현실과 가상의 연결점 디지털 트윈
현실과 가상의 연결점 디지털 트윈
  • 경남일보
  • 승인 2019.08.21 15:19
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윤근수(한국폴리텍대학 항공캠퍼스 항공전기제어과 조교수)
조교수 윤근수
최근 기술 고도화 및 4차 산업혁명과 같은 단어를 연상함에 있어 스마트, 자율 등과 연관할 수 있다. 이러한 단어들은 공통적으로 효율성 및 편리성 향상을 목적으로 하는 스마트팩토리, 스마트폰, 자율주행 등이 있다. 실제 운용에 있어 발생되는 다양한 상황을 모든 구성요소(기구, 부품, 장비)에 대하여 예측한다면 획기적으로 효율성 및 편리성에 대하여 향상 가능하지만 현실에서 실제 운용하여 정보를 수집하기에는 시간적, 비용적 애로사항이 있기 때문에 가상의 환경을 구축하여 운용하는 관련 기술로 디지털 트윈이 있다.

디지털 트윈(Digital Twin)은 미국 제너럴 일렉트릭사(General Electric Company)가 언급한 용어로써, 컴퓨터 가상에 현실과 동일시되는 객체를 만들어 임의의 상황에 대한 시뮬레이션을 통해 향후 발생할 결과를 예측하는 기술이다. 이는 과거 2000년대 초반 컴퓨터 기술이 발달함에 따라 항공우주분야의 연구 및 개발을 수행함에 있어 유사하게 활용된 사례가 있으며, 가상 시뮬레이션을 적극 활용하여 운항 및 우주탐사에서 발생 가능한 경우를 예측함으로써 비용 절감의 효과를 제고하였다.

기존의 경우 일반적으로 제조분야에 한정하여 디지털 트윈을 적용하였다면 최근 도시, 물류, 교통, 에너지 등에서 광범위하게 활발히 적용되는 추세이다. 이러한 경향은 디지털 트윈에 대한 개념이 출연하면서 이루어지는 것이 아니라 사물 인터넷(IoT), 5G 통신, 증강 분석, 분산 시스템 등의 다양한 과학 기술이 고도화 됨에 따라 발생된다. 실제로 과거 항공우주분야 연구 및 개발에 활용된 사례는 단순한 가상 시뮬레이션을 통한 예측이었다면, 현재는 항공기 엔진에 센서를 탑재하여 엔진 상태를 모니터링 한다. 모의 운용을 통해 수집되는 데이터들을 분석하여 문제의 원인을 추리 · 해결로 에너지 절감방안, 운용 수명 연장 부분에서 개선함으로써 연료 효율과 설비 가동시간 효율의 1% 증가는 약 5~8조원의 비용절감 효과를 야기할 수 있다. 이러한 사례는 시뮬레이션이라는 단일 기술에서 벗어나 기술간의 융합으로 적용되었으며 사물 인터넷 기술의 고도화에 따라서 활용되었다.

또한 기업을 위해 운용되던 디지털 트윈을 떠나 국가에 대해서도 운용될 수 있는 “가상 싱가포르 프로젝트(Virtual Singapore Project)”라는 사례가 있다. 이는 인구밀도가 상위권에 속하는 싱가포르의 과밀화된 인구밀도에서 발생되는 문제를 해결하기 위해 실행된 스마트 국가 구축 프로젝트이며, 실제 싱가포르에 배치된 도로, 건물, 공원, 가로수 등 모든 시설물에 대한 디지털 트윈을 적용하여 배치 변경에 따른 변화 분석으로 대기질 향상, 주거 시설에 대한 일조권 확보, 재난 대피 서비스 제공 등 국가적으로 국민들의 생활권을 향상 하는 데 이바지하였다. 그리고 개인의 생활에 있어서 획득되는 다양한 데이터의 가상 분석을 통해 맞춤형 제품을 제작하고 서비스를 제공함으로써 각 세대와 개인의 삶의 질 향상에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

이처럼 디지털 트윈은 기업, 국가, 국민 등 다양한 범주로 적용될 수 있는 미래 핵심 기술로써 단일 분야를 벗어나 에너지, 교통, 도시, 제조 등 광범위하게 적용이 가능한 기술이다. 향후 기존에 개발되어 있는 기술의 추가적인 고도화 작업을 수행함에 있어서도 필수적으로 적용될 수 있으므로 세계 기술 및 시장 동향을 분석하여 관련 기술에 대한 발전이 필요하다.


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