디지털 트윈(Digital Twin) 통해 가상세계에서 공장을 세운다

디지털 트윈을 통한 사전 제품 성능 검증, 최적 생산, 생산성 향상
마켓앤마켓츠, 디지털 트윈 관련 글로벌 시장 연평균 57.6%씩 성장 예상… 2026년 54조 2천억 원 규모 예상

디지털 트윈은 가상세계(Digital)에 현실 세계의 복제물(Twin)을 만들고 실시간 동기화 및 시뮬레이션을 통해 현실세계의 의사결정에 활용하는 기술이다. 

디지털 트윈은 가상세계에 현실 세계의 제품, 생산시설, 시스템 등을 복제해 만들고 시뮬레이션을 통해 의사결정에 활용하는 기술이다. (출처: 네이버 블로그 ‘라이브온미’)

현실세계의 제품, 생산시설, 시스템 등을 가상세계에 쌍둥이로 만든다. 그리고 시뮬레이션 함으로써 현실세계의 문제점을 예측하거나 발견해 실제 의사결정에 활용한다. 사전에 제품의 성능을 검증할 수 있다.

기업은 디지털 트윈 기술을 통해 제품과 생산 공정을 빠르게 조정할 수 있다.  그리고 디지털 트윈 기술을 통해 생산성 향상과 비용 절감 효과 또한 기대할 수 있다. 

디지털 트윈은 현재 제조업, 에너지, 건설, 물류, 메디컬 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 

안전하면서도 통제가 가능한 클라우드 환경에 대한 니즈가 있다. 디지털 혁신을 가속화시키고, 모바일 친화적이며, 유연하고 생산적인 데이터와 어플리케이션에 대한 접근 을 필요로 한다. 프레딕스 클라우드는 산업용 앱 경제를 열고, 개발자 커뮤니티의 혁신을 촉진할 것으로 기대된다. (출처: GE리포트 코리아)

디지털 트윈을 적용한 해외 사례로는 미국 제조업체 제너럴 일렉트릭(GE)의 프레딕스(Predix)가 있다. 제너럴 일렉트릭의 디지털 쌍둥이 공장 ‘프레딕스’는 클라우드 기반의 개방형 소프트웨어 플랫폼이다. 

프레딕스는 실시간 빅데이터를 수집하고 분석해서 기계설비에 필요한 원격조치를 취한다. 이를 통해 설비 수명을 연장하고 생산 운영의 정확도를 향상할 수 있다.  

산업인터넷 성공의 핵심이 되는 것은 바로 파트너들 간의 협력 생태계이다. 프레딕스클라우드는 개발자들에게는 새로운 차원의 정보를 제공하고, 기업에게는 자산 성과 관리(APM) 역량 제고와 혁신의 기회를 제공한다. (출처: GE리포트 코리아)

디지털 트윈의 국내 사례로는 종합 에너지기업 GS칼텍스와 포스코 건설이 있다.

GS칼텍스는 사이버 공간에 전라남도 여수 공장을 복제했다. 3D 공간에서 생산 공정을 실시간으로 모니터링해 공장 운영의 효율성을 높이고 있다. 

GS칼텍스는 사이버 공간에 전라남도 여수 공장을 복제했다.

포스코건설은 디지털 트윈 기반의 스마트 팩토리를 구현해 시공 통합 시스템을 구축했다. 공정 최적화 및 안전강화를 위한 디지털 시뮬레이션을 구현한 것이다. 

정부에서도 디지털 트윈을 활용하고 있다.

한국판 뉴딜 종합계획 10대 대표과제 중 디지털 트윈이 포함되어 있다. (출처: 유튜브 매테나)

디지털 트윈은 한국판 뉴딜 종합계획의 10대 대표과제 중 하나이다. 정부는 디지털 트윈을 고해상도 영상지도 작성 및 정밀도로지도 구축, 항만시설 모니터링 디지털 플랫폼 구축, 스마트시티 국가시범도시 구축 등에 활용할 계획이다. 

글로벌 시장 조사기관 마켓앤마켓츠의 2020년 자료에 따르면, 디지털 트윈 관련 글로벌 시장 규모는 약 3조 5천억 원에달한다. 향후 연평균 57.6%씩 성장하여, 2026년에는 54조 2천억 원이 될 것으로 예상된다. 

중소기업 같은 경우 국내 기술이 매우 취약한 상황이므로 개발을 위한 로드맵 수립이 필요하다. 중소기업마다 당면한 과제부터 해결이 가능한 CPPS의 점진적인 도움이 필요하다.

국내외 기술제휴와 협력을 통해 디지털  트윈 운용환경 구축을 위한 기반이 필요하다. 현재 국내에서는 대기업 플랜트 운영사를 중심으로 디지털 트윈 기술 운용의 타당성을 검토 중에 있다. 

여러 산업 분야에 실증 사업을 확대해 경험, 사례를 공유하여 기술이 계속해서 발전할 수 있도록 선순환을 유도하는 정책이 필요하다.

*CPPS(Cyber-Physical Production Systems): 사이버 물리 생산 시스템

 

글/ 박한결 학생기자