 DTw를 갱신하는 단계; 갱신된 대로의 DTw를 기초로 제조 프로세스의 데이터 분석을 수행하는 단계; 제품 특징 중 하나 이상에서 변동성을 감소시키기 위해 데이터 분석을 기초로 제품 또는 제조 프로세스를 수정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
소정의 앞의 예시적 구현, 또는 소정의 앞의 예시적 구현의 조합의 방법의 몇몇 예시적 구현에 있어서, 제조 프로세스의 구성요소는 프로세스 특징을 식별하고, 프로세스 특징이 영향을 받는 변동의 소스에 대한 관리 방법과, 프로세스 특징의 속성에 대한 확인 및 검증 방법을 더 식별하는 관리 계획서이고, 구성요소의 인스턴스의 DTw를 발생시키는 단계는 관리 계획서의 인스턴스의 DTw를 발생시키는 단계를 포함하고, 제조 프로세스를 수정하는 단계는 관리 방법 중 하나 이상을 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
소정의 앞의 예시적 구현, 또는 소정의 앞의 예시적 구현의 조합의 방법의 몇몇 예시적 구현에 있어서, 방법은 DSM의 신뢰할 수 있는 데이터와, 제조 프로세스가 수행됨에 따라 측정된 속성 데이터를 링크하는 DTw로부터 디지털 스레드를 확립하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
소정의 앞의 예시적 구현, 또는 소정의 앞의 예시적 구현의 조합의 방법의 몇몇 예시적 구현에 있어서, DSM을 발생시키는 단계가: 구성요소에 대한 논리적 스키마를 특정하는 제조 프로세스의 구성요소의 메타모델에 액세스하는 단계; 및 논리적 스키마에 따라 구성요소에 대한 신뢰할 수 있는 데이터를 인코딩하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
소정의 앞의 예시적 구현, 또는 소정의 앞의 예시적 구현의 조합의 방법의 몇몇 예시적 구현에 있어서, 제조 프로세스의 구성요소는 제조 프로세스 동안 이용되는 기계 중 하나 이상을 포함하고, 기계 중 하나 이상은, DSM 및 DTw와 분리되고 구별되는, 카탈로그에 저장된 컴퓨터 모델로서 표현되고, DSM을 발생시키는 단계는 컴퓨터 모델을 호출하는 DSM을 발생시키는 단계를 포함하고, DTw를 발생시키는 단계는 카탈로그에 저장된 컴퓨터 모델의 인스턴스를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
소정의 앞의 예시적 구현, 또는 소정의 앞의 예시적 구현의 조합의 방법의 몇몇 예시적 구현에 있어서, 제조 프로세스의 구성요소는 제조 프로세스 동안 이용된 방법 중 하나 이상을 포함하고, 방법 중 하나 이상은, DSM 및 DTw와 분리되고 구별되는, 카탈로그에 저장된 알고리즘으로서 표현되며, DSM을 발생시키는 단계는 방법을 호출하는 DSM을 발생시키는 단계를 포함하고, DTw를 발생시키는 단계는 카탈로그에 저장된 알고리즘의 인스턴스를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
소정의 앞의 예시적 구현, 또는 소정의 앞의 예시적 구현의 조합의 방법의 몇몇 예시적 구현에 있어서, 제조 프로세스의 구성요소는 제조 프로세스 동안 이용되는 기계 및 방법 중 하나 이상을 포함하고, DTw를 발생시키는 단계는: DSM으로부터 기계 및 방법 중 하나 이상을 식별하는 단계; 기계 및 방법 중 하나 이상을 표현하는 컴퓨터 모델 및 알고리즘의 인스턴스를 포함하는 DTw를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
소정의 앞의 예시적 구현, 또는 소정의 앞의 예시적 구현의 조합의 방법의 몇몇 예시적 구현에 있어서, DTw를 발생시키는 단계는 컴퓨터 모델 및 알고리즘의 인스턴스가 속성 데이터의 소스와 연결되는 DTw를 구성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
소정의 앞의 예시적 구현, 또는 소정의 앞의 예시적 구현의 조합의 방법의 몇몇 예시적 구현에 있어서, 디지털 복제본을 실행하는 단계는, 속성 데이터의 소스로부터의 속성 데이터의 입력으로, 컴퓨터 모델 및 알고리즘을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
소정의 앞의 예시적 구현, 또는 소정의 앞의 예시적 구현의 조합의 방법의 몇몇 예시적 구현에 있어서, DTw를 발생시키는 단계는 제조 프로세스의 구성요소의 다수 인스턴스의 디지털 트윈(DTw)을 발생시키는 단계를 포함하고, 속성 데이터는 DTw의 각각의 하나에 대한 제조 프로세스의 다수 실행으로부터 수신되고, 디지털 복제본은 수행된 대로의 구성요소의 다수 인스턴스를 복제하기 위해 DTw를 갱신하도록 실행되고, 데이터 분석이 갱신된 대로의 DTw를 기초로 수행되는 것을 특징으로 한다.
소정의 앞의 예시적 구현, 또는 소정의 앞의 예시적 구현의 조합의 방법의 몇몇 예시적 구현에 있어서, 데이터 분석이 구성요소의 다수 인스턴스를 복제하기 위해 디지털 복제본의 실행으로부터 갱신된 대로의 DTw를 기초로 수행되고, 제품 또는 제조 프로세스를 수정하는 단계가 구성요소의 다수 인스턴스의 데이터 분석을 기초로 DSM의 신뢰할 수 있는 데이터를 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
몇몇 예시적 구현은 제품을 개발하기 위한 장치를 제공하고, 장치는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드를 저장하도록 구성된 메모리; 및 메모리에 액세스하고, 장치로 하여금 소정의 선행하는 예시적 구현, 또는 소정의 선행하는 예시적 구현의 소정의 조합의 방법을 적어도 수행하도록 하는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드를 실행하도록 구성된 프로세싱 회로를 구비한다.
몇몇 예시적 구현은 제품을 개발하기 위한 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 제공하고, 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 비-일시적이면서 프로세싱 회로에 의한 실행에 응답하여 장치로 하여금 소정의 선행하는 예시적 구현, 또는 소정의 선행하는 예시적 구현의 소정의 조합의 방법을 적어도 수행하도록 하는 그 내에 저장된 컴퓨터 판독가능 코드를 갖춘다.
본 발명의 이들 및 다른 특징, 측면, 및 이점은 이하에 간략하게 설명되는 첨부 도면과 함께 다음의 상세한 설명을 읽으면 명백해질 것이다. 본 발명은 이러한 특징 또는 엘리먼트가 여기서 설명된 특정 예시적 구현에서 명시적으로 조합되거나 달리 인용되는지의 여부에 관계없이 본 발명에서 설명된 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 특징 또는 엘리먼트의 소정의 조합을 포함한다. 본 발명은, 본 발명의 문맥이 명백하게 달리 지시하지 않는 한, 그 소정의 측면 및 예시적 구현예에서, 발명의 소정의 분리가능한 특징 또는 엘리먼트가 결합가능한 것으로 보여지도록 총체적으로 판독되어지는 것으로 의도된다.
따라서, 이 요약은 본 발명의 몇몇 측면에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해 몇몇 예시적 구현을 요약하기 위한 목적으로만 제공됨이 이해될 것이다. 따라서, 위에서 설명된 예시적 구현은 단지 예시이고 어떤 식으로든 본 발명의 범위 또는 사상을 좁히는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다. 다른 예시적 구현, 측면 및 이점은 예로서 몇몇 설명된 예시적 구현의 원리를 예시하는 첨부 도면과 함께 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
따라서 본 발명의 예시적 구현을 일반적인 용어로 설명하였고, 반드시 축척으로 그려지지 않은 첨부 도면을 참조할 것이다:
도 1은 본 발명의 몇몇 예시적 구현에 따른 항공기를 예시한다.
도 2는 몇몇 예시적 구현에 따른 제품을 개발하기 위한 시스템을 예시한다.
도 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f 및 3g는 예시적 구현에 따른 제품을 개발하는 방법의 다양한 단계를 예시하는 플로우차트이다.
도 4는 몇몇 예시적 구현에 따른 장치를 예시한다.
도 1은 본 발명의 몇몇 예시적 구현에 따른 항공기를 예시한다.
도 2는 몇몇 예시적 구현에 따른 제품을 개발하기 위한 시스템을 예시한다.
도 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f 및 3g는 예시적 구현에 따른 제품을 개발하는 방법의 다양한 단계를 예시하는 플로우차트이다.
도 4는 몇몇 예시적 구현에 따른 장치를 예시한다.
본 발명의 몇몇 구현이 이제 첨부 도면을 참조하여 이하에서 더 완전하게 설명될 것이고, 발명의 전부가 아닌 몇몇 구현이 도시된다. 실제로, 본 발명의 다양한 구현은 많은 여러 형태로 구현될 수 있고 여기서 설명된 구현으로 제한되는 것으로 해석되어서는 안되며; 오히려, 이들 예시적 구현은 본 발명이 철저하고 완전할 수 있도록 제공되고, 당업자에게 본 발명의 범위를 완전히 전달할 것이다. 동일한 참조 부호는 전체에 걸쳐 동일한 엘리먼트를 언급한다.
달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 한, 제1, 제2 등에 대한 참조는 특정 순서를 암시하는 것으로 해석되어서는 안된다. (달리 지정되지 않거나 문맥 상 명확하지 않은 한) 상기 다른 특징 위인 것으로 설명된 특징은 대신 아래에 있을 수 있고, 그 반대의 경우도 마찬가지이며; 마찬가지로, 다른 특징의 왼쪽에 있는 것으로 설명된 특징은 대신 오른쪽에 있을 수 있고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 또한, 참조가 여기서 정량적 측정, 값, 기하학적 관계 등에 대해 이루어질 수 있지만, 달리 언급되지 않는 한, 이들 모두는 아닐지라도 소정의 하나 이상은 공학적 허용오차 등으로 인해 야기될 수 있는 허용가능 변동을 설명하기 위해 절대적이거나 근사적일 수 있다.
여기서 이용된 바와 같이, 달리 특정되거나 문맥상 명백하지 않는 한, 피연산자(operands)의 세트의 "또는"은 "포함하고 또는"이고, 그에 의해 모든 피연산자가 참일 때 거짓인 "배타적이고 또는"과는 대조적으로, 피연산자 중 하나 이상이 참인 경우에만 참이다. 따라서, 예컨대 "[A] 또는 [B]"는 [A]가 참이거나 [B]가 참이거나 [A]와 [B]가 모두 참이면 참이다. 더욱이, 관사("a" 및 "an")는, 달리 특정되거나 문맥상 단수 형태로 지시되지 않는 한, "하나 이상"을 의미한다. 더욱이, 달리 특정되지 않는 한, "데이터", "컨텐츠", "디지털 컨텐츠", "정보", 및 유사한 용어는 때때로 상호교환적으로 이용될 수 있음을 이해해야 한다.
본 발명의 예시적 구현은 일반적으로 제품을 제조하는 것에 관한 것이다. 예시적 구현은 기계 제품, 전기 제품, 전기기계 제품, 소프트웨어 제품, 화학 제품, 생물학적 제품 등과 같은 다수의 여러 제품 중 어느 것의 개발에 적용될 수 있다. 적절한 제품의 보다 구체적인 예는 유인 또는 무인 운송수단(예컨대, 자동차, 철도 차량, 선박, 항공기, 우주선 등), 항공기 격납고, 사무실 건물, 교량 또는 다른 형태의 제품을 포함한다. 제품은 일반적으로 제조 프로세스(의 결과)에 따라 생산되는 것이다.
예시적 구현은 제품 및 제품을 생산하기 위한 제조 프로세스를 설명하는 신뢰할 수 있는 데이터의 디지털 시스템 모델(DSM)뿐만 아니라 제조 프로세스의 관리 계획서와 같은 구성요소 인스턴스의 디지털 트윈(DTw)을 제공한다. 관리 계획서는 사양 및 허용 기준에 대한 제품 및 프로세스 적합성의 품질 보증을 위해 디지털적으로 표현, 분석, 결정, 및 최적화하는데 이용될 수 있고, 그 DTw는 제조, 품질, 및 환경을 포함하는 생산 동작 중에 센서로부터 수집된 실제 데이터와 연결할 수 있다. 반드시 모두는 아니지만 몇몇 예에 있어서, 여기서 이용된 다양한 용어는 SAE 표준 AS 9145, 2016년 11월 개정판, SAE International Aerospace Series, Requirements for Advanced Product Quality Planning and Production Part Approval Process에 의해 특정된 방식과 같이 APQP(advanced product quality planning)의 맥락에서 정의된다.
도 1은 본 발명의 예시적 구현에 따라 개발 및 제조될 수 있는 제품의 하나의 형태 또는 제품의 집합을 나타내는 항공기(100)를 예시한다. 도시된 바와 같이, 항공기는 동체(104), 날개(106) 및 꼬리(108)를 갖는 기체(102)를 포함한다. 항공기는 또한 추진 시스템과 같은 복수의 상위 레벨 시스템(110)을 포함한다. 도 1에 도시된 특정 예에 있어서, 추진 시스템은 2개의 날개 장착 엔진(112)을 포함한다. 다른 실시예에 있어서, 추진 시스템은 다른 장치, 예컨대 동체 및/또는 꼬리를 포함하는 항공기의 다른 부분에 의해 운반되는 엔진을 포함할 수 있다. 상위 레벨 시스템은 또한 전기 시스템(114), 유압 시스템(116) 및/또는 환경 시스템(118)을 포함할 수 있다. 소정 수의 다른 시스템이 포함될 수 있다.
도 2는 본 발명의 예시적 구현에 따른, 항공기(100) 또는 항공기의 구성 부품과 같은 제품(202)을 개발하기 위한 시스템(200)을 예시한다. 시스템은 하나 이상의 기능 또는 동작을 수행하기 위한 다수의 여러 서브시스템(각각 개별 시스템) 중 어느 것을 포함할 수 있다. 몇몇 예에 있어서, 시스템은 제품을 생산하기 위한 제조 프로세스(214) 동안 이용되는 기계(204), 재료(206), 방법(208), 시설(210), 및 인력(212)을 포함한다. 몇몇 예에 있어서, 제조 프로세스는 제조 프로세스 동안 이용되는 기계의 적어도 몇몇의 유지보수, 서비스 등을 포함한다. 또한 도시된 바와 같이, 시스템은 제품(202)의 제조 전, 제조 중 및/또는 제조 후에 데이터를 기록하거나 보고하도록 구성된 하나 이상의 센서 또는 시스템(216)을 포함한다.
센서 또는 시스템(216)은 기계(204), 재료(206), 시설(210) 또는 인력(212) 중 하나 이상에 대한 온보드 센서, 또는 오프보드/외부 센서를 포함할 수 있고, 데이터를 기록 또는 보고하기 위해 센서가 내장된 사물 인터넷(IoT; Internet of things) 장치를 포함할 수 있다. 센서 및 시스템은 센서 집중기(sensor concentrators), 센서 수집기(sensor aggregators) 등을 포함할 수 있다. 센서 및 시스템의 보다 특정 예는 온도 센서, 습도 센서, 광 센서, 거리/깊이 센서, 3차원(3D) 스캐너, 레이저 측정 센서, 카메라(예컨대, 디지털 카메라, 적외선 카메라, 열화상 카메라)와 같은 이미지 센서, 깊이 인식 또는 범위 카메라, 스테레오 카메라), 오디오 센서(예컨대, 마이크) 등을 포함한다. 센서 및 시스템의 부가적 예는 위치 센서(예컨대, GPS, 관성 내비게이션, Wi-Fi 기반 위치결정, RFID 기반 위치결정), 모션 센서(예컨대, 가속도계), 방향 센서(예컨대, 자이로스코프, 나침반, 자력계), 관성 측정 유닛(IMU; inertial measurement units), 압력 센서, 시계, 달력, 광 센서, 기울기 센서, 랜드마크 시스템, 동력계, 원격계측기 센서, 광섬유 센서 등을 포함한다.
몇몇 예에 있어서, 센서 또는 시스템(216)에 의해 기록되거나 보고된 데이터는 제조 프로세스(214)가 제품(202)을 생산하기 위해 수행됨에 따라 측정된 속성 데이터(218; attribute data)를 포함한다. 속성 데이터는 일반적으로 제품 특징(출력 변수)에서 변동을 야기시키는 기계, 재료, 방법, 시설, 또는 인력 중 하나 이상의 변동의 소스(입력 변수)에 영향을 받는 프로세스 특징의 속성을 포함한다.
예시적 구현에 따른 특징은 속성 데이터(218)가 수집될 수 있는 프로세스 또는 그 출력의 구별되는 특징, 차원 또는 특성(제품(202))이다. 제품 특징은 제품에 대한 신뢰할 수 있는 데이터에 의해 설명되는 제품의 특색 또는 특성이다. 프로세스 특징은 제품 특징과 상호관계를 야기시키고 영향을 미치는 프로세스 변수(입력 변수)를 포함한다. 프로세스 특징은 야기되는 시점에서 측정될 수 있고, 그 변동은 제품 변동을 최소화하기 위해 관리될 수 있다. 제품 특징 중 하나 이상에 대해 하나 이상의 프로세스 특징이 있을 수 있다. 마찬가지로, 프로세스 특징은 디수 제품 특징에 영향을 미칠 수 있다.
본 발명의 예시적 구현의 시스템(200)은 또한 모델 기반 엔지니어링(MBE; model-based engineering) 서브시스템(220) 및 디지털 트윈(DTw) 실행 서브시스템(222)을 포함한다. 몇몇 예에 있어서, MBE 서브시스템 및 DTw 실행 서브시스템은 서로, 및/또는 기계(204), 시설(210) 또는 센서/시스템(216)과 함께 위치되거나 직접 결합된다. 부가적으로 또는 대안적으로, 몇몇 예에 있어서, MBE 서브시스템 및 DTw 실행 서브시스템은 하나 이상의 컴퓨터 네트워크(224)를 거쳐 서로 및/또는 기계, 시설 또는 센서/시스템 중 하나 이상과 통신할 수 있다. 더욱이, 시스템의 일부로서 도시되었음에도 불구하고, 상기 중 어느 하나 이상은 다른 서브시스템 중 어느 것과 관계없이 별도의 시스템으로 기능하거나 동작할 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 시스템은 도 2에 도시된 것보다 하나 이상의 부가 또는 대안적인 서브시스템을 포함할 수 있음을 이해해야 한다.
MBE 서브시스템(220)은 제조 프로세스 동안 기계(204), 재료(206), 방법(208), 시설(210) 및 인력(212)을 포함하는 제품(202) 및 제품을 생산하기 위한 제조 프로세스(214)를 설명하는 신뢰할 수 있는 데이터(228)의 디지털 시스템 모델(DSM)(226)을 발생시키도록 구성된다. DSM은 제품 및 제조 프로세스를 정의하는 신뢰할 수 있는 데이터 및 연관 아티팩트를 통합하는 제품의 디지털 표현이고, DSM은 디지털적으로 링크된 데이터 소스 및 모델의 세트로 캡쳐될 수 있다. 신뢰할 수 있는 데이터는 주요 특징, 설계, 프로세스, 제조 실패 모드 및 영향 분석(D/P/M FMEA), 생산 프로세스 플로우, 관리 계획서 등과 같은 제조 프로세스의 다수의 구성요소를 포함할 수 있다.
DTw 실행 서브시스템(222)은 DSM(226)으로부터의 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)의 인스턴스(234)의 DTw(232)에 의해 구성되어 인에이블링된다. DTw는 제조 프로세스 동안 이용된 기계(204), 재료(206), 방법(208), 시설(210), 또는 인력(212) 중 하나 이상을 포함하는 제조 프로세스의 구성요소의 인스턴스의 디지털 복제본(236; digital replica)을 포함한다. 몇몇 예에 있어서, DTw 실행 서브시스템은 변환의 시퀀스 단계를 통해 DTw 실행 환경의 DSM으로부터 DTw를 발생시키도록 구성된다. 따라서 DTw는 분석 및 시뮬레이션을 통해 물리적 생산 시스템의 행동 및 특성뿐만 아니라 센서/시스템(216)으로부터의 속성 데이터(218)를 기초로 자동화된 품질 바이오프(quality buyoffs)를 이해할 수 있는 서로게이트(surrogate)를 제공할 수 있다.
DTw 실행 서브시스템(222)은 제조 프로세스(214)가 제품(202)을 생산하기 위해 수행됨에 따라, 예컨대 센서/시스템(216)으로부터, 측정된 속성 데이터(218)를 수신하도록 구성된다. DTw 실행 서브시스템은 속성 데이터의 입력으로 디지털 복제본(236)을 실행하도록 구성되고, 이에 의해 수행된 대로의 제조 프로세스의 구성요소의 인스턴스(234)를 복제하도록 DTw(232)를 갱신한다. DTw 실행 서브시스템은 갱신된 대로의 DTw를 기초로 제조 프로세스의 데이터 분석을 수행하고, 제품 특징 중 하나 이상에서 변동성(variability)을 감소시키기 위해 데이터 분석을 기초로 제품 또는 제조 프로세스를 수정하도록 구성된다.
복합재 제조 프로세스의 경우, 수행될 수 있는 데이터 분석과, 이루어질 수 있는 수정의 하나의 예는 다수 제조 변수의 측정치와 품질 메트릭(quality metrics)의 상관관계를 추출하는 것을 포함한다. 이들 제조 변수는 환경 제어 데이터 및 기계 속성(예컨대, 장력, 헤드 속도)을 포함할 수 있고, 품질 메트릭은 최적, 한계, 불량 등과 같이 제조된 제품의 분류를 포함할 수 있다. 적절한 수정이 제조 프로세스를 수행하는 자동화 기계에 대해 공급되도록 기계 제어 데이터세트(machine control dataset)를 발생시키기 위해 상관관계로부터 인코딩될 수 있음에 따라, 이들 입력 간의 최적 균형이 품질을 개선하기 위해 최적화될 수 있다.
몇몇 예에 있어서, 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는 프로세스 특징(238)을 식별하는 관리 계획서이다. 이들 예 중 몇몇에 있어서, 관리 계획서는 프로세스 특징이 적용되는 변동의 소스에 대한 관리 방법(240)과, 프로세스 특징의 속성에 대한 확인 및 검증(V&V; verification and validation) 방법(242)을 더 식별한다. 또한 이들 예 중 몇몇에 있어서, DTw 실행 서브시스템(222)은 관리 계획서의 인스턴스(234)의 DTw(232)를 발생시키도록 구성된다. 이어, DTw 실행 서브시스템은 관리 방법 중 하나 이상을 수정하도록 구성되고, 그에 의해 제조 프로세스를 수정, 개선 또는 최적화한다.
몇몇 예에 있어서, DTw 실행 서브시스템(222)은 DSM(226)의 신뢰할 수 있는 데이터(228)와, 제조 프로세스(214)가 수행됨에 따라 측정된 속성 데이터(218)를 링크하는 DTw(232)로부터 디지털 스레드(244; digital thread)를 확립하도록 더 구성된다. 제품의 맥락에서, 디지털 스레드는 데이터 흐름을 연결하고 그 라이프사이클에 걸쳐 제품의 데이터에 대한 종합적인 관점(holistic view)을 생성하기 위한, 그리고 제품의 데이터의 추적가능성(traceability)과 함께, 프레임워크(framework)를 설명하는 것으로 알려져 있다. 예시적 구현은 더욱 추적가능하고 정확하며 재이용가능하고 효율적인 모델 기반 접근 방식을 추진할 수 있다.
관리 계획서와 같은 구성요소(230)의 구조는 엔지니어링, 관리 및 실행에 걸쳐 디지털 스레드(244)의 맥락에서 측정 데이터 요구사항의 체계적인 식별을 가능하게 한다. 설계 변경 또는 방법이 발전하거나 새로 발견됨에 따라, 이들 데이터 요구사항은 개선에 따라 관리 계획서와 함께 마찬가지로 발전할 수 있다. 이들 데이터 요구사항은 속성 데이터(218)의 수집의 연결 및 정당성을 제공할 수 있고, 이는 종종 도전(어떠한 목적을 위해 어떠한 데이터를 수집해야 하는지)이다. 디지털 스레드에서의 이러한 연결은 제조 프로세스(214)로부터의 대응하는 속성 데이터와의 DTw(232)에 대한 속성 데이터의 연결을 가능하게 할 수 있다. 더욱이, 이는 쟁점 식별, 문제 해결, 및 제조 프로세스 최적화를 위한 맥락에서 속성 데이터에서 추출된 결과를 제공하도록 제품/프로세스의 엔지니어링 설계를 가능하게 할 수 있다.
몇몇 예에 있어서, DSM(226)을 발생시키도록 구성된 MBE 서브시스템(220)은 구성요소에 대한 논리적 스키마(248; logical schema)를 특정하는 제조 프로세스(214)의 구성요소의 메타모델(246; metamodel)에 액세스하도록 구성된 MBE 서브시스템을 포함한다. 이어, MBE 서브시스템은 논리적 스키마에 따라 구성요소에 대한 신뢰할 수 있는 데이터(228)를 인코딩하도록 구성되고, 그에 의해 DSM을 발생시킨다.
관리 계획서와 같은 DSM(226)의 구성요소의 설계는 관리 계획서의 표현으로서 메타모델(246)을 제공할 수 있다. 설계는 엘리먼트별로 관리 계획서의 소정의 인스턴스의 체계적 생성을 가능하게 할 수 있고 전체 제조 프로세스(214)를 종합적으로 살펴보는 속성별 하위 레벨 V&V 방법으로부터 상위 레벨 관리 계획서까지의 결과를 모아서 통합하기 위해 행동 모델(behavior models)을 이용한다. 설계는 일관되고 디지털 스레드(244)를 기초로 하는 모델 기반 관리 계획서를 생성하기 위한 모델링 도구에서 인코딩된 청사진(blueprint)을 확립할 수 있다. 모델 기반 관리 계획서는 공식 기술 및 시뮬레이션 방법을 매개로 분석될 수 있다.
몇몇 예에 있어서, 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는, DSM(226) 및 DTw(232)와 분리되어 구별되는, 카탈로그(252)에 저장된 컴퓨터 모델(250)로서 표현된, 제조 프로세스 동안 이용되는 기계(204) 중 하나 이상을 포함한다. 이들 예 중 몇몇에 있어서, MBE 서브시스템(220)은 컴퓨터 모델을 호출하는 DSM을 발생시키도록 구성된다. 또한 이들 예 중 몇몇에 있어서, DTw를 발생시키도록 구성된 DTw 실행 서브시스템(222)은 카탈로그에 저장된 컴퓨터 모델의 인스턴스를 발생시키도록 구성된 DTw 실행 서브시스템을 포함한다.
몇몇 예에 있어서, 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는, DSM(226) 및 DTw(232)와 분리되어 구별되는, 카탈로그(252)에 저장된 알고리즘(254)으로 표현된, 제조 프로세스 동안 발생된 데이터를 분석하는데 이용되는 V&V 방법(242) 중 하나 이상을 포함한다. 이들 예 중 몇몇에 있어서, MBE 서브시스템(220)은 방법을 호출하는 DSM을 발생시키도록 구성된다. 그리고, DTw를 발생시키도록 구성된 DTw 실행 서브시스템(222)은 카탈로그에 저장된 알고리즘의 인스턴스를 발생시키도록 구성된 DTw 실행 서브시스템을 포함하고, 제조 프로세스로부터 데이터를 수신하는 것을 실행하도록 준비된다.
따라서, 다양한 예시적 구현에서의 카탈로그(252)는 제조 프로세스(214) 동안 발생된 데이터를 분석하는데 이용되는 기계(204) 및 V&V 방법(242)을 위한 컴퓨터 모델(250) 및 알고리즘(254)을 저장할 수 있다. DSM(226) 및 DTw(232)의 핵심 구조로부터 컴퓨터 모델 및 알고리즘의 분리는 각 프로세스 단계에서 확인 및 검증을 위한 관리 계획서 요구사항뿐만 아니라 제조 프로세스에 대한 결합된 행동 모델을 기초로 독립적인 전문화된 분석 도구로 해당 컴퓨터 모델 및 알고리즘의 개발 및 검증을 가능하게 할 수 있다. 이는 품질 보증을 위해 DTw에 의해 모니터링 및 분석될 수 있는 기계 및 프로세스의 동작 및 특성을 모델링하기 위한 메커니즘을 포함할 수 있다. 적절한 메커니즘의 예는 관리 엘리먼트(control elements)(예컨대, 1차-2차, 대체 및 조건적) 간의 관계를 확립하는 것과 제조 프로세스에 대한 엘리먼트-레벨 검증 및 확인 결과(예컨대, AND, OR, 중요도에 의한 그룹화 등)를 결합하는 것을 포함한다. 더욱이, 분석, 시뮬레이션, 및 최적화 알고리즘/루틴은 제조 프로세스의 구성요소(230)의 DSM에서 방법으로서 호출되고 구성요소(예컨대, 관리 계획서)의 DTw에 통합될 수 있다.
더욱이, 카탈로그(252)는 컴퓨터 모델(250) 및 알고리즘(254)을 생성 및 동작시키기 위한 기본적 지원(native support) 없이 MBE 서브시스템(220)이 DSM(226)을 발생시킬 수 있도록 한다. 카탈로그는 DSM이 발생됨에 따라 MBE 서브시스템이 DSM의 구성에 대해 적절한 것을 선택할 수 있도록 하는 방식으로 컴퓨터 모델 및 알고리즘을 편성하는데 이용될 수 있다. 마찬가지로, DTw 실행 서브시스템(222)은 카탈로그로부터 DSM에서 구성된 해당 컴퓨터 모델 및 방법을 인스턴스화하는 것(instantiating)에 의해 DTw(232)를 발생시킬 수 있다.
몇몇 예에 있어서, 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는 제조 프로세스 동안 이용되는 기계(204) 및 방법(208) 중 하나 이상을 포함한다. 이들 예 중 몇몇에 있어서, DTw(232)를 발생시키도록 구성된 DTw 실행 서브시스템(222)은 DSM(226)으로부터 호출되는 기계 및 방법 중 하나 이상을 식별하도록 구성된 DTw 실행 서브시스템을 포함한다. 그리고, DTw 실행 서브시스템은 기계 및 방법 중 하나 이상을 표현하는 컴퓨터 모델(250) 및 알고리즘(254)의 인스턴스를 포함하는 DTw를 발생시키도록 구성된다.
몇몇 예에 있어서, DTw(232)를 발생시키도록 구성된 DTw 실행 서브시스템(222)은 컴퓨터 모델(250) 및 알고리즘(254)의 인스턴스가 속성 데이터(218)의 소스와 연결되는 DTw를 구성하도록 설계된 DTw 실행 서브시스템을 더 포함한다. 몇몇 예에 있어서, 디지털 복제본(236)을 실행하도록 설계된 DTw 실행 서브시스템(222)은, 속성 데이터의 소스로부터의 속성 데이터(218)의 입력으로, 컴퓨터 모델(250) 및 알고리즘(254)을 실행하도록 설계된 DTw 실행 서브시스템을 포함한다.
몇몇 예에 있어서, DTw 실행 서브시스템(222)은 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)의 다수 인스턴스(234)의 디지털 트윈(DTw)(232)을 발생시키도록 설계된다. 이들 예 중 몇몇에 있어서, 속성 데이터(218)는 DTw의 각각의 하나에 대한 제조 프로세스의 다수 실행으로부터 DTw 실행 서브시스템(222)에 의해 수신된다. 디지털 복제본(236)은 수행된 대로의 구성요소의 다수 인스턴스를 복제하도록 DTw를 갱신하기 위해 DTw 실행 서브시스템에 의해 실행되고, 데이터 분석은 갱신된 대로의 DTw를 기초로 DTw 실행 서브시스템에 의해 수행된다.
몇몇 추가 예에 있어서, DTw 실행 서브시스템(222)은 구성요소의 다수 인스턴스를 복제하기 위해 디지털 복제본의 실행으로부터 갱신된 대로의 DTw를 기초로 데이터 분석을 수행하도록 설계된다. 이들 예 중 몇몇에 있어서, DTw 실행 서브시스템은 구성요소의 다수 인스턴스의 데이터 분석을 기초로 DSM(226)의 신뢰할 수 있는 데이터(228)를 수정하도록 구성된다.
도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 다양한 예시적인 구현에 따른, 제품(202)을 개발하는 방법(300)의 다양한 단계를 예시하는 플로우차트이다. 방법은, 블록(302)에 도시된 바와 같이, 제조 프로세스 동안 이용된 기계(204), 재료(206), 방법(208), 시설(210), 및 인력(212)을 포함하는, 제품 및 제품을 생산하기 위한 제조 프로세스(214)를 설명하는 신뢰할 수 있는 데이터(228)의 디지털 시스템 모델(DSM)(226)을 발생시키는 것을 포함한다. 방법은, 블록(304)에 도시된 바와 같이, DSM(226)으로부터 제조 프로세스의 구성요소(230)의 인스턴스(234)의 디지털 트윈(DTw)(232)을 발생시키는 것을 포함한다. 이들 예 중 몇몇에 있어서, DTw는 제조 프로세스 동안 이용된 기계, 재료, 방법, 시설 또는 인력 중 하나 이상을 포함하는 제조 프로세스의 구성요소의 인스턴스의 디지털 복제본(236)을 포함한다.
방법(300)은, 블록(306)에 도시된 바와 같이, 제품(202)을 생산하기 위해 제조 프로세스(214)가 수행됨에 따라 측정된 속성 데이터(218)를 수신하는 것이 수행된다. 속성 데이터는 제품 특징에서 변동을 야기시키는 기계(204), 재료(206), 방법(208), 시설(210) 또는 인력(212) 중 하나 이상의 변동의 소스에 영향을 받는 프로세스 특징의 속성을 포함한다. 이 방법은 속성 데이터의 입력으로 디지털 복제본(236)을 실행하고, 이에 의해 블록(308)에 도시된 바와 같이, 수행된 대로의 제조 프로세스의 구성요소(230)의 인스턴스(234)를 복제하도록 DTw(232)를 갱신하는 것을 포함한다. 방법은, 블록(310)에 도시된 바와 같이, 갱신된 대로의 DTw를 기초로 제조 프로세스의 데이터 분석을 수행하는 것을 포함한다. 방법은, 블록(312)에 도시된 바와 같이, 제품 특징 중 하나 이상에서 변동성을 감소시키기 위해 데이터 분석을 기초로 제품 또는 제조 프로세스를 수정하는 것을 더 포함한다.
몇몇 예에 있어서, 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는 프로세스 특징(238)을 식별하는 관리 계획서이다. 이들 예 중 몇몇에 있어서, 관리 계획서는 프로세스 특징이 적용되는 변동의 소스에 대한 관리 방법(240)과, 프로세스 특징의 속성에 대한 확인 및 검증 방법(242)을 더 식별한다. 또한 이들 예 중 몇몇에 있어서, 블록(304)에서 구성요소의 인스턴스(234)의 DTw(232)를 발생시키는 것은, 블록(314)에 도시된 바와 같이, 관리 계획서의 인스턴스의 DTw를 발생시키는 것을 포함한다. 그리고, 블록(312)에서 제조 프로세스를 수정하는 것은, 블록(316)에 도시된 바와 같이, 관리 방법 중 하나 이상을 수정하는 것을 포함한다.
몇몇 예에 있어서, 방법(300)은, 블록(318)에 도시된 바와 같이, DSM(226)의 신뢰할 수 있는 데이터(228)와, 제조 프로세스(214)가 수행됨에 따라 측정된 속성 데이터(218)를 링크하는 DTw(232)로부터 디지털 스레드(244)를 확립하는 것을 더 포함한다.
몇몇 예에 있어서, 블록(302)에서 DSM(226)을 발생시키는 것은, 블록(320)에 도시된 바와 같이, 구성요소에 대한 논리적 스키마(248; logical schema)를 특정하는 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)의 메타모델(246; metamodel)에 액세스하는 것을 포함한다. 구성요소에 대한 신뢰할 수 있는 데이터(228)는, 이어 블록(322)에 도시된 바와 같이, 논리적 스키마에 따라 인코딩된다.
몇몇 예에 있어서, 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는 제조 프로세스 동안 이용되는 기계(204) 중 하나 이상을 포함하고, 기계 중 하나 이상은, DSM(226) 및 DTw(232)와 분리되어 구별되는, 카탈로그(252)에 저장된 컴퓨터 모델(250)로서 표현된다. 이들 예 중 몇몇에 있어서, 블록(302)에서 DSM을 발생시키는 것은, 블록(324)에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 모델을 호출하는 DSM을 발생시키는 것을 포함한다. 또한 이러한 예 중 몇몇에 있어서, 블록(304)에서 DTw를 발생시키는 것은, 블록(326)에 도시된 바와 같이, 카탈로그에 저장된 컴퓨터 모델의 인스턴스를 발생시키는 것을 포함한다.
몇몇 예에 있어서, 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는 제조 프로세스 동안 발생된 데이터를 분석하는데 이용되는 V&V 방법(242) 중 하나 이상을 포함하고, V&V 방법 중 하나 이상은, DSM(226) 및 DTw(232)와 분리되어 구별되는, 카탈로그(252)에 저장된 알고리즘(254)으로서 표현된다. 이들 예 중 몇몇에 있어서, 블록(302)에서 DSM을 발생시키는 것은, 블록(328)에 도시된 바와 같이, 방법을 호출하는 DSM을 발생시키는 것을 포함한다. 그리고, 블록(304)에서 DTw를 발생시키는 것은, 블록(330)에 도시된 바와 같이, 카탈로그에 저장된 알고리즘의 인스턴스를 발생시키는 것을 포함한다.
몇몇 예에 있어서, 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는 제조 프로세스 동안 이용되는 기계(204) 및 방법(208) 중 하나 이상을 포함한다. 이들 예 중 몇몇에 있어서, 블록(304)에서 DTw(232)를 발생시키는 것은, 블록(332)에 도시된 바와 같이, DSM(226)으로부터 기계 및 방법 중 하나 이상을 식별하는 것을 포함한다. 이어, 블록(334)에 도시된 바와 같이, 기계 및 방법 중 하나 이상을 표현하는 컴퓨터 모델(250) 및 알고리즘(254)의 인스턴스를 포함하는 DTw가 발생된다. 다른 몇몇 예에 있어서, 블록(334)에서 DTw를 발생시키는 것은, 블록(336)에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 모델 및 알고리즘의 인스턴스가 속성 데이터(218)의 소스와 연결되는 DTw를 구성하는 것을 더 포함한다.
몇몇 예에 있어서, 블록(308)에서 디지털 복제본(236)을 실행하는 것은, 블록(338)에 도시된 바와 같이, 속성 데이터의 소스로부터의 속성 데이터(218)의 입력으로, 컴퓨터 모델(250) 및 알고리즘(254)을 실행하는 것을 포함한다.
몇몇 예에 있어서, 블록(304)에서 DTw(232)를 발생시키는 것은, 도 3의 블록(340)에 도시된 바와 같이, 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)의 다수 인스턴스(234)의 디지털 트윈(DTw)을 발생시키는 것을 포함한다. 이들 예 중 몇몇에 있어서, 속성 데이터(218)는 DTw 중 각각의 하나에 대한 제조 프로세스의 다수 실행으로부터 블록(306)에서 수신되고, 디지털 복제본(236)은 수행된 대로의 구성요소의 다수 인스턴스를 복제하기 위해 DTw를 갱신하도록 블록(308)에서 실행되며, 데이터 분석은 갱신된 대로의 DTws를 기초로 블록(310)에서 수행된다.
몇몇 추가 예에 있어서, 데이터 분석은 구성요소의 다수 인스턴스를 복제하기 위해 디지털 복제본(236)의 실행으로부터 갱신된 대로의 DTw를 기초로 블록(310)에서 수행된다. 이들 예 중 몇몇에 있어서, 블록(312)에서 제품 또는 제조 프로세스를 수정하는 것은, 블록(342)에 도시된 바와 같이, 구성요소의 다수 인스턴스의 데이터 분석을 기초로 DSM(226)의 신뢰할 수 있는 데이터(228)를 수정하는 것을 포함한다.
본 발명의 예시적 구현에 따르면, MBE 서브시스템(220) 및 DTw 실행 서브시스템(222)을 포함하는 시스템(200) 및 그 서브시스템은 다양한 수단에 의해 구현될 수 있다. 시스템 및 그 서브시스템을 구현하기 위한 수단은 단독으로 또는 컴퓨터 판독가능 저장 매체로부터의 하나 이상의 컴퓨터 프로그램의 명령 하의 하드웨어를 포함할 수 있다. 몇몇 예에 있어서, 하나 이상의 장치는 여기서 도시되고 설명된 시스템 및 그 서브시스템으로서 기능하거나 그렇지 않으면 구현하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 장치를 포함하는 예에 있어서, 각각의 장치는, 예컨대 유선 또는 무선 네트워크 등을 매개로 직접적으로 또는 간접적으로, 다수의 여러 방식으로 서로 연결되거나 그렇지 않으면 통신할 수 있다.
도 4는 본 발명의 몇몇 예시적 구현에 따른 장치(400)를 예시한다. 일반적으로, 본 발명의 예시적 구현의 장치는 하나 이상의 고정형 또는 휴대용 전자 장치를 구비하거나 포함하거나 또는 그로 구현될 수 있다. 적절한 전자 장치의 예는 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 워크스테이션 컴퓨터, 서버 컴퓨터 등을 포함한다. 장치는, 예컨대 메모리(404)(예컨대, 저장 장치)에 연결된, 예컨대 프로세싱 회로(402)(예컨대, 프로세서 유닛)와 같은 각 다수의 구성요소 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
프로세싱 회로(402)는 단독으로 또는 하나 이상의 메모리와 조합하여 하나 이상의 프로세서로 구성될 수 있다. 프로세싱 회로는 일반적으로, 예컨대 데이터, 컴퓨터 프로그램 및/또는 다른 적절한 전자 정보와 같은 정보를 처리할 수 있는 소정 개수의 컴퓨터 하드웨어이다. 프로세싱 회로는 그 중 몇몇이 집적 회로 또는 다수 상호연결된 집적 회로(집적 회로는 때때로 "칩"으로 더 통상적으로 언급됨)로서 패키징될 수 있는 전자 회로의 집합으로 구성된다. 프로세싱 회로는 컴퓨터 프로그램을 실행하도록 구성될 수 있고, 이는 프로세싱 회로에 탑재되어 저장되거나 그렇지 않으면 (동일하거나 다른 장치의) 메모리(404)에 저장될 수 있다.
프로세싱 회로(402)는, 특정 구현에 따라, 다수의 프로세서, 멀티 코어 프로세서 또는 몇몇 다른 형태의 프로세서일 수 있다. 더욱이, 프로세싱 회로는 메인 프로세서가 단일 칩 상에 하나 이상의 보조 프로세서와 함께 존재하는 다수의 이종 프로세서 시스템을 이용하여 구현될 수 있다. 다른 예시적 예로서, 프로세싱 회로는 동일한 형태의 다수 프로세서를 포함하는 대칭 다중 프로세서 시스템(symmetric multi-processor system)일 수 있다. 또 다른 예에 있어서, 프로세싱 회로는 하나 이상의 ASIC, FPGA 등으로 구현되거나 그렇지않으면 이를 포함할 수 있다. 따라서, 처리 회로가 하나 이상의 기능을 수행하기 위해 컴퓨터 프로그램을 실행할 수 있음에도 불구하고, 다양한 예의 프로세싱 회로는 컴퓨터 프로그램의 도움 없이 하나 이상의 기능을 수행할 수 있다. 어느 경우에서라도, 프로세싱 회로는 본 발명의 예시적 구현에 따른 기능 또는 동작을 수행하도록 적절하게 프로그래밍될 수 있다.
메모리(404)는 일반적으로, 예컨대 데이터, 컴퓨터 프로그램(예컨대, 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드(406)) 및/또는 일시적 기반 및/또는 영구적 기반 상의 다른 적절한 정보와 같은 정보를 저장할 수 있는 소정 개수의 컴퓨터 하드웨어이다. 메모리는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있고, 고정 또는 제거가능할 수 있다. 적절한 메모리의 예는 RAM, ROM, 하드 드라이브, 플래시 메모리, 썸 드라이브, 이동식 컴퓨터 디스켓, 광 디스크, 자기 테이프 또는 상기한 몇몇 조합을 포함한다. 광 디스크는 CD-ROM, CD-R/W, DVD 등을 포함할 수 있다. 다양한 경우에 있어서, 메모리는 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서 언급될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장매체는 정보를 저장할 수 있는 비일시적 장치이고, 한 장소에서 다른 장소로 정보를 전달할 수 있는 전자 일시적 신호와 같은 컴퓨터 판독가능 전송 매체와는 구별된다. 여기서 설명되는 바와 같은 컴퓨터 판독가능 매체는 일반적으로 컴퓨터 판독가능 저장 매체 또는 컴퓨터 판독가능 전송 매체를 언급할 수 있다.
메모리(404)에 부가하여, 프로세싱 회로(402)는 또한 정보를 디스플레이, 전송 및/또는 수신하기 위한 하나 이상의 인터페이스에 연결될 수 있다. 인터페이스는 통신 인터페이스(408)(예컨대, 통신 유닛) 및/또는 하나 이상의 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스는, 예컨대 다른 장치(들), 네트워크(들) 등으로 및/또는 그로부터 정보를 전송 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다. 통신 인터페이스는 물리적(유선) 및/또는 무선 통신 링크에 의해 정보를 전송 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다. 적절한 통신 인터페이스의 예는 네트워크 인터페이스 컨트롤러(NIC), 무선 NIC(WNIC) 등을 포함한다.
사용자 인터페이스는 디스플레이(410) 및/또는 하나 이상의 사용자 입력 인터페이스(412)(예컨대, 입력/출력 유닛)를 포함할 수 있다. 디스플레이는 정보를 사용자에게 제시하거나 그렇지 않으면 디스플레이하도록 구성될 수 있고, 그 적절한 예는 LCD, LED, PDP 등을 포함한다. 사용자 입력 인터페이스는 유선 또는 무선일 수 있고, 예컨대 처리, 저장 및/또는 디스플레이를 위해, 장치로 사용자로부터의 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 사용자 입력 인터페이스의 적절한 예는 마이크로폰, 이미지 또는 비디오 캡처 장치, 키보드 또는 키패드, 조이스틱, (터치스크린으로부터 분리되거나 그에 통합된) 터치 감응형 표면, 생체 인식 센서 등을 포함한다. 사용자 인터페이스는 프린터, 스캐너 등과 같은 주변 장치와 통신하기 위한 하나 이상의 인터페이스를 더 포함할 수 있다.
위에서 나타낸 바와 같이, 프로그램 코드 명령은, 여기서 설명된 시스템, 서브시스템, 도구 및 그들 각각의 엘리먼트의 기능을 구현하기 위해, 메모리에 저장되고, 이에 의해 프로그램된 프로세싱 회로에 의해 실행될 수 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 소정의 적절한 프로그램 코드 명령은 특정 기계를 생산하기 위해 컴퓨터 판독가능 저장 매체로부터 컴퓨터 또는 다른 프로그래머블 장치로 로딩될 수 있고, 따라서 특정 기계는 여기서 특정된 기능을 구현하기 위한 수단이 된다. 이들 프로그램 코드 명령은 또한 특정 기계 또는 특정 제조 물품을 발생시키기 위해 특정 방식으로 기능하도록 컴퓨터, 프로세싱 회로 또는 다른 프로그래머블 장치를 지시할 수 있는 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 명령은 제조 물품을 생산할 수 있고, 제조 물품은 여기서 설명된 기능을 구현하기 위한 수단이 된다. 프로그램 코드 명령은 컴퓨터 판독가능 저장 매체로부터 검색될 수 있고, 컴퓨터, 프로세싱 회로 또는 다른 프로그래머블 장치 상에서 또는 그에 의해 수행될 동작을 실행하기 위해 컴퓨터, 프로세싱 회로 또는 다른 프로그래머블 장치를 구성하도록 컴퓨터, 프로세싱 회로 또는 다른 프로그래머블 장치로 로딩될 수 있다.
프로그램 코드 명령의 검색, 로딩 및 실행은 하나의 명령이 한 번에 검색, 로딩 및 실행되도록 순차적으로 수행될 수 있다. 몇몇 예시적 구현에 있어서, 검색, 로딩 및/또는 실행은 다수 명령이 함께 검색, 로딩 및/또는 실행되도록 병렬로 수행될 수 있다. 프로그램 코드 명령의 실행은 컴퓨터, 프로세싱 회로 또는 다른 프로그래머블 장치에 의해 실행된 명령이 여기서 설명된 기능을 구현하기 위한 동작을 제공하도록 컴퓨터 구현 프로세스를 발생시킬 수 있다.
프로세싱 회로에 의한 명령의 실행, 또는 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 명령의 저장은 특정된 기능을 수행하기 위한 동작의 조합을 지원한다. 이러한 방식에 있어서, 장치(400)는 프로세싱 회로(402) 및 프로세싱 회로에 결합된 컴퓨터 판독가능 저장 매체 또는 메모리(404)를 포함할 수 있고, 프로세싱 회로는 메모리에 저장된 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드(406)를 실행하도록 구성된다. 또한 하나 이상의 기능 및 기능의 조합은 특정 기능을 수행하는 특수 목적 하드웨어 기반 컴퓨터 시스템 및/또는 프로세싱 회로, 또는 특수 목적 하드웨어와 프로그램 코드 명령의 조합에 의해 구현될 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명에 따른 추가의 예시적이고 비배타적인 예가 다음 문단에서 설명된다:
본 발명에 따른 예에 있어서, 제품(202)을 개발하기 위한 장치(400)로서, 장치가: 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드(406)를 저장하도록 구성된 메모리(404); 및 프로세싱 회로(402);를 구비하여 구성되고, 프로세싱 회로(402)가 메모리에 액세스하고, 장치로 하여금 적어도: 제조 공정 동안 이용되는 기계(204), 재료(206), 방법(208), 시설(210) 및 인력(212)을 포함하는, 제품 및 제품을 생산하기 위한 제조 프로세스(214)를 설명하는 신뢰할 수 있는 데이터(228)의 디지털 시스템 모델(DSM)(226)을 발생시키고(302); DSM으로부터 제조 프로세스의 구성요소(230)의 인스턴스(234)의 디지털 트윈(DTw)(232)을 발생시키고(304), DTw는 제조 프로세스 동안 이용되는 기계, 재료, 방법, 시설 또는 인력 중 하나 이상을 포함하는 제조 프로세스의 구성요소의 인스턴스의 디지털 복제본(236)을 포함하고; 제조 프로세스가 제품을 생산하기 위해 수행됨에 따라 측정된, 제품 특징에 변동을 야기시키는 기계, 재료, 방법, 시설 또는 인력 중 하나 이상의 변동의 소스에 영향을 받는 프로세스 특징의 속성에 대한, 속성 데이터(218)를 수신하고(306); 속성 데이터의 입력으로 디지털 복제본(236)을 실행하고(308), 그에 의해 수행된 대로의 제조 프로세스의 구성요소(230)의 인스턴스를 복제하도록 DTw를 갱신하고; 갱신된 대로의 DTw를 기초로 제조 프로세스의 데이터 분석을 수행하고(310); 제품 특징 중 하나 이상에서 변동성을 감소시키기 위해 데이터 분석을 기초로 제품 또는 제조 프로세스를 수정하도록(312); 하기 위해 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드를 실행하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
선택적으로, 앞 문단의 장치(400)에 있어서, 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는 프로세스 특징(238)을 식별하고, 프로세스 특징이 영향을 받는 변동의 소스에 대한 관리 방법(240)과, 프로세스 특징의 속성에 대한 확인 및 검증 방법(242)을 더 식별하는 관리 계획서이고, 구성요소의 인스턴스(234)의 DTw(232)를 발생시키도록(304) 하는 장치는 관리 계획서의 인스턴스의 DTw를 발생시키도록(314) 하는 장치를 포함하고, 제조 프로세스를 수정하도록(312) 하는 장치는 관리 방법 중 하나 이상을 수정하도록(316) 하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
선택적으로, 앞 문단 중 하나의 장치(400)에 있어서, 장치가 DSM(226)의 신뢰할 수 있는 데이터(228)와, 제조 프로세스(214)가 수행됨에 따라 측정된 속성 데이터(218)를 링크하는 DTw(232)로부터 디지털 스레드(244)를 확립하도록(318) 하는 것을 특징으로 한다.
선택적으로, 앞 문단 중 하나의 장치(400)에 있어서, DSM(226)을 발생시키도록(302) 하는 장치가: 구성요소에 대한 논리적 스키마(248)를 특정하는 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)의 메타모델(246)에 액세스하고(320); 논리적 스키마에 따라 구성요소에 대한 신뢰할 수 있는 데이터(228)를 인코딩하도록(322); 하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
선택적으로, 앞 문단 중 하나의 장치(400)에 있어서, 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는 제조 프로세스 동안 이용되는 기계(204) 중 하나 이상을 포함하고, 기계 중 하나 이상은, DSM(226) 및 DTw(232)와 분리되고 구별되는, 카탈로그(252)에 저장된 컴퓨터 모델(250)로서 표현되고, DSM을 발생시키도록(302) 하는 장치는 컴퓨터 모델을 호출하는 DSM을 발생시키도록(324) 하는 장치를 포함하고, DTw를 발생시키도록(304) 하는 장치는 카탈로그에 저장된 컴퓨터 모델의 인스턴스를 발생시키도록(326) 하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
선택적으로, 앞 문단 중 하나의 장치(400)에 있어서, 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는 제조 프로세스 동안 이용된 방법 중 하나 이상을 포함하고, 방법 중 하나 이상은, DSM(226) 및 DTw(232)와 분리되고 구별되는, 카탈로그에 저장된 알고리즘(254)으로서 표현되며, DSM을 발생시키도록(302) 하는 장치는 방법을 호출하는 DSM을 발생시키도록(328) 하는 장치를 포함하고, DTw를 발생시키도록(304) 하는 장치는 카탈로그에 저장된 알고리즘의 인스턴스를 발생시키도록(330) 하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
선택적으로, 앞 문단 중 하나의 장치(400)에 있어서, 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는 제조 프로세스 동안 이용되는 기계(204) 및 방법(208) 중 하나 이상을 포함하고, DTw(232)를 발생시키도록(304) 하는 장치는: DSM(226)으로부터 기계 및 방법 중 하나 이상을 식별하고(332); 기계 및 방법 중 하나 이상을 표현하는 컴퓨터 모델(250) 및 알고리즘(254)의 인스턴스를 포함하는 DTw를 발생시키도록(334) 하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
선택적으로, 앞 문단 중 하나의 장치(400)에 있어서, DTw(232)를 발생시키도록(334) 하는 장치는 컴퓨터 모델(250) 및 알고리즘(254)의 인스턴스가 속성 데이터(218)의 소스와 연결되는 DTw를 구성하도록(336) 하는 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
선택적으로, 앞 문단 중 하나의 장치(400)에 있어서, 디지털 복제본(236)을 실행하도록(308) 하는 장치는, 속성 데이터의 소스로부터의 속성 데이터(218)의 입력으로, 컴퓨터 모델(250) 및 알고리즘(254)을 실행하도록(338) 하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
선택적으로, 앞 문단 중 하나의 장치(400)에 있어서, DTw(232)를 발생시키도록(304) 하는 장치는 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)의 다수 인스턴스의 디지털 트윈(DTw)을 발생시키도록(340) 하는 장치를 포함하고, 속성 데이터(218)는 DTw의 각각의 하나에 대한 제조 프로세스의 다수 실행으로부터 수신되고(306), 디지털 복제본(236)은 수행된 대로의 구성요소의 다수 인스턴스를 복제하기 위해 DTw를 갱신하도록 실행되고(308), 데이터 분석이 갱신된 대로의 DTw를 기초로 수행되는(310) 것을 특징으로 한다.
선택적으로, 앞 문단 중 하나의 장치(400)에 있어서, 데이터 분석이 구성요소의 다수 인스턴스를 복제하기 위해 디지털 복제본(236)의 실행으로부터 갱신된 대로의 DTw를 기초로 수행되고, 제품 또는 제조 프로세스를 수정하도록(312) 하는 장치는 구성요소의 다수 인스턴스의 데이터 분석을 기초로 DSM(226)의 신뢰할 수 있는 데이터(228)를 수정하도록(342) 하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다른 예에 있어서, 제품(202)을 개발하는 방법(300)으로, 방법이: 제조 프로세스 동안 이용되는 기계(204), 재료(206), 방법(208), 시설(210) 및 인력(212)을 포함하는, 제품 및 제품을 생산하기 위한 제조 프로세스(214)를 설명하는 신뢰할 수 있는 데이터(228)의 디지털 시스템 모델(DSM)(226)을 발생시키는 단계(302); DSM으로부터 제조 프로세스의 구성요소(230)의 인스턴스(234)의 디지털 트윈(DTw)(232)을 발생시키는 단계(304)로서, DTw가 제조 프로세스 동안 이용되는 기계, 재료, 방법, 시설 또는 인력 중 하나 이상을 포함하는 제조 프로세스의 구성요소의 인스턴스의 디지털 복제본(236)을 포함하는, 단계(304); 제조 프로세스가 제품을 생산하기 위해 수행됨에 따라 측정된, 제품 특징에 변동을 야기시키는 기계, 재료, 방법, 시설 또는 인력 중 하나 이상의 변동의 소스에 영향을 받는 프로세스 특징의 속성에 대한, 속성 데이터(218)를 수신하는 단계(306); 속성 데이터의 입력으로 디지털 복제본을 실행하고, 그에 의해 수행된 대로의 제조 프로세스의 구성요소의 인스턴스를 복제하도록 DTw를 갱신하는 단계(308); 갱신된 대로의 DTw를 기초로 제조 프로세스의 데이터 분석을 수행하는 단계(310); 제품 특징 중 하나 이상에서 변동성을 감소시키기 위해 데이터 분석을 기초로 제품 또는 제조 프로세스를 수정하는 단계(312);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
선택적으로, 앞의 문단의 방법(300)에 있어서, 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는 프로세스 특징(238)을 식별하고, 프로세스 특징이 영향을 받는 변동의 소스에 대한 관리 방법(240)과, 프로세스 특징의 속성에 대한 확인 및 검증 방법(242)을 더 식별하는 관리 계획서이고, 구성요소의 인스턴스(234)의 DTw(232)를 발생시키는 단계(304)는 관리 계획서의 인스턴스의 DTw를 발생시키는 단계(314)를 포함하고, 제조 프로세스를 수정하는 단계(312)는 관리 방법 중 하나 이상을 수정하는 단계(316)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
선택적으로, 앞의 문단 중 하나의 방법(300)에 있어서, DSM(226)의 신뢰할 수 있는 데이터(228)와, 제조 프로세스(214)가 수행됨에 따라 측정된 속성 데이터(218)를 링크하는 DTw(232)로부터 디지털 스레드(244)를 확립하는 단계(318)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
선택적으로, 앞의 문단 중 하나의 방법(300)에 있어서, DSM(226)을 발생시키는 단계(302)가: 구성요소에 대한 논리적 스키마(248)를 특정하는 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)의 메타모델(246)에 액세스하는 단계(320); 및 논리적 스키마에 따라 구성요소에 대한 신뢰할 수 있는 데이터(228)를 인코딩하는 단계(322);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
선택적으로, 앞의 문단 중 하나의 방법(300)에 있어서, 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는 제조 프로세스 동안 이용되는 기계(204) 중 하나 이상을 포함하고, 기계 중 하나 이상은, DSM(226) 및 DTw(232)와 분리되고 구별되는, 카탈로그(252)에 저장된 컴퓨터 모델(250)로서 표현되고, DSM을 발생시키는 단계(302)는 컴퓨터 모델을 호출하는 DSM을 발생시키는 단계(324)를 포함하고, DTw를 발생시키는 단계(304)는 카탈로그에 저장된 컴퓨터 모델의 인스턴스를 발생시키는 단계(326)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
선택적으로, 앞의 문단 중 하나의 방법(300)에 있어서, 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는 제조 프로세스 동안 이용된 방법 중 하나 이상을 포함하고, 방법 중 하나 이상은, DSM(226) 및 DTw(232)와 분리되고 구별되는, 카탈로그에 저장된 알고리즘(254)으로서 표현되며, DSM을 발생시키는 단계(302)는 방법을 호출하는 DSM을 발생시키는 단계(328)를 포함하고, DTw를 발생시키는 단계(304)는 카탈로그에 저장된 알고리즘의 인스턴스를 발생시키는 단계(330)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
선택적으로, 앞의 문단 중 하나의 방법(300)에 있어서, 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는 제조 프로세스 동안 이용되는 기계(204) 및 방법(208) 중 하나 이상을 포함하고, DTw(232)를 발생시키는 단계(304)는: DSM(226)으로부터 기계 및 방법 중 하나 이상을 식별하는 단계(332); 기계 및 방법 중 하나 이상을 표현하는 컴퓨터 모델(250) 및 알고리즘(254)의 인스턴스를 포함하는 DTw를 발생시키는 단계(334)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
선택적으로, 앞의 문단 중 하나의 방법(300)에 있어서, DTw(232)를 발생시키는 단계(334)는 컴퓨터 모델(250) 및 알고리즘(254)의 인스턴스가 속성 데이터(218)의 소스와 연결되는 DTw를 구성하는 단계(336)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
선택적으로, 앞의 문단 중 하나의 방법(300)에 있어서, 디지털 복제본(236)을 실행하는 단계(308)는, 속성 데이터의 소스로부터의 속성 데이터(218)의 입력으로, 컴퓨터 모델(250) 및 알고리즘(254)을 실행하는 단계(338)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
선택적으로, 앞의 문단 중 하나의 방법(300)에 있어서, DTw(232)를 발생시키는 단계(304)는 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)의 다수 인스턴스의 디지털 트윈(DTw)을 발생시키는 단계(340)를 포함하고, 속성 데이터(218)는 DTw의 각각의 하나에 대한 제조 프로세스의 다수 실행으로부터 수신되고(306), 디지털 복제본(236)은 수행된 대로의 구성요소의 다수 인스턴스를 복제하기 위해 DTw를 갱신하도록 실행되고(308), 데이터 분석이 갱신된 대로의 DTw를 기초로 수행되는(310) 것을 특징으로 한다.
선택적으로, 앞의 문단 중 하나의 방법(300)에 있어서, 데이터 분석이 구성요소의 다수 인스턴스를 복제하기 위해 디지털 복제본(236)의 실행으로부터 갱신된 대로의 DTw를 기초로 수행되고, 제품 또는 제조 프로세스를 수정하는 단계(312)가 구성요소의 다수 인스턴스의 데이터 분석을 기초로 DSM(226)의 신뢰할 수 있는 데이터(228)를 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 설명된 본 발명의 많은 수정 및 다른 구현은 본 발명이 앞에서의 설명 및 연관 도면에 제시된 교시의 이점을 갖는 것과 관련되는 당업자에 대해 생각이 떠오르게 할 것이다. 따라서, 본 발명은 개시된 특정 구현으로 제한되지 않고 수정 및 다른 구현이 첨부된 청구범위의 범위 내에 포함되도록 의도됨을 이해해야 한다. 더욱이, 앞에서의 설명 및 연관 도면이 엘리먼트 및/또는 기능의 소정 예시적 조합의 맥락에서 예시적 구현을 설명하멩도 불구하고, 엘리먼트 및/또는 기능의 여러 조합이 첨부된 청구범위의 범위를 벗어나는 것 없이 대안적 구현에 의해 제공될 수 있음을 이해해야 한다. 이와 관련하여, 예컨대 위에서 명시적으로 설명된 것과는 다른 엘리먼트 및/또는 기능의 조합이 첨부된 청구범위의 몇몇에서 설명될 수 있는 바와 같이 또한 고려된다. 특정 용어가 여기서 채택됨에도 불구하고, 이는 일반적이고 설명적인 의미로만 이용되고 제한의 목적으로 이용되지는 않는다.
Claims (15)
- 제품(202)을 개발하기 위한 장치(400)로서, 장치가:
컴퓨터 판독가능 프로그램 코드(406)를 저장하도록 구성된 메모리(404); 및
프로세싱 회로(402);를 구비하여 구성되고,
프로세싱 회로(402)가 메모리에 액세스하고, 장치로 하여금 적어도:
제조 공정 동안 이용되는 기계(204), 재료(206), 방법(208), 시설(210) 및 인력(212)을 포함하는, 제품 및 제품을 생산하기 위한 제조 프로세스(214)를 설명하는 신뢰할 수 있는 데이터(228)의 디지털 시스템 모델(DSM)(226)을 발생시키고(302);
DSM으로부터 제조 프로세스의 구성요소(230)의 인스턴스(234)의 디지털 트윈(DTw)(232)을 발생시키고(304), DTw는 제조 프로세스 동안 이용되는 기계, 재료, 방법, 시설 또는 인력 중 하나 이상을 포함하는 제조 프로세스의 구성요소의 인스턴스의 디지털 복제본(236)을 포함하고;
제조 프로세스가 제품을 생산하기 위해 수행됨에 따라 측정된, 제품 특징에 변동을 야기시키는 기계, 재료, 방법, 시설 또는 인력 중 하나 이상의 변동의 소스에 영향을 받는 프로세스 특징의 속성에 대한, 속성 데이터(218)를 수신하고(306);
속성 데이터의 입력으로 디지털 복제본(236)을 실행하고(308), 그에 의해 수행된 대로의 제조 프로세스의 구성요소(230)의 인스턴스를 복제하도록 DTw를 갱신하고;
갱신된 대로의 DTw를 기초로 제조 프로세스의 데이터 분석을 수행하고(310);
제품 특징 중 하나 이상에서 변동성을 감소시키기 위해 데이터 분석을 기초로 제품 또는 제조 프로세스를 수정하도록(312); 하기 위해 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드를 실행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제1항에 있어서,
제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는 프로세스 특징(238)을 식별하고, 프로세스 특징이 영향을 받는 변동의 소스에 대한 관리 방법(240)과, 프로세스 특징의 속성에 대한 확인 및 검증 방법(242)을 더 식별하는 관리 계획서이고,
구성요소의 인스턴스(234)의 DTw(232)를 발생시키도록(304) 하는 장치는 관리 계획서의 인스턴스의 DTw를 발생시키도록(314) 하는 장치를 포함하고, 제조 프로세스를 수정하도록(312) 하는 장치는 관리 방법 중 하나 이상을 수정하도록(316) 하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
장치가 DSM(226)의 신뢰할 수 있는 데이터(228)와, 제조 프로세스(214)가 수행됨에 따라 측정된 속성 데이터(218)를 링크하는 DTw(232)로부터 디지털 스레드(244)를 확립하도록(318) 하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
DSM(226)을 발생시키도록(302) 하는 장치가:
구성요소에 대한 논리적 스키마(248)를 특정하는 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)의 메타모델(246)에 액세스하고(320);
논리적 스키마에 따라 구성요소에 대한 신뢰할 수 있는 데이터(228)를 인코딩하도록(322); 하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는 제조 프로세스 동안 이용되는 기계(204) 중 하나 이상을 포함하고, 기계 중 하나 이상은, DSM(226) 및 DTw(232)와 분리되고 구별되는, 카탈로그(252)에 저장된 컴퓨터 모델(250)로서 표현되고,
DSM을 발생시키도록(302) 하는 장치는 컴퓨터 모델을 호출하는 DSM을 발생시키도록(324) 하는 장치를 포함하고, DTw를 발생시키도록(304) 하는 장치는 카탈로그에 저장된 컴퓨터 모델의 인스턴스를 발생시키도록(326) 하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는 제조 프로세스 동안 이용된 방법 중 하나 이상을 포함하고, 방법 중 하나 이상은, DSM(226) 및 DTw(232)와 분리되고 구별되는, 카탈로그에 저장된 알고리즘(254)으로서 표현되며,
DSM을 발생시키도록(302) 하는 장치는 방법을 호출하는 DSM을 발생시키도록(328) 하는 장치를 포함하고, DTw를 발생시키도록(304) 하는 장치는 카탈로그에 저장된 알고리즘의 인스턴스를 발생시키도록(330) 하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는 제조 프로세스 동안 이용되는 기계(204) 및 방법(208) 중 하나 이상을 포함하고, DTw(232)를 발생시키도록(304) 하는 장치는:
DSM(226)으로부터 기계 및 방법 중 하나 이상을 식별하고(332);
기계 및 방법 중 하나 이상을 표현하는 컴퓨터 모델(250) 및 알고리즘(254)의 인스턴스를 포함하는 DTw를 발생시키도록(334) 하는 장치를 포함하되,
DTw(232)를 발생시키도록(334) 하는 장치는 컴퓨터 모델(250) 및 알고리즘(254)의 인스턴스가 속성 데이터(218)의 소스와 연결되는 DTw를 구성하도록(336) 하는 장치를 더 포함하고,
디지털 복제본(236)을 실행하도록(308) 하는 장치는, 속성 데이터의 소스로부터의 속성 데이터(218)의 입력으로, 컴퓨터 모델(250) 및 알고리즘(254)을 실행하도록(338) 하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
DTw(232)를 발생시키도록(304) 하는 장치는 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)의 다수 인스턴스의 디지털 트윈(DTw)을 발생시키도록(340) 하는 장치를 포함하고,
속성 데이터(218)는 DTw의 각각의 하나에 대한 제조 프로세스의 다수 실행으로부터 수신되고(306), 디지털 복제본(236)은 수행된 대로의 구성요소의 다수 인스턴스를 복제하기 위해 DTw를 갱신하도록 실행되고(308), 데이터 분석이 갱신된 대로의 DTw를 기초로 수행되고(310),
데이터 분석이 구성요소의 다수 인스턴스를 복제하기 위해 디지털 복제본(236)의 실행으로부터 갱신된 대로의 DTw를 기초로 수행되고,
제품 또는 제조 프로세스를 수정하도록(312) 하는 장치는 구성요소의 다수 인스턴스의 데이터 분석을 기초로 DSM(226)의 신뢰할 수 있는 데이터(228)를 수정하도록 하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제품(202)을 개발하는 방법(300)으로, 방법이:
제조 프로세스 동안 이용되는 기계(204), 재료(206), 방법(208), 시설(210) 및 인력(212)을 포함하는, 제품 및 제품을 생산하기 위한 제조 프로세스(214)를 설명하는 신뢰할 수 있는 데이터(228)의 디지털 시스템 모델(DSM)(226)을 발생시키는 단계(302);
DSM으로부터 제조 프로세스의 구성요소(230)의 인스턴스(234)의 디지털 트윈(DTw)(232)을 발생시키는 단계(304)로서, DTw가 제조 프로세스 동안 이용되는 기계, 재료, 방법, 시설 또는 인력 중 하나 이상을 포함하는 제조 프로세스의 구성요소의 인스턴스의 디지털 복제본(236)을 포함하는, 단계(304);
제조 프로세스가 제품을 생산하기 위해 수행됨에 따라 측정된, 제품 특징에 변동을 야기시키는 기계, 재료, 방법, 시설 또는 인력 중 하나 이상의 변동의 소스에 영향을 받는 프로세스 특징의 속성에 대한, 속성 데이터(218)를 수신하는 단계(306);
속성 데이터의 입력으로 디지털 복제본을 실행하고, 그에 의해 수행된 대로의 제조 프로세스의 구성요소의 인스턴스를 복제하도록 DTw를 갱신하는 단계(308);
갱신된 대로의 DTw를 기초로 제조 프로세스의 데이터 분석을 수행하는 단계(310);
제품 특징 중 하나 이상에서 변동성을 감소시키기 위해 데이터 분석을 기초로 제품 또는 제조 프로세스를 수정하는 단계(312);를 포함하고,
DSM(226)의 신뢰할 수 있는 데이터(228)와, 제조 프로세스(214)가 수행됨에 따라 측정된 속성 데이터(218)를 링크하는 DTw(232)로부터 디지털 스레드(244)를 확립하는 단계(318);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제9항에 있어서,
제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는 프로세스 특징(238)을 식별하고, 프로세스 특징이 영향을 받는 변동의 소스에 대한 관리 방법(240)과, 프로세스 특징의 속성에 대한 확인 및 검증 방법(242)을 더 식별하는 관리 계획서이고,
구성요소의 인스턴스(234)의 DTw(232)를 발생시키는 단계(304)는 관리 계획서의 인스턴스의 DTw를 발생시키는 단계(314)를 포함하고, 제조 프로세스를 수정하는 단계(312)는 관리 방법 중 하나 이상을 수정하는 단계(316)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제9항 또는 제10항에 있어서,
DSM(226)을 발생시키는 단계(302)가:
구성요소에 대한 논리적 스키마(248)를 특정하는 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)의 메타모델(246)에 액세스하는 단계(320); 및
논리적 스키마에 따라 구성요소에 대한 신뢰할 수 있는 데이터(228)를 인코딩하는 단계(322);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제9항 또는 제10항에 있어서,
제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는 제조 프로세스 동안 이용되는 기계(204) 중 하나 이상을 포함하고, 기계 중 하나 이상은, DSM(226) 및 DTw(232)와 분리되고 구별되는, 카탈로그(252)에 저장된 컴퓨터 모델(250)로서 표현되고,
DSM을 발생시키는 단계(302)는 컴퓨터 모델을 호출하는 DSM을 발생시키는 단계(324)를 포함하고, DTw를 발생시키는 단계(304)는 카탈로그에 저장된 컴퓨터 모델의 인스턴스를 발생시키는 단계(326)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제9항 또는 제10항에 있어서,
제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는 제조 프로세스 동안 이용된 방법 중 하나 이상을 포함하고, 방법 중 하나 이상은, DSM(226) 및 DTw(232)와 분리되고 구별되는, 카탈로그에 저장된 알고리즘(254)으로서 표현되며,
DSM을 발생시키는 단계(302)는 방법을 호출하는 DSM을 발생시키는 단계(328)를 포함하고, DTw를 발생시키는 단계(304)는 카탈로그에 저장된 알고리즘의 인스턴스를 발생시키는 단계(330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제9항 또는 제10항에 있어서,
제조 프로세스(214)의 구성요소(230)는 제조 프로세스 동안 이용되는 기계(204) 및 방법(208) 중 하나 이상을 포함하고, DTw(232)를 발생시키는 단계(304)는:
DSM(226)으로부터 기계 및 방법 중 하나 이상을 식별하는 단계(332);
기계 및 방법 중 하나 이상을 표현하는 컴퓨터 모델(250) 및 알고리즘(254)의 인스턴스를 포함하는 DTw를 발생시키는 단계(334)를 포함하되,
DTw(232)를 발생시키는 단계(334)는 컴퓨터 모델(250) 및 알고리즘(254)의 인스턴스가 속성 데이터(218)의 소스와 연결되는 DTw를 구성하는 단계(336)를 더 포함하고,
디지털 복제본(236)을 실행하는 단계(308)는, 속성 데이터의 소스로부터의 속성 데이터(218)의 입력으로, 컴퓨터 모델(250) 및 알고리즘(254)을 실행하는 단계(338)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제9항에 있어서,
DTw(232)를 발생시키는 단계(304)는 제조 프로세스(214)의 구성요소(230)의 다수 인스턴스의 디지털 트윈(DTw)을 발생시키는 단계(340)를 포함하고,
속성 데이터(218)는 DTw의 각각의 하나에 대한 제조 프로세스의 다수 실행으로부터 수신되고(306), 디지털 복제본(236)은 수행된 대로의 구성요소의 다수 인스턴스를 복제하기 위해 DTw를 갱신하도록 실행되고(308), 데이터 분석이 갱신된 대로의 DTw를 기초로 수행되고(310),
데이터 분석이 구성요소의 다수 인스턴스를 복제하기 위해 디지털 복제본(236)의 실행으로부터 갱신된 대로의 DTw를 기초로 수행되고,
제품 또는 제조 프로세스를 수정하는 단계(312)가 구성요소의 다수 인스턴스의 데이터 분석을 기초로 DSM(226)의 신뢰할 수 있는 데이터(228)를 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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