현실과의 쌍둥이 가상세계, 디지털 트윈(Digital Twin)

디지털 트윈(Digital Twin)은 미국의 GE(General Electric)가 2014년에 처음으로 제안한 용어로 2018년 가트너가 선정한 트렌드 기술 10에 포함할 정도로 중요하며 이 기술은 컴퓨터에 현실을 녹이는 것을 말한다. 대표적으로 구글 어스(Google Earth) 그리고 약간 벗어날 순 있지만 도시를 게임에 옮긴 GTA, 최근에는 도시를 똑같이 컴퓨터로 옮기는 작업등이 디지털 트윈이라 할 수 있다.

 

원래 디지털 트윈은 공장의 생산성 개선을 위해 나온 것으로 제품을 컴퓨터에 그대로 녹여낸다면 공장 관리자는 실시간으로 어느 곳이 문제가 있는지 쉽게 파악할 수 있다는 개념이다.

 

디지털트윈(Digital Twin)의 개요

디지털 트윈의 개념(정의)

- 물리적(Physical) 세계와 동일한 디지털(Digital) 쌍둥이를 만드는 가상세계

- 실제 장비나 공간을 가상 세계에 쌍둥이처럼 똑같이 구현하는 기술

 

분야별 진행사항(적용 사례)

- 제조분야 : 생산성 개선을 위해 제품을 가상세계화 한 후 시뮬레이션하여 장애 감지

- 국가 및 도시 분야 : 전국을 3D 통합지도를 만들어 상하수도 및 국도의 문제점 등을 파악 (ex: virtual singapore)

- 에너지 분야 : 시뮬레이션을 통해 최적의 전력을 생산해 낼 수 있는 위치를 찾는 데 활용

 

싱가포르의 Virtual Singapore

싱가포르의 버추얼 싱가포르(Virtual Singapore) 프로젝트는 지속가능한 도시 모델을 만들기 위해 빅데이터, IoT, 머신러닝, AI를 활용하여 예측 분석이 가능하고 모든 것을 실시간으로 추적할 수 있다. 도시내 모든 건물이 3차원으로 모델링되어 건물에서 받는 태양 일사량 분석을 통해 태양광의 발전량도 정확하게 시뮬레이션이 가능하다.

 

제조공정에서의 디지털 트윈 모델

제조공정에서의 디지털 트윈 모델

※ 디지털 트윈은 제조 공정 뿐만 아니라 도시재생 등 다양한 방면에서 사용되기 때문에 명확한 개념도, 구성도 등이 존재할 수 없음

 

 

디지털 트윈의 장단점

단점, 복잡성과 비용

- 초기 기술이기에 구현하고 운영하는데 상당한 비용이 들어가며 필요 이상의 복잡성, 대량의 정보 보안 등의 문제점 존재

 

장점, 품질향상 및 비용 절감

- 아이러니하게도 장점 역시 비용이다. 기술 자체를 구현하는데에는 많은 비용이 들지만 일단 한번 구축한 이후에는 제품의 품질 향상, 개발 비용 절감과 단축, 운영 비용 절감, 매출 증대과 같은 Benefit을 얻게 된다.

 

초기 비용이 비싸기 때문에 디지털 트윈에 대해서 충분한 심사숙고가 필요하며 일단 잘 만들어진 디지털 트윈은 모든 솔루션이 그러하겠지만, 충분히 비용을 뽑을 정도의 이득을 주게 된다.

 

디지털 트윈의 필요기술

3D 모델링 구축/갱신

- 3D 컨텐츠 제작, 정밀도 제고 기술, 기존 데이터 통합 기술, 자동 인식 및 인공지능 기술, 실시간 갱신기술

 

분석

- 3차원 환경에 적합한 분석 기술, 알고리즘 중심 분석 기술, 빅데이터 분석 및 AI 활용 등의 선도적 기술

 

가시화/운용

- 다양한 기기에 적용이 가능한 기술, AR/VR 기술, 게임의 빠른 영상처리기술과 같은 데이터의 압축/검색/운용 기술

 

연결

- 데이터와 가상객체의 연결 기술, Geo-IoT 관련 기술, 유관 분야 데이터와 연계/융합기술

 

운용

- 공간 데이터에 대한 암호화 기술, 데이터 보안 및 사이버 보안 기술

 

 

 

참고자료

포스코 경영연구원 - 디지털 트윈 어떻게 전개될 것인가?
LG CNS - 싱가포르가 전 국토를 가상현실로 만드는 이유는?
국토연구원 - 4차 산업혁명을 견인하는 '디지털 트윈 공간(DTS)' 구축 전략