스마트웨어 생산 시뮬레이션 최적화를 위한 하이브리드 모델 분석 방법 : 의류 제조 분야 마이크로팩토리 생산 시스템을 중심으로

A Hybrid Model Analysis Method for Smartwear Production Simulation Optimization: Focusing on the Microfactory Production System in the Clothing Manufacturing Sector

중․소규모 제조기업의 인력난, 저효율, 수요변동에 대응해 스마트팩토리가 확산과 함께 디지털트윈과 시뮬레이션의 중요성이 커지고 있다. 제조 분야 특화 산업용 시뮬레이터는 가상 시운전과 같이 사용자 편의 기능을 제공하지만 저효율 연산기능으로 인해 다수 시나리오 반복 분석이 어렵다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 효율적인 시뮬레이션 분석을 위한 DEVS기반 시뮬레이터 및 산업용 시뮬레이터 결합 기반 하이브리드 분석 방법을 제안한다. 제안 방법에서 DEVS 기반 시뮬레이터는 다수 시나리오에서 선제적 탐색 기반 후보 최적 시나리오 집합 도출을 수행하고, 산업용 시뮬레이터는 후속 최적 시나리오 정밀 탐색 및 공간 기반 심층 분석으로의 분석 기능을 확장한다. 의류 생산 마이크로팩토리 실증 환경에서 제안 방법은 약 99% 수준의 정확도와 함께 시나리오 회당 시뮬레이션 분석 시간을 약 10배 이상 단축시켰으며, 3차원 공간에서의 정밀 분석으로 분석 기능의 확장 가능성을 제시하였다. 본 연구를 통해 시뮬레이션 분석의 효율성을 높이고 산업 경쟁력을 제고할 수 있을 것으로 기대한다.

In response to manpower shortages, low efficiency, and fluctuations in demand of small and medium-sized manufacturing companies, the importance of digital twinning and simulation is increasing along with the spread of smart factories. Industrial simulators specialized in the manufacturing sector provide user convenience functions like virtual commissioning, but due to the low efficiency calculation function, it is difficult to repeatedly analyze multiple scenarios. To solve this problem, this paper proposes a hybrid analysis method based on combining DEVS-based simulators and industrial simulators for efficient simulation analysis. In the proposed method, the DEVS-based simulator performs preemptive search-based candidate optimal scenario set derivation in multiple scenarios, and the industrial simulator expands the analysis function to the subsequent optimal scenario precise search and spatial-based in-depth analysis. In the clothing production microfactory demonstration environment, the proposed method reduced the simulation analysis time per scenario by more than 10 times with about 99% accuracy, and suggested the possibility of expansion through precise analysis in a three-dimensional space. It is expected that this study will be able to increase the efficiency of simulation analysis and enhance industrial competitiveness.