엔지니어에게 측정은 귀중한 통찰력을 얻고 숨겨진 미스터리를 발견하는 데 도움이 되는 풍부한 정보를 담고 있습니다. 그러나 물리적 센서를 사용하여 특정 위치를 측정할 수 없는 경우가 있습니다. 바로 여기서 Simcenter 3D Smart Virtual Sensing 기술이 탁월합니다. 이 기술은 기존 감지 방법의 한계를 극복하도록 특별히 설계되었습니다. 이 블로그에서는 Simcenter 3D Smart Virtual Sensing의 혁신적인 힘을 살펴보고 접근이 불가능한 측정 위치에서 발생하는 과제를 해결하는 방법을 알아봅니다.
Simcenter 3D Smart Virtual Sensing이란?
Simcenter 3D Smart Virtual Sensing은 측정할 수 없는 것을 측정하고 설계의 핵심에 도달하여 숨겨진 진실을 밝혀낼 수 있는 혁신적인 프레임워크입니다. 제한된 물리적 측정과 감소 순서 유한 요소 모델(FEM)을 결합하여 기존 방법을 훨씬 뛰어넘는 통찰력을 제공하는 가상 센서를 만듭니다.
Simcenter 3D Smart Virtual Sensing은 시뮬레이션의 가상 세계와 테스트의 실제 세계를 연결하는 다리입니다. 두 세계의 장점을 취하여 매끄러운 워크플로로 결합하여 오프라인 또는 실시간으로 기계 시스템에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.
이는 제품 상태를 모니터링하고 예측할 수 있는 수정 구슬을 가지고 있는 것과 같습니다. 이는 모델 부정확성과 측정 오류를 모두 보상하고 기계 시스템의 입력 하중, 변형률, 가속도, 속도 및 변위에 대한 고정확도 추정치를 제공합니다.
왜 스마트한가?
Siemens Simcenter 3D는 " 스마트 " 가상 감지를 도입하여 가상 감지를 한 단계 더 발전시켰습니다 . 이를 차별화하는 것은 가상 센서에 지능을 주입한다는 것입니다. 이것이 단순한 감지가 아니라 혁명인 이유는 다음과 같습니다.
데이터 융합
스마트 가상 센싱은 칼만 필터를 사용한 통합 데이터 융합 방식을 통해 측정 및 시뮬레이션 데이터를 조화시킵니다. 칼만 필터는 다양한 정보 소스를 융합하고 측정 및 시뮬레이션의 기여도를 지능적으로 가중치를 두어 부정확성을 원활하게 보상함으로써 시스템 상태를 일관되고 정확하게 표현합니다.
적응 감지
제한된 수의 실제 센서에서 최신 데이터를 제공함으로써 Simcenter Smart Virtual Sensing은 가상 센서 추정치에 실제 세계의 변화를 자동으로 반영하여 시스템의 변화를 동적으로 수용할 수 있습니다.
실시간 추정
프레임워크의 축소된 차수 FE 모델 덕분에 스마트 가상 센싱은 실시간으로 추정치를 지속적으로 개선하여 가상 센서가 동적 현실과 동기화 상태를 유지하도록 할 수 있습니다.
자기 학습
"스마트"라는 용어는 자율성과 학습 수준을 의미합니다. Simcenter 3D Smart Virtual Sensing 센서는 모든 시간 단계에서 추정을 학습하고 업데이트하여 시간이 지남에 따라 추정을 최적화할 수 있습니다. 이러한 적응성은 가상 시뮬레이션의 정확성을 향상시키는 데 중요한 구성 요소입니다.
플랫폼 독립성
Smart Virtual Sensing은 설계 최적화를 위해 Simcenter 3D 내에서 작동할 뿐만 아니라, 컨디셔닝 모니터링, 실시간 테스트, 예측 유지 관리와 같은 다양한 애플리케이션을 위해 엣지 장치, 실시간 플랫폼 및 클라우드에서 작동하도록 xDT로 내보낼 수도 있습니다. 이는 전체 제품 수명 주기에 걸쳐 전체 기업에서 사용할 수 있는 지능형 자산입니다.
왜 중요한가요!
Simcenter 3D Smart Virtual Sensing은 측정할 수 없는 것(접근할 수 없는 지점의 변형이나 일반적으로 파악하기 어려운 운영 부하 등)을 측정할 수 있는 문을 열어줍니다. 테스트에서 시간과 비용을 절약하는 것만이 아닙니다. 설계에서 제조 및 유지 관리에 이르기까지 가능한 것의 경계를 넓히는 것입니다.
혁명 테스트
테스트 캠페인을 수행하는 데는 몇 가지 과제가 있습니다. 일부 센서 위치는 기하학적 제약으로 인해 구현할 수 없는 경우가 있고, 추가 하중 변환기를 추가하면 구조 역학이 변경될 수 있습니다. 모든 장소에 접근 가능하고 물리적 센서로 모니터링할 수 있더라도 계측 시간이 길어질 수 있으며 하드웨어 비용이 비쌀 수 있습니다.
스마트 가상 센서를 사용하면 접근이 불가능한 지점도 측정이 가능해집니다. 물리적 센서를 배치할 수 없다는 문제를 해결할 뿐만 아니라 계측 시간과 하드웨어 비용도 절감합니다. Simcenter 3D Smart Virtual Sensing은 Simcenter SCADAS 에 연결 하여 측정을 받고 Simcenter Testlab Neo 에 배포하여 오프라인 테스트 결과를 증강하고 Simcenter Testlab RT에 배포하여 실시간 모델 기반 시스템 테스트를 수행할 수 있습니다 .
디자인 최적화
설계를 검증하려면 작업 조건에서 설계가 어떻게 수행되는지 알아야 합니다. Simcenter 3D Smart Virtual Sensing은 핫스팟을 원격으로 측정하여 최소한의 물리적 센서로 전체 필드 응력 및 변형률에 대한 통찰력을 제공합니다. 몇 개의 스트레인 게이지에서 작동 하중을 측정할 수 있습니다. 시간 계열의 작동 하중은 피로의 원인을 찾기 위한 내구성 분석에 추가로 사용할 수 있습니다. 이는 설계를 검증할 뿐만 아니라 최적화를 향해 나아가는 비결입니다.
스마트 제조
제조 분야에서 Simcenter 3D Smart Virtual Sensing은 게임 체인저입니다. 최소한의 측정에서 전체 변형 필드를 재구성합니다. PLC 제어 시스템과 쉽게 통합할 수 있도록 산업 에지 에 배포할 수 있습니다 . Simcenter Smart Virtual Sensing은 PLC IO 모듈에서 물리적 센서 데이터를 수신합니다. 이 데이터를 데이터 융합에 사용하고 Simcenter Smart virtual Sensing 정보는 PLC로 피드백하여 측정을 풍부하게 하고 제어 전략을 개선할 수 있습니다. 또한 시각화 도구를 통해 제조 프로세스 내부를 볼 수 있습니다. 또한 가상 감지 데이터를 클라우드로 스트리밍하여 전체 제조 프로세스에 대한 운영 모니터링 및 자산 관리를 수행할 수 있습니다.
예측 유지 관리
서비스 단계에 있는 제품의 경우, 스마트 가상 센싱을 사용하면 효율적인 유지관리를 보장할 수 있습니다. 이는 시스템에 대한 실시간 통찰력을 제공하고 시스템의 변경 사항에 자동으로 대응하여 자체 업데이트를 수행할 수 있기 때문입니다.
상태 모니터링을 활성화하는 기능을 통해 과도한 변위를 식별하고 경고를 보내는 데 도움이 될 수 있습니다. 운영 단계에서 기계의 응력 분포를 모니터링하여 기계가 예상대로 작동하는지 확인하는 데 도움이 될 수 있습니다.
또한, Simcenter Smart Virtual Sensing은 실시간 내구성 분석과 결합하여 예측적 유지 관리를 위한 남은 유효 수명을 나타낼 수 있습니다.
Simcenter Smart Virtual Sensing은 유지 관리가 필요한 상황을 미리 예측하는 수정 구슬로, 운영을 중단시키기 전에 문제가 발생하지 않도록 방지할 수 있습니다.
구현 방법
Simcenter 3D Smart Virtual Sensing은 다양한 플랫폼에서 가상 센서를 설정, 검증 및 배포하기 위한 통합 워크플로를 제공합니다. 저작 도구인 Simcenter 3D 내에서 가상 센서를 정의하고, 추정치를 검증하고, 결과를 시각화하고, 마지막으로 실시간 사용을 위해 실행 가능한 디지털 트윈 (xDT)으로 내보내는 것으로 마법을 시작하세요.
이로 인해 Simcenter 3D Smart Virtual Sensing은 제품 개발의 다양한 단계에 걸쳐 다재다능한 도구가 되었습니다.
결론
Simcenter 3D Smart Virtual Sensing은 측정할 수 없는 감지 위치를 측정하기 위한 강력한 프레임워크를 제공합니다. 제품 수명 주기의 여러 단계에 배포할 물리 기반 스마트 가상 센서 xDT를 만들 수 있습니다. 혁신적인 접근 방식을 통해 보다 효율적인 테스트, 빠른 설계 최적화, 보다 스마트한 제조 및 예측적 유지 관리를 수행할 수 있습니다. 가장 중요한 점은 전체 기업에서 디지털 트윈의 가치를 극대화한다는 것입니다. 더 이상 미래의 기술이 아닙니다. Simcenter 3D Smart Virtual Sensing과 함께 오늘날의 기술입니다. 기존 고객은 지원 센터를 통해 최신 버전을 다운로드할 수 있으며, 비고객은 이 링크를 따라가서 다운로드를 클릭하여 무료 평가판을 받기만 하면 됩니다 .
[출처] https://blogs.sw.siemens.com/simcenter/simcenter-3d-smart-virtual-sensing-unveiling-the-magic/
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