디지털 트윈을 활용한 원심펌프 데이터 플랫폼 구축 연구 = A Study on Developing a Centrifugal Pump Data Platform Using a Digital Twin

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 원심펌프의 상태감시 데이터 확보 한계를 보완하기 위해 CFD 기반 디지털 트윈과 가상 센서를 적용하고, 생성 데이터의 신뢰성을 실측 진동 데이터와 비교하여 정량 검증하였다. 대상 펌프에서 실측 진동 데이터를 수집하고, 동일 운전 조건을 반영한 CFD 비정상 해석으로 가상 진동 데이터를 생성하였다. 정합성 평가는 PSD 기반 코사인 유사도와 NRMSE로 수행하였으며, 특징 주파수(BPF) 대역을 고려한 가중 유사도 평가를 추가하였다. 분석 결과, 가상 데이터는 실측 데이터의 주요 스펙트럼 특성과 특징 성분을 재현하였고, BPF 가중 평가에서 정합성이 향상되었다. 본 연구는 산업 현장 적용을 위한 디지털 트윈 기반 데이터 획득·검증 절차를 제시하여, 원심펌프 상태감시 및 CBM+ 활용 가능성을 제시한다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 제 2 장 이론적 배경 3
• 2.1 원심펌프 공정 및 설비 3
• 2.2 Condition Based Maintenance Plus 6
• 2.3 Digital Twin 9
• 제 3 장 디지털 트윈 구축 11
• 3.1 실험 환경 구성 11
• 3.2 실측 데이터 수집 13
• 3.3 CFD 기반 디지털 트윈 구축 15
• 3.4 가상 센서 설정 및 데이터 수집 19
• 제 4 장 데이터 신뢰성 검증 및 유사도 향상 21
• 4.1 주파수 영역 유사도 비교 21
• 4.2 진폭 영역 유사도 비교 22
• 4.3 데이터 유사도 향상 24
• 제 5 장 결 론 27
• [참고문헌] 29