디지털 트윈(Digital Twin) 정리

디지털 트윈(Digital Twin) 정리

2021. 4. 12. 08:13ㆍ캐리의 데이터 세상/데이터 정보

디지털 트윈, 메타 버스, 디지털 트랜스포매이션 등 코로나 상황 이후 더 자주 등장하고 있는 용어들 중에 디지털 트윈(Digital Twin)에 대해서 정리해 봤습니다. 기사나 각종 보고서들은 검색을 통해서 쉽게 찾을 수 있는데요, 최근 기술 동향이나 개념에 대해 정리해 놓은 한국전자통신연구원(ETRI)의 보고서를 주로 인용했습니다.

1. 디지털 트윈이란?

디지털 트윈(digital twin)은 미국 제너럴 일렉트릭(GE)이 주창한 개념으로, 컴퓨터에 현실 속 사물의 쌍둥이를 만들고, 현실에서 발생할 수 있는 상황을 컴퓨터로 시뮬레이션함으로써 결과를 미리 예측하는 기술이다 디지털 트윈은 제조업뿐 아니라 다양한 산업·사회 문제를 해결할 수 있는 기술로 주목 받는다. 그리고 기본적으로는 다양한 물리적 시스템의 구조, 맥락, 작동을 나타내는 데이터와 정보의 조합으로, 과거와 현재의 운용 상태를 이해하고 미래를 예측할 수 있는 인터페이스라고 할 수 있다. 물리적 세계를 최적화하기 위해 사용될 수 있는 강력한 디지털 객체로서, 운용 성능과 사업 프로세스를 대폭 개선할 수 있다 (출처 : 위키피디아)

디지털 트윈의 개념은 2003년에 미시간 대학교 의 경영 수업에서 최초로 언급, NASA 는 2012년에 비행 물체 제조에 디지털 트윈이 미칠 영향을 연구하였고, 2015년에는 기술전략 로드맵에 디지털 트윈을 포함해 활용할 것임을 밝혔다. 2016년에 GE(General Electric)는 기계에서 발생하는 대규모 데이터를 분석, 수집하고 사물인터넷으로 연결해 디지털 트윈을 구현해 주는 플랫폼인 Predix를 공개하였다. 이어서 2017년부터 가트너의 10대 전략기술에 디지털 트윈이 선정되며 본격적으로 주목을 받기 시작. (출처 : 스마트 도시 실현을 위한 디지털 트윈 기술 동향 | ETRI)

2. 디지털 트윈 적용 분야

디지털 트윈은 모델링과 시뮬레이션이 동시에 이뤄지는 기술로 정의한다면, 적용할 수 있는 분야는 무궁무진.

제조 분야 : 제품 설계에서부터 플랜트 운영 감시, 작업량 및 로드 예측, 생산 손실 예측, 고장 진단 및 예측 등
의료 분야 : IoT 플랫폼의 데이터를 활용한 개인화된 의료 서비스 제공과 효율적인 환자 모니터링이 가능해짐
스마트시티 : 규모가 크고 검증코자 하는 내용에 대한 결과가 나오기까지 시간이 오래 걸리기 때문에, 디지털 트윈으로 빠르게 사전 검증을 수행해 교통, 에너지, 환경 등에 관련한 새로운 정책을 수립할 수 있게 함.

자료 출처 : 정보통신신문 기사

일반적으로 디지털 트윈(Digital Twin)은 물리적 자산, 시스템 또는 프로세스를 소프트웨어로 표현하는 것을 의미하며, 실시간 분석을 통해 대상을 감지, 예방, 예측 및 최적화하여 비즈니스 가치를 제공하는 역할을 수행. 디지털 트윈(Digital Twin) 소프트웨어는 산업 기업이 규제, 시장 변화 및 기술 동향 등 외부 영향이 커지는 더 까다로운 환경에 적응할 수 있도록 지원한다.

자산 디지털 트윈 (Asset Digital Twin) - 발전, 오일&가스 산업을 위한 예지보전 전략의 핵심
네트워크 디지털 트윈 (Network Digital Twin) - 전력망 운영자가 세부 사항을 놓치지 않고 큰 그림을 볼 수 있도록 지원
프로세스 디지털 트윈 (Process Digital Twin) - 제조업체를위한 골든 배치(Golden Batch)

자료 출처 : GE 리포트 코리아

3. 디지털 트윈 구현 필요 요소

디지털 트윈 플랫폼은 구현 정도에 따라 다음과 같이 3가지 레벨로 나누어 볼 수 있다.

레벨 1 : 현실 객체의 기본적 속성을 반영한 디지털 객체 - 3차원 시각화만 하거나 속성을 변경하여 사전 시뮬레이션만 가능단계
레벨 2 : 실세계와 연결되어 모니터링 및 제어 가능한 수준 - 실시간 센싱 데이터를 받으며 1:1 매칭되고, 모니터링 되는 단계
레벨 3 : 인공지능 등을 적용해 고급 분석과 시뮬레이션이 가능한 수준. -예측 및 분석하면서 시뮬레이션하고 실제 사물의 제어까지 가능한 단계

디지털 트윈의 구현에 필요한 요소들을 각각 기술과 소프트웨어 측면으로 나누어보면

출처 : 스마트 도시 실현을 위한 디지털 트윈 기술 동향 | ETRI

4. 디지털 트윈 시장 전망

시장조사기관인 MarketsandMarkets에 따르면 글로벌 디지털 트윈 시장 사이즈가 2020년 31억 달러, 2026년에는 482억 달러에 이를 것이라고 전망. APAC 지역의 경우 COVID-19 이후 제조업이 디지털 트윈 적용의 얼리 어답터일 것.

Sources : MarketsandMarkets

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