메뉴 건너띄기
상단메뉴 바로가기 본문 바로가기

Login Join

S W N E W S

[서포터즈 취재일기] 디지털 트윈, 현실과 연결되는 가상세계

  • 2019-12-27 15:17
  • |
  • SW마에스트로
[서포터즈 취재일기] 디지털 트윈, 현실과 연결되는 가상세계


안녕하세요. SW 마에스트로 서포터즈 제3기 유새연, 최숙입니다. 혹시
디지털 트윈이라는 말 들어 보신 적 있으신 가요? 제조업계에 종사하시는 분이거나 ICT 트렌드에 관심 있는 분이라면 한 번쯤은 들어 보셨을 수도 있었을 텐데요.

작년에 미래 유망 10대 기술 중 하나로 선정되었을 정도로 전 세계 산업에 영향을 미치고 있습니다.그렇다면 지금부터 이 ‘디지털 트윈’이 무엇인지 함께 알아볼까요?

디지털 트윈이란?

현실 속에 있는 물리적인 사물이나 특정 시스템을 바탕으로 한 소프트웨어 모델을 의미합니다. 이러한 데이터들은 조도 및 습도 등 다양한 센서들을 통해 수집됩니다. 실제처럼 생생하게 구현되기도 하는데, 외부에서 들어오는 다양한 정보들이 들어올 때마다 값이 변경되어 보강되기에 디지털 트윈은 동적 소프트웨어 모델로 구성됩니다. 제조 산업계에서는 ‘신개념 생장(生長) 형 공정’이라고 부르기도 합니다.

 

디지털 트윈과 시뮬레이션 관계

시뮬레이션은 물리적 또는 추상적인 시스템을 모델로 표현하고, 그 모델을 사용해서 실험을 하는 일입니다. 그렇다면 시뮬레이션과 디지털 트윈은 어떤 관계일까요? 디지털 트윈은 현실과 더 유사하게 소프트웨어 모델을 만들기 위해서 시뮬레이션을 이용합니다.

디지털 트윈 환경에서 시뮬레이션으로 AI를 학습시키면서 최적화 방안을 도출하기 때문입니다. 단순히 가상환경만을 제공한 기존의 영역을 더욱 확장해 디지털 트윈이 최적의 결과물을 제공할 수 있게끔 해줍니다. 즉, 디지털 트윈은 시뮬레이션을 바탕으로 이뤄지는 셈입니다.

 

디지털 트윈의 원리

디지털 트윈을 가능하게 하는 것은 바로 ‘데이터’입니다. 현실에 존재하는 여러 가지 센싱 정보들을 실시간으로 취합하여 데이터 형식으로 컴퓨터에 전달하면 컴퓨터는 수집한 데이터와 똑같은 가상의 세계를 만들게 됩니다. 이 가상의 세계에서는 수집한 데이터를 종합해 분석하고, 현실의 문제를 해결할 수 있는 모델을 만듭니다. 이렇게 만든 모델을 테스트해본 뒤 실제 세계에 적용하게 되는 것입니다.


디지털 트윈은 어떠한 새로운 기술이 아니라 응용 서비스라는 관점으로 보아야 하는데 디지털 트윈을 구성하는 기술요소는 어떻게 디지털 트윈을 구성하느냐에 따라서 달라지게 됩니다. 기술을 종합해서 사용성이 높은 서비스로 만드는 것이 바로 디지털 트윈의 핵심입니다.

디지털 트윈을 가능하게 하는 핵심 기술들

① 3D 스캔

디지털 트윈을 구현하기 위해서 기본적으로 3D 스캔을 통해 각 단위별로 취합한 사물의 데이터를 조합합니다. 하나의 디지털 이미지를 생성하여 눈으로 볼 수 있도록 시각화해야 합니다. 이렇게 생성된 이미지는 사물의 구성 내용·재료·성분 등을 포함한 온전한 사물의 디지털 이미지로 완성됩니다



② VR / AR 기술

디지털 이미지가 만들어졌다면 디지털 이미지를 구동 시킬 장비가 필요한데요. 일반 컴퓨터를 통해서도 확인이 가능하지만 VR/AR 기술을 활용하면 제품의 정보를 가상환경에서 확인할 수 있기 때문에 시공간의 제약 없이 사물의 정보를 더욱 더 생생하게 확인할 수 있습니다.

③ 빅데이터 분석

디지털 트윈을 가능하게 하는 핵심 기술 중 가장 중요하다고 할 수 있는 기술 중 하나는 바로 ‘빅데이터’입니다. 빅데이터 분석 과정을 거쳐야 비로소 예측정보로 활용할 수 있게 됩니다. 데이터 분석은 다양한 환경·조건 등의 형태를 띠며 축적이 되고, 각각의 데이터를 분석하여 디지털 트윈의 개별 분석 데이터를 생성하게 됩니다. 이것을 통해서 개별 제품의 상황을 파악할 수 있게 되고 디지털 트윈은 그 분석 데이터로 가상의 시뮬레이션 결과를 도출하게 됩니다.

디지털 트윈 활용 사례

디지털 트윈은 항공·우주·국방 산업에서 시작하여 제조 영역으로 점차 확장했습니다. 현대 사회에는 제조·교통·에너지 등 다양한 분야에 널리 쓰이고 있습니다. 대표적으로 디지털 트윈은 제조 분야의 혁신을 촉진시켰습니다. 공장 내에서 생산되는 모든 데이터를 수집하여 실시간으로 알려주는 스마트 팩토리는 디지털 트윈 개념에 기반을 두는데요. 스마트 팩토리단지 정보만 수집하는 것이 아니라 제조 공정 전반에 배치된 센서를 통해 수집된 공장 데이터는 그대로 디지털 플랫폼에 구현됩니다. 이렇게 구현된 또 하나의 가상 공장은 제품의 품질 경향을 예측하고 결함이 어디에서 발생할지 예측하는 등 제조공정의 프로세스를 최적화하는 다양한 실험 모델을 시험해 볼 수 있게 합니다.



기술이 발전함에 따라 디지털 트윈은 공장 같은 제한된 장소를 넘어서고 있습니다. 도시의 교통, 상하수도, 에너지 등 생활 관련 정보를 수집하고 모니터링하는 이른바 ‘스마트 시티’에서도 디지털 트윈을 통해 가상 도시를 만들어 도시 계획 및 운영을 효율화할 수 있습니다.

스마트 시티의 사례로 ‘버추얼 싱가포르(Virtual Singapore)’를 들 수 있는데요. 싱가포르에서는 정부 주도로 도시 전체를 가상화하여 3D로 구현하는 디지털 트윈 플랫폼을 구현했습니다.

이 플랫폼에서는 전기, 교통 등 사회 필수 인프라뿐만 아니라 기상정보, 인구 통계, 시설물 등 도시에서 발생하는 거의 모든 데이터를 수집해 분석하고 다양한 예측 시뮬레이션을 진행합니다. 여기에서 얻은 결과를 통해 도시에 관한 정책을 시행 및 운영을 진행한다고 합니다.

이러한 사례들 외에도 만약 실제 존재하는 모든 것들이 정보화만 가능하다면 어느 것들이라도 디지털 트윈 생성과 활용이 가능하므로 디지털 트윈의 활용 범위는 무한하다고 할 수 있습니다.


지금까지 디지털 트윈은 무엇이며, 어떠한 원리로 기술이 구현되는지, 그리고 디지털 트윈의 활용 사례에는 어떤 것들이 있는지 대략적으로 살펴보았습니다. 디지털 트윈은 가상과 현실의 경계가 점점 모호해지고 그 둘의 영역이 서로 영향을 주고받는 오늘날에 적합한 기술일 것이라고 생각하는데요. 나날이 발전하고 있는 응용기술인 디지털 트윈에 더욱더 관심을 가져 보는 것은 어떨까요?