KR20230020745A - Apparatus for evaluating performance of devices using digital twin technology - Google Patents

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KR20230020745A
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주식회사 한국디지털트윈연구소
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Abstract

The present invention relates to an apparatus for evaluating a performance of an apparatus using the digital twin technology, which is able to, while the performance evaluation target apparatus, which uses the digital sensor information acquired by converting a physical input value detected by a large number of sensors during the operation of the apparatus in accordance with change in time for the operation of the apparatus by an analog/digital converter, is operating, use a digital twin environment unit forming a digital twin operation environment manufactured based on the actual operation environment for performance evaluation, and directly apply the digital twin sensor information expected to occur in the actual operation environment for performance evaluation or expected to be not able to occur in the actual operation environment for performance evaluation. According to the present invention, the performance evaluation can be easily conducted for various performance evaluation conditions expected to be not able to occur in the actual operation environment for the performance evaluation while the performance evaluation target apparatus is operating.

Description

디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치{Apparatus for evaluating performance of devices using digital twin technology}Apparatus for evaluating performance of devices using digital twin technology}

본 발명은 장치 성능 평가 장치에 관한 것이며, 더욱 상세히는 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device performance evaluation device, and more particularly, to a device performance evaluation device using digital twin technology.

장치의 작동 중 다수의 센서가 각각 시간 변화에 따라 감지한 물리적 입력값(예컨대, 온도, 습도, 유량 등)을 아날로그/디지털 변환기(A/D converter)로 변환하여 획득한 디지털 센서 정보를 장치의 작동을 위하여 이용하는 장치(예컨대, 기계장치, 전기장치, 기계장치나 전기장치를 포함하는 시스템 등)의 성능 평가는 통상 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에서 성능 평가 대상 장치를 작동시킨 후, 그 정상 작동 여부를 확인하는 방식으로 수행된다.During the operation of the device, a plurality of sensors convert physical input values (eg, temperature, humidity, flow rate, etc.) detected over time with an analog / digital converter (A / D converter), and digital sensor information acquired by the device Performance evaluation of devices used for operation (e.g., mechanical devices, electrical devices, systems including mechanical devices or electrical devices, etc.) is normally performed after operating the device to be evaluated for performance in the actual operating environment for performance evaluation, and then operating the device normally. This is done in a way that checks whether or not

참고로, 도 1은 장치의 작동 중 다수의 센서가 각각 시간 변화에 따라 감지한 물리적 입력값(예컨대, 온도, 습도, 유량 등)을 아날로그/디지털 변환기로 변환하여 획득한 디지털 센서 정보를 장치의 작동을 위하여 이용하는 성능 평가 대상 장치(10)를 예시한다.For reference, FIG. 1 shows digital sensor information obtained by converting physical input values (e.g., temperature, humidity, flow rate, etc.) detected over time by multiple sensors during operation of the device to an analog/digital converter. The performance evaluation target device 10 used for operation is exemplified.

도 1에 나타낸 성능 평가 대상 장치(10)에 n개의 센서, 예컨대 S1, S2, S3, …, Sn이 설치되어 있다면, 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 제어기(10a)는 n개의 센서 S1, S2, S3, …, Sn이 각각 획득한 물리적 입력값을 각각의 센서에 1대1로 대응하는 아날로그/디지털 변환기 A/D_1, A/D_2, A/D_3, …, A/D_n으로 변환하여 획득한 디지털 센서 정보 d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)를 이용하여 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 작동을 제어한다.In the performance evaluation target device 10 shown in FIG. 1, n sensors, for example, S1, S2, S3, . . . , Sn is installed, the controller 10a of the performance evaluation target device 10 has n sensors S1, S2, S3, . , Analog/digital converters A/D_1, A/D_2, A/D_3, . , digital sensor information obtained by converting to A/D_n d1(t), d2(t), d3(t),... , dn(t) is used to control the operation of the corresponding performance evaluation target device 10 .

이처럼, 해당 성능 평가 대상 장치(10)가 제어기(10a)에 의해 작동이 제어되면서 작동한 성능 평가 결과는 상기 제어기(10a)에 기록되며, 이 기록에 의해 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 정상 작동 여부가 확인된다.As such, the performance evaluation result of the operation of the corresponding performance evaluation target device 10 being controlled by the controller 10a is recorded in the controller 10a. Check if it works.

예컨대, 도 1에 나타낸 바와 같은 성능 평가 대상 장치(10)가 온도 센서가 획득한 센서 정보를 이용하는 장치인 경우, 해당 장치의 성능 평가 시, 성능 평가를 위한 실제 작동 환경(예컨대, 온도 변화 환경)에서 해당 성능 평가 대상 장치를 작동시킨 후, 만약 해당 성능 평가 대상 장치가 성능 평가 온도 조건에서 정상 작동한 것으로 확인되면 성능 평가를 통과한 것으로 인식한다.For example, when the performance evaluation target device 10 as shown in FIG. 1 is a device using sensor information acquired by a temperature sensor, when the performance of the corresponding device is evaluated, an actual operating environment for performance evaluation (eg, a temperature change environment) After operating the performance evaluation target device, if it is confirmed that the performance evaluation target device operates normally under the performance evaluation temperature condition, it is recognized as having passed the performance evaluation.

상기한 바와 같이 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에서 해당 성능 평가 대상 장치를 작동시킨 후 그 정상 작동 여부를 확인하는 방식에 의하면 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에서 발생할 것으로 예상되는 성능 평가 조건에 대해서만 성능 평가를 할 수 있고, 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에서 발생 불가할 것으로 예상되는 성능 평가 조건에 대해서는 성능 평가를 할 수 없다는 단점이 있다.As described above, according to the method of operating the performance evaluation target device in the actual operating environment for performance evaluation and then checking whether it operates normally, performance is evaluated only for the performance evaluation conditions expected to occur in the actual operating environment for performance evaluation. However, there is a disadvantage in that performance evaluation cannot be performed for performance evaluation conditions that are not expected to occur in the actual operating environment for performance evaluation.

예컨대, 상기한 바와 같이 온도 센서가 획득한 센서 정보를 이용하는 장치의 성능 평가 시, 성능 평가를 위한 실제 작동 환경(예컨대, 온도 변화 환경)에서 해당 성능 평가 대상 장치를 작동시키는 경우, 상기 온도 센서의 온도 감지 가능 범위에서만 해당 성능 평가 대상 장치가 성능 평가 온도 조건에서 정상 작동하는지를 성능 평가할 수 있고, 상기 온도 센서의 온도 감지 가능 범위를 벗어난 성능 평가 조건에 대해서는 성능 평가를 할 수 없다는 단점이 있다.For example, when evaluating the performance of a device using sensor information obtained by a temperature sensor as described above, when the corresponding performance evaluation target device is operated in an actual operating environment (eg, a temperature change environment) for performance evaluation, the temperature sensor It is possible to evaluate whether the performance evaluation target device operates normally under the performance evaluation temperature condition only within the temperature detectable range, and the performance evaluation cannot be performed for the performance evaluation condition outside the temperature detectable range of the temperature sensor.

일례를 들면, 상기 온도 센서의 온도 감지 가능 범위가 0∼1000℃ 미만인 경우, 0∼1000℃ 미만에서만 해당 성능 평가 대상 장치가 성능 평가 온도 조건에서 정상 작동하는지를 성능 평가할 수 있고, 1000℃ 이상의 성능 평가 조건에 대해서는 해당 성능 평가 대상 장치의 성능 평가를 하고 싶어도 할 수 없다.For example, if the temperature detectable range of the temperature sensor is less than 0 to 1000 ° C, it is possible to evaluate whether the performance evaluation target device operates normally under the performance evaluation temperature condition only at less than 0 to 1000 ° C, and to perform performance evaluation of 1000 ° C or higher Regarding the condition, it is not possible to evaluate the performance of the corresponding performance evaluation target device even if it is desired.

KRKR 10-200270110-2002701 B1B1

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 장치의 작동 중 다수의 센서가 각각 시간 변화에 따라 감지한 물리적 입력값을 아날로그/디지털 변환기로 변환하여 획득한 디지털 센서 정보를 장치의 작동을 위하여 이용하는 성능 평가 대상 장치가 작동하는 동안, 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에 기반하여 제작한 디지털트윈 작동 환경을 형성하는 디지털트윈 환경부를 이용하여 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에서 발생할 것으로 예상되거나 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에서 발생 불가할 것으로 예상되는 디지털트윈 센서 정보를 해당 성능 평가 대상 장치의 제어기로 직접 인가하는 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above conventional problems, and an object of the present invention is digital sensor information obtained by converting physical input values detected by a plurality of sensors according to time changes during the operation of the device with an analog / digital converter. While the performance evaluation target device using for the operation of the device is operating, using the digital twin environment that forms the digital twin operating environment manufactured based on the actual operating environment for performance evaluation, the actual operating environment for performance evaluation It is to provide a device performance evaluation device using digital twin technology that directly applies digital twin sensor information that is expected to occur or is not expected to occur in an actual operating environment for performance evaluation to the controller of the corresponding performance evaluation target device.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치는, 성능 평가 대상 장치가 작동하는 동안, 해당 성능 평가 대상 장치에 설치된 적어도 1개 이상의 센서가 획득한 물리적 입력값을 각각의 센서에 1대1로 대응하는 아날로그/디지털 변환기로 변환하여 획득한 디지털 센서 정보 대신, 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에 기반하여 제작한 디지털트윈 작동 환경을 형성하는 디지털트윈 환경부를 이용하여 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에서 발생할 것으로 예상되거나 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에서 발생 불가할 것으로 예상되는 디지털트윈 센서 정보를 해당 성능 평가 대상 장치의 제어기로 직접 인가하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object of the present invention as described above, in the device performance evaluation device using the digital twin technology according to the present invention, while the performance evaluation target device is operating, at least one sensor installed in the performance evaluation target device acquires Instead of digital sensor information obtained by converting one physical input value to an analog/digital converter that corresponds to each sensor one-to-one, a digital twin that forms a digital twin operating environment based on the actual operating environment for performance evaluation It is characterized in that the digital twin sensor information that is expected to occur in the actual operating environment for performance evaluation or that is not expected to occur in the actual operating environment for performance evaluation is directly applied to the controller of the corresponding performance evaluation target device using the Ministry of Environment. .

본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치는 상기 성능 평가 대상 장치에 설치된 적어도 1개 이상의 센서에 1대1로 대응하는 아날로그/디지털 변환기의 센서 정보 출력단과 상기 제어기의 센서 정보 입력단 사이에 개재한 센서 정보 전환 스위치가 상기 센서 정보 출력단과 상기 센서 정보 입력단 사이의 센서 정보 전달 경로를 차단한 상태에서 상기 센서 정보 전환 스위치를 경유하여 상기 디지털트윈 센서 정보를 해당 성능 평가 대상 장치의 제어기로 직접 인가하는 것을 특징으로 한다.In the device performance evaluation device using the digital twin technology according to the present invention, between the sensor information output terminal of the analog/digital converter and the sensor information input terminal of the controller corresponding to at least one sensor installed in the performance evaluation target device on a one-to-one basis In a state where the intervening sensor information conversion switch blocks the sensor information transfer path between the sensor information output terminal and the sensor information input terminal, the digital twin sensor information is transmitted directly to the controller of the corresponding performance evaluation target device via the sensor information conversion switch. characterized in that it is applied.

본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치는 상기 디지털트윈 센서 정보를 메모리부에 미리 저장한 상태에서 성능 평가 대상 장치가 작동하는 동안, 상기 메모리부에 저장한 상기 디지털트윈 센서 정보를 해당 성능 평가 대상 장치의 제어기로 직접 인가하는 것을 특징으로 한다.In the device performance evaluation apparatus using the digital twin technology according to the present invention, the digital twin sensor information stored in the memory unit is stored while the performance evaluation target device is operating in a state in which the digital twin sensor information is previously stored in the memory unit. It is characterized in that it is directly applied to the controller of the performance evaluation target device.

본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치는 상기 성능 평가 대상 장치에 설치된 상태에서 외부 입력 신호에 의해 상기 디지털트윈 센서 정보를 입력받아 메모리부(102)에 저장하고, 성능 평가 대상 장치가 작동하는 동안 상기 메모리부에 저장한 상기 디지털트윈 센서 정보를 해당 성능 평가 대상 장치의 제어기로 직접 인가하는 것을 특징으로 한다.The device performance evaluation device using the digital twin technology according to the present invention receives the digital twin sensor information by an external input signal in a state installed in the performance evaluation target device, stores it in the memory unit 102, and It is characterized in that the digital twin sensor information stored in the memory unit is directly applied to the controller of the corresponding performance evaluation target device during operation.

본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치는 상기 성능 평가 대상 장치에 설치된 상태에서 성능 평가 대상 장치가 작동하는 동안, 외부 입력 신호에 의해 상기 디지털트윈 센서 정보를 입력받아 해당 성능 평가 대상 장치의 제어기로 직접 인가하는 것을 특징으로 한다.The device performance evaluation device using the digital twin technology according to the present invention receives the digital twin sensor information by an external input signal while the performance evaluation target device is operating while installed in the performance evaluation target device, and the corresponding performance evaluation target device Characterized in that it is directly applied to the controller of.

본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치는 상기 성능 평가 대상 장치에 탈착되거나 상기 성능 평가 대상 장치의 내부에 설치되거나, 상기 성능 평가 대상 장치의 성능 평가용 클라우드에 탑재되는 것을 특징으로 한다.The device performance evaluation device using the digital twin technology according to the present invention is characterized in that it is detachable from the performance evaluation target device, installed inside the performance evaluation target device, or mounted in the cloud for performance evaluation of the performance evaluation target device. .

본 발명에 따르면 성능 평가 대상 장치가 작동하는 동안 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에서 발생 불가할 것으로 예상되는 다양한 성능 평가 조건에 대해서 용이하게 성능 평가를 할 수 있다.According to the present invention, performance evaluation can be easily performed for various performance evaluation conditions that are not expected to occur in an actual operating environment for performance evaluation while the performance evaluation target device is operating.

도 1은 성능 평가 대상 장치의 각종 센서와 제어기를 나타낸 실시예.
도 2는 본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치의 작동을 설명하는 실시예.1 is an embodiment showing various sensors and controllers of a performance evaluation target device;
Figure 2 is an embodiment for explaining the operation of the device performance evaluation device using the digital twin technology according to the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

이하에서 설명하는 본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치는 하기의 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에서 청구하는 기술의 요지를 벗어남이 없이 해당 기술분야에 대하여 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다.The device performance evaluation apparatus using the digital twin technology according to the present invention described below is not limited to the following embodiments, and those skilled in the art without departing from the gist of the technology claimed in the claims If it is, the technical spirit is there to the extent that anyone can change and implement it.

본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치는 장치의 작동 중 다수의 센서가 각각 시간 변화에 따라 감지한 물리적 입력값(예컨대, 온도, 습도, 유량 등)을 아날로그/디지털 변환기로 변환하여 획득한 디지털 센서 정보를 장치의 작동을 위하여 이용하는 장치(예컨대, 기계장치, 전기장치, 기계장치나 전기장치를 포함하는 시스템 등)의 성능 평가를 위한 장치이다.The device performance evaluation device using the digital twin technology according to the present invention converts physical input values (eg, temperature, humidity, flow rate, etc.) detected by a plurality of sensors according to time changes during device operation into an analog / digital converter It is a device for evaluating the performance of a device (eg, a mechanical device, an electrical device, a system including a mechanical device or an electrical device, etc.) that uses acquired digital sensor information for the operation of the device.

도 2에 나타낸 본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치(100)는 성능 평가 대상 장치(10)에 탈착되거나 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 내부에 설치되거나, 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 성능 평가용 클라우드<예컨대, 사물인터넷(IoT) 클라우드>에 탑재되어 사용될 수 있다.The device performance evaluation device 100 using the digital twin technology according to the present invention shown in FIG. 2 is detachable from the performance evaluation target device 10, installed inside the performance evaluation target device 10, or the corresponding performance evaluation target device It can be loaded and used in the performance evaluation cloud of (10) <eg, Internet of Things (IoT) cloud>.

본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치(100)가 성능 평가 대상 장치(10)의 내부에 설치되는 경우, 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 내부 무선 통신망 혹은 유선 통신망을 통해 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 제어기(10a)와 통신할 수 있다.When the device performance evaluation device 100 using the digital twin technology according to the present invention is installed inside the performance evaluation target device 10, the performance of the performance evaluation target device 10 through an internal wireless communication network or a wired communication network. It can communicate with the controller 10a of the evaluation target device 10 .

본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치(100)가 성능 평가용 클라우드<예컨대, 사물인터넷(IoT) 클라우드>에 탑재되는 경우, 클라우드 통신망을 통해 적어도 1개 이상의 성능 평가 대상 장치(10)의 제어기(10a)와 통신할 수 있다.When the device performance evaluation device 100 using the digital twin technology according to the present invention is mounted on a performance evaluation cloud <eg, Internet of Things (IoT) cloud>, at least one performance evaluation target device (100) ) can communicate with the controller 10a.

상기 성능 평가 대상 장치(10)는 작동하는 동안, 해당 성능 평가 대상 장치(10)에 설치된 적어도 1개 이상의 센서(S1, S2, S3, …, Sn)가 획득한 물리적 입력값을 각각의 센서에 1대1로 대응하는 아날로그/디지털 변환기(A/D_1, A/D_2, A/D_3, …, A/D_n)로 변환하여 획득한 디지털 센서 정보<d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)> 를 이용하여 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 작동을 제어하는 제어기(10a)를 포함한다.While the performance evaluation target device 10 is operating, physical input values acquired by at least one or more sensors (S1, S2, S3, ..., Sn) installed in the performance evaluation target device 10 are transmitted to each sensor. Digital sensor information obtained by conversion with analog/digital converters (A/D_1, A/D_2, A/D_3, …, A/D_n) corresponding one-to-one <d1(t), d2(t), d3( t), … , dn(t)> and a controller 10a controlling the operation of the corresponding performance evaluation target device 10.

상기 성능 평가 대상 장치(10)에 n개의 센서, 예컨대 S1, S2, S3, …, Sn이 설치되어 있다면, 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 제어기(10a)는 n개의 센서 S1, S2, S3, …, Sn이 각각 획득한 물리적 입력값을 각각의 센서에 1대1로 대응하는 아날로그/디지털 변환기 A/D_1, A/D_2, A/D_3, …, A/D_n으로 변환하여 획득한 디지털 센서 정보 d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)를 이용하여 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 작동을 제어한다.n sensors in the performance evaluation target device 10, for example, S1, S2, S3, ... , Sn is installed, the controller 10a of the performance evaluation target device 10 has n sensors S1, S2, S3, . , Analog/digital converters A/D_1, A/D_2, A/D_3, . , digital sensor information obtained by converting to A/D_n d1(t), d2(t), d3(t),... , dn(t) is used to control the operation of the corresponding performance evaluation target device 10 .

이처럼, 해당 성능 평가 대상 장치(10)가 제어기(10a)에 의해 작동이 제어되면서 작동한 성능 평가 결과는 상기 제어기(10a)에 기록되며, 이 기록에 의해 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 정상 작동 여부가 확인된다.As such, the performance evaluation result of the operation of the corresponding performance evaluation target device 10 being controlled by the controller 10a is recorded in the controller 10a. Check if it works.

본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치(100)는 성능 평가 대상 장치(10)의 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에 기반하여 제작한 디지털트윈 작동 환경을 형성하는 디지털트윈 환경부(101)를 이용하여 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에서 발생할 것으로 예상되거나 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에서 발생 불가할 것으로 예상되는 디지털트윈 센서 정보<d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)>를 출력하는 컴퓨팅 장치이다.Device performance evaluation device 100 using digital twin technology according to the present invention is a digital twin environment unit 101 that forms a digital twin operating environment manufactured based on the actual operating environment for performance evaluation of the performance evaluation target device 10 Digital twin sensor information expected to occur in the actual operating environment for performance evaluation or impossible to occur in the actual operating environment for performance evaluation using <d1(t), d2(t), d3(t), . , is a computing device that outputs dn(t)>.

상기 디지털트윈 환경부(101)는 디지털 트윈(Digital Twin) 기술을 이용하여 상기한 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에 기반하여 제작한 디지털트윈 작동 환경을 형성한다.The digital twin environment unit 101 uses digital twin technology to form a digital twin operating environment manufactured based on the actual operating environment for the performance evaluation.

참고로, 디지털 트윈(Digital Twin) 기술은 실시간으로 역학적 해석이 가능한 실제 물리 모델이나 실제 센서 정보 모델 등과 동일성 및 일관성을 유지하는 디지털 트윈 모델을 이용하여 실제 물리 모델이나 실제 센서 정보 모델 등의 미래 현상을 예측하여 실제 물리 모델이나 실제 센서 정보 모델 등을 제어할 수 있는 기술로 알려져 있다.For reference, the digital twin technology uses a real physical model that can be mechanically analyzed in real time or a digital twin model that maintains the sameness and consistency as a real sensor information model, so that future phenomena such as real physical models or real sensor information models It is known as a technology capable of predicting and controlling an actual physical model or an actual sensor information model.

본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치(100)를 구성하는 컴퓨팅 장치는 예컨대, 컴퓨터 프로세서와 메모리부(혹은 기억장치), 입력 장치, 출력 장치 등을 포함하고 컴퓨터 프로그램(혹은 앱)이 탑재되며 외부 장치와의 유선 통신 혹은 무선 통신이 가능한 컴퓨팅 장치로 이해하는 것이 바람직하다.The computing device constituting the device performance evaluation device 100 using the digital twin technology according to the present invention includes, for example, a computer processor, a memory unit (or storage device), an input device, an output device, and the like, and a computer program (or app) It is preferable to understand it as a computing device that is mounted and capable of wired or wireless communication with an external device.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치(100)는 성능 평가 대상 장치(10)가 작동하는 동안, 해당 성능 평가 대상 장치(10)에 설치된 적어도 1개 이상의 센서(S1, S2, S3, …, Sn)가 획득한 물리적 입력값을 각각의 센서에 1대1로 대응하는 아날로그/디지털 변환기(A/D_1, A/D_2, A/D_3, …, A/D_n)로 변환하여 획득한 디지털 센서 정보<d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)> 대신, 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에 기반하여 제작한 디지털트윈 작동 환경을 형성하는 디지털트윈 환경부(101)를 이용하여 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에서 발생할 것으로 예상되거나 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에서 발생 불가할 것으로 예상되는 디지털트윈 센서 정보<d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)>를 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 제어기(10a)로 직접 인가한다.As shown in FIG. 2, the apparatus 100 for evaluating device performance using the digital twin technology according to the present invention, while the device 10 to be evaluated for performance is operating, at least one or more devices installed in the target device for performance evaluation 10 Analog/digital converters (A/D_1, A/D_2, A/D_3, …, A/D_1, A/D_2, A/D_3, …, A/ D_n) and acquired digital sensor information<d1(t), d2(t), d3(t), … , dn (t)> Instead, it is expected to occur in the actual operating environment for performance evaluation or performance evaluation using the digital twin environment unit 101 that forms the digital twin operating environment produced based on the actual operating environment for performance evaluation. Digital twin sensor information that is not expected to occur in the actual operating environment for <d1(t), d2(t), d3(t), … , dn(t)> is directly applied to the controller 10a of the corresponding performance evaluation target device 10 .

바람직하게는, 본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치(100)는 상기 성능 평가 대상 장치(10)에 설치된 적어도 1개 이상의 센서(S1, S2, S3, …, Sn)에 1대1로 대응하는 아날로그/디지털 변환기(A/D_1, A/D_2, A/D_3, …, A/D_n)의 센서 정보 출력단과 상기 제어기(10a)의 센서 정보 입력단 사이에 개재한 센서 정보 전환 스위치(110)가 상기 센서 정보 출력단과 상기 센서 정보 입력단 사이의 센서 정보 전달 경로를 차단한 상태에서 상기 센서 정보 전환 스위치(110)를 경유하여 상기 디지털트윈 센서 정보<d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)>를 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 제어기(10a)로 직접 인가한다.Preferably, the device performance evaluation device 100 using the digital twin technology according to the present invention is one for at least one or more sensors (S1, S2, S3, ..., Sn) installed in the performance evaluation target device 10 A sensor information conversion switch interposed between the sensor information output terminal of the analog/digital converter (A/D_1, A/D_2, A/D_3, ..., A/D_n) corresponding to 1 and the sensor information input terminal of the controller 10a ( 110) blocks the sensor information transfer path between the sensor information output terminal and the sensor information input terminal, and the digital twin sensor information <d1(t), d2(t), d3(t), ... , dn(t)> is directly applied to the controller 10a of the corresponding performance evaluation target device 10 .

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치(100)는 다음과 같이 작동한다.The device performance evaluation apparatus 100 using the digital twin technology according to the present invention configured as described above operates as follows.

본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치(100)는 상기한 바와 같이, 상기 성능 평가 대상 장치(10)에 탈착되거나 상기 성능 평가 대상 장치(10)의 내부에 설치되거나, 상기 성능 평가 대상 장치(10)의 성능 평가용 클라우드에 탑재될 수 있다.As described above, the device performance evaluation device 100 using the digital twin technology according to the present invention is detachable from the performance evaluation target device 10, installed inside the performance evaluation target device 10, or the performance evaluation device 100. It may be installed in the cloud for performance evaluation of the target device 10 .

본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치(100)가 성능 평가 대상 장치(10)에서 작동하기 위해, 상기한 센서 정보 전환 스위치(110)가 해당 성능 평가 대상 장치(10)에 설치된 각종 센서(S1, S2, S3, …, Sn)에 1대1로 대응하는 아날로그/디지털 변환기(A/D_1, A/D_2, A/D_3, …, A/D_n)의 센서 정보 출력단과 상기 제어기(10a)의 센서 정보 입력단 사이의 센서 정보 전달 경로를 차단한다.In order for the device performance evaluation device 100 using the digital twin technology according to the present invention to operate in the performance evaluation target device 10, the sensor information conversion switch 110 is installed in the performance evaluation target device 10. The sensor information output terminal of the analog/digital converter (A/D_1, A/D_2, A/D_3, ..., A/D_n) corresponding to the sensors (S1, S2, S3, ..., Sn) one-to-one and the controller ( The sensor information transfer path between the sensor information input terminals of 10a) is blocked.

이처럼, 상기 센서 정보 전환 스위치(110)가 해당 성능 평가 대상 장치(10)에 설치된 각종 센서(S1, S2, S3, …, Sn)에 1대1로 대응하는 아날로그/디지털 변환기(A/D_1, A/D_2, A/D_3, …, A/D_n)의 센서 정보 출력단과 상기 제어기(10a)의 센서 정보 입력단 사이의 센서 정보 전달 경로를 차단하면, 본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치(100)의 센서 정보 출력단과 상기 자율주행프로세서(10a)의 센서 정보 입력단 사이의 센서 정보 전달 경로가 연결된다.As such, the sensor information conversion switch 110 corresponds to the various sensors S1, S2, S3, ..., Sn installed in the performance evaluation target device 10 in a one-to-one correspondence to the analog/digital converter (A/D_1, If the sensor information transmission path between the sensor information output terminal of A/D_2, A/D_3, ..., A/D_n) and the sensor information input terminal of the controller 10a is blocked, device performance evaluation using the digital twin technology according to the present invention A sensor information transfer path between the sensor information output terminal of the device 100 and the sensor information input terminal of the autonomous driving processor 10a is connected.

이 상태에서 상기 성능 평가 대상 장치(10)가 작동하는 동안, 본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치(100)는 성능 평가 대상 장치(10)의 제어기(10a)에 해당 성능 평가 대상 장치(10)에 설치되어 있는 각종 센서(S1, S2, S3, …, Sn)가 획득한 물리적 입력값을 각각의 센서에 1대1로 대응하는 아날로그/디지털 변환기(A/D_1, A/D_2, A/D_3, …, A/D_n)로 변환하여 획득한 디지털 센서 정보<d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)> 대신, 상기 디지털트윈 환경부(101)를 이용하여 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에서 발생할 것으로 예상되거나 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에서 발생 불가할 것으로 예상되는 디지털트윈 센서 정보<d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)>를 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 제어기(10a)로 직접 인가한다.In this state, while the performance evaluation target device 10 is operating, the device performance evaluation device 100 using the digital twin technology according to the present invention is the performance evaluation target corresponding to the controller 10a of the performance evaluation target device 10. Analog/digital converters (A/D_1, A/D_2) that correspond one-to-one to physical input values obtained by various sensors (S1, S2, S3, ..., Sn) installed in the device 10 to each sensor. , A/D_3, …, A/D_n) and obtained digital sensor information <d1(t), d2(t), d3(t), … , dn(t)>, digital twin sensor information that is expected to occur in the actual operating environment for performance evaluation or that is not expected to occur in the actual operating environment for performance evaluation using the digital twin environment unit 101 <d1 (t), d2(t), d3(t), ... , dn(t)> is directly applied to the controller 10a of the corresponding performance evaluation target device 10 .

이때, 본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치(100)는 상기 디지털트윈 센서 정보<d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)>를 메모리부(102)에 미리 저장한 상태에서 성능 평가 대상 장치(10)가 작동하는 동안, 상기 메모리부(102)에 저장한 상기 디지털트윈 센서 정보<d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)>를 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 제어기(10a)로 직접 인가할 수 있다.At this time, the device performance evaluation apparatus 100 using the digital twin technology according to the present invention uses the digital twin sensor information <d1(t), d2(t), d3(t), . . . , dn(t)> stored in the memory unit 102 in advance while the performance evaluation target device 10 is operating, the digital twin sensor information stored in the memory unit 102 <d1(t), d2(t), d3(t), ... , dn(t)> may be directly applied to the controller 10a of the corresponding performance evaluation target device 10 .

이와 달리, 본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치(100)는 상기 성능 평가 대상 장치(10)에 설치된 상태에서 외부 입력 신호에 의해 상기 디지털트윈 센서 정보<d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)>를 입력받아 메모리부(102)에 저장하고, 성능 평가 대상 장치(10)가 작동하는 동안 상기 메모리부(102)에 저장한 상기 디지털트윈 센서 정보<d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)>를 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 제어기(10a)로 직접 인가할 수 있다.Unlike this, the apparatus 100 for evaluating device performance using the digital twin technology according to the present invention receives the digital twin sensor information <d1(t), d2( t), d3(t), ... , dn(t)> is received and stored in the memory unit 102, and the digital twin sensor information stored in the memory unit 102 while the performance evaluation target device 10 is operating <d1(t), d2 (t), d3(t), ... , dn(t)> may be directly applied to the controller 10a of the corresponding performance evaluation target device 10 .

이와 달리, 본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치(100)는 상기 성능 평가 대상 장치(10)에 설치된 상태에서 성능 평가 대상 장치(10)가 작동하는 동안, 외부 입력 신호에 의해 상기 디지털트윈 센서 정보<d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)>를 입력받아 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 제어기(10a)로 직접 인가할 수 있다.Unlike this, the device performance evaluation device 100 using the digital twin technology according to the present invention is installed in the performance evaluation target device 10 and while the performance evaluation target device 10 is operating, the device performance evaluation device 100 receives an external input signal. Digital twin sensor information<d1(t), d2(t), d3(t), … , dn(t)> may be received and directly applied to the controller 10a of the corresponding performance evaluation target device 10 .

이처럼, 본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치(100)가 성능 평가 대상 장치(10)에 설치되어 있는 각종 센서(S1, S2, S3, …, Sn)가 획득한 물리적 입력값을 각각의 센서에 1대1로 대응하는 아날로그/디지털 변환기(A/D_1, A/D_2, A/D_3, …, A/D_n)로 변환하여 획득한 디지털 센서 정보<d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)>들 대신, 상기 디지털트윈 환경부(101)를 이용하여 특히 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에서 발생 불가할 것으로 예상되는 디지털트윈 센서 정보<d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)>를 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 제어기(10a)로 직접 인가하면, 해당 성능 평가 대상 장치(10)가 작동하는 동안 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에서 발생 불가할 것으로 예상되는 다양한 성능 평가 조건에 대해서 용이하게 성능 평가를 할 수 있다.As such, the apparatus 100 for evaluating device performance using the digital twin technology according to the present invention calculates physical input values acquired by various sensors (S1, S2, S3, ..., Sn) installed in the device 10 to be evaluated for performance. Digital sensor information obtained by conversion with an analog/digital converter (A/D_1, A/D_2, A/D_3, …, A/D_n) corresponding to each sensor one-to-one <d1(t), d2(t) ), d3(t), … , dn(t)>, using the digital twin environment unit 101, in particular, digital twin sensor information that is expected to not occur in an actual operating environment for performance evaluation <d1(t), d2(t), d3 (t), ... , dn(t)> is directly applied to the controller 10a of the corresponding performance evaluation target device 10, it is expected that it cannot occur in the actual operating environment for performance evaluation while the corresponding performance evaluation target device 10 is operating. It is possible to easily perform performance evaluation for various performance evaluation conditions.

예컨대, 온도 센서가 획득한 센서 정보를 이용하는 성능 평가 대상 장치(10)의 성능 평가 시, 성능 평가를 위한 실제 작동 환경(예컨대, 온도 변화 환경)에서 해당 성능 평가 대상 장치(10)를 작동시키는 경우, 상기 온도 센서의 온도 감지 가능 범위에서의 성능 평가 조건 혹은 상기 온도 센서의 온도 감지 가능 범위를 벗어난 성능 평가 조건에서의 성능 평가 조건 모두에 대해서 용이하게 성능 평가를 할 수 있다.For example, when evaluating the performance of the performance evaluation target device 10 using sensor information obtained by a temperature sensor, when the corresponding performance evaluation target device 10 is operated in an actual operating environment (eg, a temperature change environment) for performance evaluation. , performance evaluation can be easily performed for both the performance evaluation condition in the temperature detectable range of the temperature sensor or the performance evaluation condition in the performance evaluation condition outside the temperature detectable range of the temperature sensor.

일례를 들면, 상기 온도 센서의 온도 감지 가능 범위가 0∼1000℃ 미만인 경우, 본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치(100)가 0∼1000℃ 미만에서의 성능 평가를 위하여 실제 작동 환경에서 발생할 것으로 예상되는 디지털트윈 센서 정보를 성능 평가 대상 장치(10)의 제어기(10a)로 직접 인가하면, 해당 제어기(10a)는 0∼1000℃ 미만에서의 성능 평가 조건에서 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 작동을 제어하고, 그 성능 평가 결과를 메모리부(102)에 기록하며, 해당 기록에 의해 실제 작동 환경에서 발생할 것으로 예상되는 디지털트윈 센서 정보에 대한 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 정상 작동 여부가 확인된다.For example, when the temperature detectable range of the temperature sensor is less than 0 to 1000 ° C, the device performance evaluation apparatus 100 using the digital twin technology according to the present invention is actually operated for performance evaluation at less than 0 to 1000 ° C When digital twin sensor information expected to occur in the environment is directly applied to the controller 10a of the performance evaluation target device 10, the corresponding controller 10a performs the corresponding performance evaluation target device under performance evaluation conditions of 0 to less than 1000°C. Controls the operation of (10), records the performance evaluation result in the memory unit 102, and records the corresponding performance evaluation target device 10 for the digital twin sensor information expected to occur in the actual operating environment by the recording. Check whether it works normally.

이와 달리, 본 발명에 따른 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치(100)가 1000℃ 이상에서의 성능 평가를 위하여 실제 작동 환경에서 발생 불가할 것으로 예상되는 디지털트윈 센서 정보를 성능 평가 대상 장치(10)의 제어기(10a)로 직접 인가하면, 해당 제어기(10a)는 1000℃ 이상에서의 성능 평가 조건에서 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 작동을 제어하고, 그 성능 평가 결과를 메모리부(102)에 기록하며, 해당 기록에 의해 실제 작동 환경에서 발생 불가할 것으로 예상되는 디지털트윈 센서 정보에 대한 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 정상 작동 여부가 확인된다.In contrast, the device performance evaluation device 100 using the digital twin technology according to the present invention converts digital twin sensor information, which is expected to not occur in an actual operating environment, to the performance evaluation target device 10 for performance evaluation at 1000 ° C or higher. When applied directly to the controller 10a of ), the controller 10a controls the operation of the corresponding performance evaluation target device 10 under the performance evaluation condition of 1000° C. or higher, and stores the performance evaluation result in the memory unit 102. , and it is confirmed whether the performance evaluation target device 10 is normally operating for the digital twin sensor information that is expected to not occur in the actual operating environment by the corresponding record.

이처럼, 본 발명의 실시예에 따르면 해당 성능 평가 대상 장치(10)에 설치된 각종 센서의 감지 범위를 벗어난 성능 평가 조건에 대해서도 용이하게 성능 평가를 할 수 있다.As such, according to the embodiment of the present invention, performance evaluation can be easily performed even for performance evaluation conditions outside the detection ranges of various sensors installed in the corresponding performance evaluation target device 10 .

10: 성능 평가 대상 장치 10a: 제어기
100: 성능 평가 장치
101: 디지털트윈 환경부 102: 메모리부
110: 센서 정보 전환 스위치
S1, S2, S3, …, Sn: 센서
A/D_1, A/D_2, A/D_3, …, A/D_n: 아날로그/디지털 변환기10: performance evaluation target device 10a: controller
100: performance evaluation device
101: digital twin environment unit 102: memory unit
110: sensor information conversion switch
S1, S2, S3, ... , Sn: sensor
A/D_1, A/D_2, A/D_3, … , A/D_n: analog/digital converter

Claims (6)

성능 평가 대상 장치(10)가 작동하는 동안, 해당 성능 평가 대상 장치(10)에 설치된 적어도 1개 이상의 센서(S1, S2, S3, …, Sn)가 획득한 물리적 입력값을 각각의 센서에 1대1로 대응하는 아날로그/디지털 변환기(A/D_1, A/D_2, A/D_3, …, A/D_n)로 변환하여 획득한 디지털 센서 정보<d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)> 대신, 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에 기반하여 제작한 디지털트윈 작동 환경을 형성하는 디지털트윈 환경부(101)를 이용하여 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에서 발생할 것으로 예상되거나 성능 평가를 위한 실제 작동 환경에서 발생 불가할 것으로 예상되는 디지털트윈 센서 정보<d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)>를 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 제어기(10a)로 직접 인가하는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치.While the performance evaluation target device 10 is operating, physical input values acquired by at least one or more sensors (S1, S2, S3, ..., Sn) installed in the performance evaluation target device 10 are assigned to each sensor as 1 Digital sensor information obtained by converting to analog/digital converters (A/D_1, A/D_2, A/D_3, …, A/D_n) corresponding to 1 to 1<d1(t), d2(t), d3(t) ), … , dn (t)> Instead, it is expected to occur in the actual operating environment for performance evaluation or performance evaluation using the digital twin environment unit 101 that forms the digital twin operating environment produced based on the actual operating environment for performance evaluation. Digital twin sensor information that is not expected to occur in the actual operating environment for <d1(t), d2(t), d3(t), … , dn(t)> is directly applied to the controller (10a) of the corresponding performance evaluation target device (10). 제 1 항에 있어서, 상기 성능 평가 대상 장치(10)에 설치된 적어도 1개 이상의 센서(S1, S2, S3, …, Sn)에 1대1로 대응하는 아날로그/디지털 변환기(A/D_1, A/D_2, A/D_3, …, A/D_n)의 센서 정보 출력단과 상기 제어기(10a)의 센서 정보 입력단 사이에 개재한 센서 정보 전환 스위치(110)가 상기 센서 정보 출력단과 상기 센서 정보 입력단 사이의 센서 정보 전달 경로를 차단한 상태에서 상기 센서 정보 전환 스위치(110)를 경유하여 상기 디지털트윈 센서 정보<d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)>를 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 제어기(10a)로 직접 인가하는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치.According to claim 1, the analog / digital converter (A / D_1, A / D_1, A / The sensor information conversion switch 110 interposed between the sensor information output terminal of D_2, A/D_3, ..., A/D_n and the sensor information input terminal of the controller 10a is a sensor between the sensor information output terminal and the sensor information input terminal. In a state where the information transmission path is blocked, the digital twin sensor information via the sensor information conversion switch 110 <d1(t), d2(t), d3(t), . . . , dn(t)> is directly applied to the controller (10a) of the corresponding performance evaluation target device (10). 제 1 항에 있어서, 상기 디지털트윈 센서 정보<d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)>를 메모리부(102)에 미리 저장한 상태에서 성능 평가 대상 장치(10)가 작동하는 동안, 상기 메모리부(102)에 저장한 상기 디지털트윈 센서 정보<d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)>를 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 제어기(10a)로 직접 인가하는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치.The method of claim 1, wherein the digital twin sensor information <d1(t), d2(t), d3(t), . , dn(t)> stored in the memory unit 102 in advance while the performance evaluation target device 10 is operating, the digital twin sensor information stored in the memory unit 102 <d1(t), d2(t), d3(t), ... , dn(t)> is directly applied to the controller (10a) of the corresponding performance evaluation target device (10). 제 1 항에 있어서, 상기 성능 평가 대상 장치(10)에 설치된 상태에서 외부 입력 신호에 의해 상기 디지털트윈 센서 정보<d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)>를 입력받아 메모리부(102)에 저장하고, 성능 평가 대상 장치(10)가 작동하는 동안 상기 메모리부(102)에 저장한 상기 디지털트윈 센서 정보<d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)>를 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 제어기(10a)로 직접 인가하는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치.The method of claim 1, wherein the digital twin sensor information <d1(t), d2(t), d3(t), . . . , dn(t)> is received and stored in the memory unit 102, and the digital twin sensor information stored in the memory unit 102 while the performance evaluation target device 10 is operating <d1(t), d2 (t), d3(t), ... , dn(t)> is directly applied to the controller (10a) of the corresponding performance evaluation target device (10). 제 1 항에 있어서, 상기 성능 평가 대상 장치(10)에 설치된 상태에서 성능 평가 대상 장치(10)가 작동하는 동안, 외부 입력 신호에 의해 상기 디지털트윈 센서 정보<d1(t), d2(t), d3(t), …, dn(t)>를 입력받아 해당 성능 평가 대상 장치(10)의 제어기(10a)로 직접 인가하는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치.The method of claim 1, wherein the digital twin sensor information <d1(t), d2(t) , d3(t), ... , dn(t)> is directly applied to the controller (10a) of the corresponding performance evaluation target device (10). 제 1 항에 있어서, 상기 성능 평가 대상 장치(10)에 탈착되거나 상기 성능 평가 대상 장치(10)의 내부에 설치되거나, 상기 성능 평가 대상 장치(10)의 성능 평가용 클라우드에 탑재되는 것을 특징으로 하는 디지털트윈 기술을 이용한 장치 성능 평가 장치.The method of claim 1, characterized in that it is detachable from the performance evaluation target device (10), installed inside the performance evaluation target device (10), or mounted in the performance evaluation cloud of the performance evaluation target device (10). Device performance evaluation device using digital twin technology.
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