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Nikkei Monozukuri_2023.3 리포트 (p31)

AGC, 유리 제조에 디지털 트윈 기술
용융로 내부를 재현해 프로세스 최적화 도모

AGC는 23년 1월 23일, 판유리 원료를 용융하는 '유리 용해 프로세스'에서 플로트 가마 내부의 복잡한 현상을 실시간으로 컴퓨터상에서 재현/예측할 수 있는 생산지원 툴 'CADTANK Online Computation and Optimization Assistant(COCOA)'를 개발했다고 발표했다.

프로세스 최적화를 통한 유리 품질 향상과 제조 비용 절감, 환경 부하 저감에 활용한다. 23년 2월부터 AGC의 플로트 가마에서 운용 검증을 시작했다.

플로트 가마는 고온에서 녹은 액체 주석 위에, 마찬가지로 액상화된 유리 원료를 흘려 판상으로 성형하는 설비를 말한다. 유리 용해 프로세스는 제품의 품질과 밀접하게 관련되어 있어, 제조 비용이나 환경 부하의 저감을 도모하는데 있어서도 플로트 가마 내부의 상세한 상황을 파악할 필요가 있었다.

가마 내부에서는 온도가 높은 곳은 1600℃ 정도의 고온으로 유지되고 있어 상세한 정보를 얻기가 쉽지 않다.

새로운 생산 지원 툴은 다음 두 가지 기능으로 구성된다. 하나는 플로트 가마 내부의 모습을 실시간으로 컴퓨터상에 재현하는 ‘온라인 시뮬레이션’ 기능이다. 툴을 실행하면 플로트 가마 내부에서 관측 가능한 온도나 생산 상황 등 실제 기기의 데이터를 자동으로 취득하고 시뮬레이션을 통해 플로트 가마 내부의 상세한 온도와 용융 유리의 대류를 계산한다.

실제 기기 데이터는 일정 빈도로 업데이트되어 마치 실제 기기의 상태와 디지털 공간이 동기화되어 있는 것처럼 시뮬레이션 결과를 표시할 수 있다. 때문에 AGC는 본기능을 ‘디지털 트윈 기술’이라고 한다. 실제 기기의 상세한 상태를 파악해 최적의 생산조건 검토로 연결하려는 의도다.

-- 전문 지식 없이 시뮬레이션 --
또 다른 기능은 시뮬레이션에 관한 전문지식이 없는 프로세스 기술자도 간편하게 시뮬레이션을 활용할 수 있는 시뮬레이션 실행 툴 '디지털 프로토타이핑'이다. 생산조건 변경안을 리스트화 해서 CSV 파일로 클라우드 상의 계산 실행 애플리케이션에 업로드하는 것만으로 예측 결과를 얻을 수 있도록 했다. 데이터를 업로드하고 몇 시간에서 반나절 정도면 결과를 얻을 수 있다고 한다.

AGC는 1970년대부터 유리 용해 프로세스 시뮬레이션 기술 ‘CADTANK’를 자체 개발해 생산 프로세스 개선에 활용해 왔다. 그러나 기존의 업무 플로우에서는 해석 전문가에게 의뢰를 해야 했기 때문에 시뮬레이션 결과를 얻는 데 1개월 정도 걸려 신속성에 문제가 있었다.

그 이유는 프로세스 기술자와 해석 전문가 사이에서 실제 기기 데이터의 교환이나 시뮬레이션 실행에서 시행착오에 시간이 걸렸기 때문이다. 모든 해석 의뢰에 대응하지 못하는 상황도 종종 있었다고 한다.

-- 끝 --

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