인더스트리 4.0: 생산의 변화

현대 사회는 산업 4.0(I4.0)으로 알려진 상품 생산에 있어서 중요한 변화를 겪고 있습니다. 이러한 변화는 사회와 제조의 디지털화, 새롭고 현대적이며 스마트하고 파괴적인 기술의 통합에 의해 주도됩니다.

인더스트리 4.0은 사물인터넷(IoT), 클라우드 컴퓨팅, 포그 컴퓨팅, 인공지능(AI) 등 새로운 정보통신 기술을 활용해 기계와 프로세스를 지능적으로 네트워킹하는 것을 의미한다. 이러한 기술은 현대 경제와 사회에서 지식의 속도와 폭을 증가시켰습니다.

물과 증기의 힘을 통한 기계화를 특징으로 하는 1차 산업혁명부터 전기를 활용한 2차 산업혁명의 대량생산 및 조립라인, 3차 산업혁명의 컴퓨터와 자동화 도입에 이르기까지, 인더스트리 4.0은 이러한 발전을 바탕으로 이루어집니다. 머신러닝 기술로 분석된 디지털 데이터를 활용해 IoT 환경에서 작동하는 스마트하고 자율적인 시스템으로 이를 향상시킵니다.

사이버물리시스템(CPS), IoT, AI, 머신러닝의 결합으로 인더스트리 4.0이 가능해지고 스마트 팩토리 개념이 현실화되고 있습니다. 더 많은 데이터에 액세스할 수 있는 스마트 기계를 통해 공장은 낭비를 줄이고 효율성과 생산성을 높일 수 있습니다. 인더스트리 4.0의 진정한 힘은 네트워크 CPS 간의 디지털 연결, 정보 생성 및 공유에 있습니다.

CPS는 사이버 및 물리적 도메인의 구성 요소를 통합하는 시스템입니다. 이는 액추에이터와 센서의 네트워크를 통해 물리적 프로세스를 모니터링하고 제어하며 다양한 규모로 구현될 수 있습니다. CPS는 Industry 4.0의 스마트 머신의 기반을 형성하고 최신 제어 시스템과 IoT 환경을 사용합니다.

스마트 사이버 물리 시스템(SCPS)은 통신, 계산, 프로세스 제어 및 AI 기술을 투명하고 새로운 방식으로 통합하는 차세대 컴퓨팅 애플리케이션입니다. SCPS는 고도로 협력적인 행동, 자기 인식, 자기 적응 및 자기 최적화를 나타냅니다. 이는 IoT 제약 내에서 다양한 AI 기술과 기술을 가능하게 하는 복잡한 시스템입니다.

SCPS는 전통적인 CPS 정의를 넘어 발전했으며 환경에 대한 인식, 추론 및 적응 능력을 구축할 수 있습니다. 하드웨어, 소프트웨어, AI, 사이버웨어 기술을 이전의 그 어떤 시스템보다 더 높은 수준으로 통합합니다. AI는 SCPS에 인지 기능을 제공하여 SCPS가 복잡한 상호 작용 및 행동을 모델링, 표현, 학습할 수 있도록 합니다.

SCPS에 인공 신경망, 특히 다층 퍼셉트론 인공 신경망(MLPANN)을 구현하면 지능적이고 자율적인 의사 결정이 가능해집니다. MLPANN은 간단하고 구현하기 쉬운 아키텍처로 인해 선택되었습니다.

결론적으로, 인더스트리 4.0은 새로운 기술의 통합을 통해 제품 생산에 혁명을 일으키고 있습니다. CPS와 SCPS는 이러한 변화의 선두에 서서 스마트 기계와 시스템의 개발을 가능하게 합니다. SCPS에 AI와 신경망을 구현하면 기능이 향상되고 지능적이고 자율적인 의사 결정을 위한 기반이 마련됩니다.