한국판 뉴딜의 10대 대표과제 중 하나로 선정된 디지털 트윈! 아닛, 이건 또 뭐지? 잠시 한눈판 사이 나온 새로운 개념들 때문에 많이 어지러우시죠. 그래서 이지C가 그린슈머들을 위해 디지털 트윈 6문6답을 준비했습니다. 그저 눈으로 쑥 훑고 빠르게 이해하시면 됩니다.

오늘도 스크롤 내릴 준비되셨죠? 집중력 반짝하시고요! 겟 셋 레디-고!

 

1. 디지털 트윈은 무엇이야? 👨🏻‍🤝‍👨🏽

영화 ‘아이언맨’에는 주인공 토니 스타크가 3D 홀로그램으로 슈트의 문제점을 미리 발견하는 장면이 나오는데요. 각각의 부품을 3D로 구현해 자신에게 맞는 최적의 슈트를 만들죠. 이 영화 속 한 장면은 디지털 트윈(Digital Twin)을 잘 보여준 예인데요.

디지털 트윈은 컴퓨터에 현실 속 세계를 똑같이 구현하고, 가상 시뮬레이션을 통해 변화를 예측하고 문제에 대응하자는 개념이에요. 단순히 데이터를 디지털화한 정적인 모델과 달리 실시간으로 모니터링과 피드백을 할 수 있단 점이 가장 큰 특징이자 차별점.

즉, 현실 세계를 디지털로 똑같이 구현해 실시간으로 소통하는 창!

 

2. 관련 역사를 짧고 굵게 설명하면요! 👨‍🔬

  • 이 용어가 처음 나온 건 🙄: 1997년 미국 ‘도시계획과 고속도로 설계를 위한 디지털 3D 모델 활용’이란 연구에서 처음 등장.
  • 이 용어가 개념으로 자리 잡은 건 🙄: 2002년 미국 미시건 대학의 마이클 그리브스 교수가 제품생애주기의 기본개념 모델로 제시했다고. 제품의 설계-생산-유통 과정에서 디지털 트윈을 활용하기 위해 개념을 구체화.
  • 이 용어가 떠오른 것은 🙄: 2010년 미국 항공우주국(NASA)이 제시한 로드맵에 차세대 우주비행체와 전투기의 효율적 유지 및 보수를 위해 디지털 트윈을 도입하며 주목! 여기에 시장조사기관 가트너(Gartner)가 2017년부터 3년 연속 10대 유망기술에 디지털트윈을 선정하면서, 지구촌이 집중!

 

© 디지털 트윈으로 구현한 뉴질랜드 웰링턴 시내_Build Media, 홈페이지 갈무리

3. 어떤 분야에서 활용할 수 있는데? 🌁

다양한 분야에 활용될 수 있어요! 제조업, 우주·항공, 자동차, 건물, 의료, 환경 등에 이미 적용이 되고 있단 사실! 민간에서는 2014년 미국 제너럴 일레트릭(GE)이란 기업이 디지털 트윈을 선구적으로 도입했는데요. 생산 시설을 가상으로 구축해, 생산 공정과 제품 관리를 도왔다고. 이후 3D 디자인 소프트웨어 전문업체인 다쏘시스템(Dassault), 독일 지멘스(Simens) 등 다른 기업들도 속속 뛰어들었다고. 최근에는 국토와 도시 분야에 디지털 트윈을 적용하는 시도가 늘고 있다고 합니다.

 

+ 잠깐! 디지털 트윈은 카멜레온과 똑같아요! 🦎
디지털 트윈은 분야나 산업에 따라 조금씩 다른 모습을 보이는데요. 이에 따라 사용 목적도 조금씩 다르다고.

 

4. 어디에 좋길래 다들 도입하는 거야? ✨

가상 세계에 구현한 복제품을 통해 감지·분석·예측 등의 활동을 실시간으로 할 수 있단 것! 디지털 트윈의 장점인데요. 이를 통해 생산성 개선부터 다양한 사회문제까지 해결할 것으로 기대된다고. 디지털 트윈 도입에 가장 적극적인 분야 3곳이 얻을 수 있는 각각의 장점을 논한다면.

  • 제조 분야👨‍🏭: 설비의 이상 징후를 사전에 감시해, 고장 전에 미리 정비가 가능해요. 생산 공정에 투입되는 에너지 흐름도 분석이 가능한데요. 낭비되는 에너지를 막아서 효율을 극대화할 수 있다고. 실제로 항공∙발전 분야에서 디지털 트윈을 도입하면, 연료 효율 1% 증가는 연간 6조~8조 원의 비용 절감으로 이어질 수 있다고 합니다.
  • 에너지 분야 ⚡: 디지털 발전소를 통해 전력 생산을 최적화하고 이상 징후를 사전에 파악해 유지 보수 효율을 극대화할 수 있다고. 여기에 전력 소비량을 예측해 에너지 소비 최적화도 가능! GE에 따르면, 전 세계 석탄 발전소에 디지털 트윈을 적용하면 연간 6만 7,000톤의 석탄 소비를 줄일 수 있고 이산화탄소 배출량도 3% 감소할 수 있다고.
  • 도시 분야 🏙️: 행정, 환경 등 도시 내 방대한 데이터를 결합해 도시의 전반적인 계획을 시각화로 구현할 수 있어요. 또 가상 속 도시에서 시설물 관리, 교통사고 예방, 재난 대응 등을 시뮬레이션으로 돌려 이를 정책에 반영할 수 있다고.

 

© 디지털 트윈을 도입한 GE_홈페이지 갈무리

5. 음…사례들을 좀 더 자세히 알고 싶어! ✈️

앞서 미국 제너럴 일레트릭(GE)이 디지털 트윈을 선구적으로 도입했다고 말했죠? GE는 항공, 오일·가스, 전력망, 제조 분야에 디지털 트윈을 구현했는데요. 컴퓨터가 스스로 학습하는 기계학습 및 고급분석 기술이 적용돼 방대한 산업 데이터가 실시간으로 모니터링 됐다고.

구체적으로 GE는 항공기 엔진에 다수 센서를 부착해 데이터를 실시간으로 수집했는데요. 이 데이터들이 디지털 트윈으로 구현돼, 엔지니어에게 엔진의 종합적인 상태를 데이터로 제공했다고 합니다. 이는 엔진 내구성 관리와 교체 시기 예측 및 정비에 활용됐다고 하는데요. 덕분에 항공기 정비 비용이 절감했고, 항공기 결항 감소로도 이어졌다고.

 

© Randy Zhang, UNSPLASH

에너지 분야를 이야기해볼까요? 나이아가라 폭포에는 미국 수력 발전소가 있는데요. 발전소 운영 주체인 뉴욕전력공사(NYPA)는 GE와 협력해 발전소 내 16개 터빈을 디지털 트윈으로 구현했다고 합니다. 터빈의 가속도, 진동, 열, 습도 등의 데이터가 실시간으로 반영된다고 하는데요. 항공기와 마찬가지로 엔지니어들이 다양한 시나리오를 시뮬레이션하고 여러 결과를 예측할 수 있었다고 합니다.

 

+ GE는 디지털 트윈을 크게 3개로 구분한다고 🤠

  • 자산 디지털 트윈: 발전, 오일·가스 산업 위한 자산성과관리 해결책 제공!
  • 네트워크 디지털 트윈: 복잡한 도시 전력망을 한 눈에 보여줌!
  • 프로세스 디지털 트윈: 제조업을 위한 프로세스와 최적의 배치 한 눈에 보여줌!

 

6. 계속 성장할 수밖에 없단 거네? 📈

맞아요! 글로벌 시장조사업체 마켓앤마켓이 발표한 보고서에 따르면, 디지털 트윈 시장 규모는 2020년 31억 달러에서 2026년 482억 달러로 성장할 전망인데요.

신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 대유행으로 인해 전 세계적 디지털 전환이 가속화된 것이 한몫했다고. 미국, 중국, 일본, 호주, 뉴질랜드, 독일 등 웬만한 국가들이 디지털 트윈을 미래유망기술로 보고 구현을 위해 여러 프로젝트와 관련 정책을 쏟아내는 중이라고 합니다.

 

+ 물론 여러 난관도 해결해야 함! 🔒
장점이 많은 만큼 여러 한계와 문제점을 갖고 있는데요. 먼저 수많은 센서와 네트워크가 구축돼 초기 비용이 많이 들어간다고. 여기에 무분별한 자료 수집으로 인한 개인정보 유출 우려 문제도 분명히 짚고 넘어가야 하는 상황이죠.


머리부터 발끝까지 알아본 디지털 트윈! 어떠셨어요?

매우 방대한 내용이었죠? 사실 우리가 사는 ‘도시’와 연관 지어서 이야기하면 내용이 더 길어지는 것. 그래서 이지C 다음주는 ‘디지털트윈 in 도시’로 돌아오겠습니다! 다음주에 만나요~ 이지C유쑨!!!