IPC-2551 디지털 트윈 표준 출시

2021년 2월 8일, IPC는 IPC-2551: 디지털 트윈을 위한 국제 표준을 공식적으로 발표했습니다. 이 데이터 교환 및 상호 운용성 표준은 작년부터 작업되어 이번 주에 공식적으로 발표되었습니다. IPC-2551은 디지털 트윈에 관한 첫 국제 표준으로, 표준화된 데이터 형식을 사용하여 스마트 가치 사슬을 생성하는 것을 목표로 합니다.

IPC-2551 표준이 전자 표준 기구에 의해 발행되고 있지만, 그 중심 주제와 아이디어 중 일부가 다른 디지털 트윈 표준에서 나타날 때 놀라지 마십시오. 디지털 트윈의 개념은 2002년으로 거슬러 올라가지만, 오늘날 컴퓨팅 파워의 확산으로 이러한 디지털 개념을 실용적으로 사용할 수 있게 되었습니다.

IPC의 수석 기술자 Matt Kelly에 따르면, IPC-2551 표준의 목표는 물리적 프로토타이핑을 줄이거나 (또는 가능하다면 제거하는 것입니다): "[디지털 트윈 프레임워크를 설정하고 프레임워크 내에서 작동하는 도구의] 이점은 물리적 프로토타입이 필요 없이 물리적 기대치를 충족시킬 것을 보장할 것입니다...IPC-2551은 제조 및 물류와 관련된 손실을 줄이고 생산성, 효율성 및 비용 성능을 향상시키는 데 도움이 될 것입니다."

디지털 트윈이란 무엇인가?

새로운 IPC-2551 표준의 핵심으로 들어가기 전에, 디지털 트윈이 무엇인지 이해하는 것이 도움이 됩니다. 간단히 말해서, 디지털 트윈은 물리적 객체나 시스템의 생명 주기에 걸쳐 표현된 디지털 표현입니다. 디지털 트윈은 단순히 CAD 파일이나 3D 모델이 아니라, 실시간으로 물리적 트윈에서 수집된 데이터를 통합한 실제 객체의 시뮬레이션입니다. 이러한 물리적 객체의 디지털 트윈 시뮬레이션은 설계, 제조 및 운영 중인 새로운 제품을 대표하는 데 사용될 수 있습니다.

이것이 이해하기 어려워 보인다면, 디지털 트윈을 실제 객체와 나란히 존재하며 가상 환경에서 작동하는 가상 객체로 생각하십시오. 디지털 트윈을 생성하기 위해 사용할 수 있는 설계 데이터가 더 많을수록 디지털 트윈은 더 정확해질 것입니다. 제품과 트윈 간의 데이터 교환은 다른 방향으로도 흐르며, 이를 통해 제조 디지털 트윈을 사용하여 디자인을 완성하거나 생산 전에 제조를 시뮬레이션할 수 있습니다.

IPC-2551 디지털 트윈의 제품, 제조 및 생명 주기

IPC-2551 디지털 트윈은 세 가지 다른 수준에서 정의됩니다:

• 제품 정의: 디지털 트윈은 단일 제품 설계 인스턴스 또는 밀접하게 관련된 제품 변형 제품을 대표하며, 구성 요소, ECO 이력, 환경 데이터, 전기 데이터 등을 포함합니다.
• 제조 정보: 대규모로 설계를 제조하는 데 필요한 프로세스와 데이터는 디지털 트윈에 인코딩되며, 표준 팹/조립 문서부터 특정 처리 단계에 이르기까지 모든 것을 포함합니다.
• 수명주기 정보: 제품의 생산부터 재활용에 이르는 수명주기는 디지털 트윈에 인코딩될 수 있으며, 포장, 배송 및 최종 사용 애플리케이션과 같은 세부 정보를 포함합니다.

PCB 디자이너에게 이는 설계 의도, 제조 요구 사항 및 기타 공급망 데이터를 제조업체와 새로운 방식으로 소통할 수 있음을 의미하지만, 대량 표준화에 의해 제공되는 추가적인 이점이 있습니다. 전자 디지털 트윈에 대한 두 가지 전형적인 사용 사례는 다음과 같습니다:

• 전기적, 기계적 및 기타 모든 행동을 포괄하는 설계 탐색
• 제조업체의 생산 자산 및 프로세스의 디지털 트윈을 사용한 처리 및 수율 시뮬레이션

이러한 광범위한 사용 사례는 IPC의 다른 보편적 데이터 교환 표준에 의존합니다.

더 큰 표준 생태계의 일부

일부는 IPC가 제조업체 품질 보증 및 설계 신뢰성을 보장하는 역사적인 핵심 영역에서 벗어나고 있다고 말할 수 있지만, 새로운 IPC-2551 표준은 전자 가치 사슬의 다양한 부분 간 통합이라는 현재 추세를 따르고 있습니다. 이는 이미 전자 산업 외부에서 일어나고 있습니다. 또한 산업 내 다양한 참여자 간의 데이터 교환과 관련하여 전망을 제시합니다. 마지막으로, 각각 전자 산업의 다른 부문에 영향을 미치는 최근의 데이터 교환 표준을 기반으로 합니다.

새로운 IPC-2551 표준의 기반이 되는 다른 세 가지 관련 IPC 표준은 아래 표에 나와 있습니다. 이 표준들을 함께 살펴보기 시작하면, 이러한 데이터 교환 프레임워크 간의 통합 기회를 볼 수 있습니다.

결국, 새로운 IPC-2551은 여러 출처의 수천 개 애플리케이션이 함께 작동할 수 있는 상호 운용 가능한 프레임워크를 정의하여, CAD 도구와 제조업체가 공장 바닥에서조차 가상 프로토타이핑을 구현할 수 있는 기회를 제공합니다. 이는 중요한 설계 데이터, 생산 데이터 및 공급망 데이터를 포착하여 제품의 디지털 트윈을 생성하기 위해 위에 나열된 표준에 의존합니다.

Altium과 같은 혁신적인 EDA 소프트웨어 공급업체는 전자 설계자를 위한 설계 도구, 아키텍처 및 제조 지원을 제공함으로써 디지털 트윈 주변의 생태계를 만드는 데 도움을 줄 것입니다. IPC-2551 표준에 대한 더 많은 명확성이 생기고 상용화된 솔루션이 나타나기 시작함에 따라, 이러한 솔루션이 Altium Designer® 및 Altium 365® 플랫폼에서 구현되는 것을 볼 수 있을 것으로 기대됩니다.