4차 산업혁명을 대표하는 키워드로 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 인공지능, 사이버물리시스템(CPS) 등을 꼽을 수 있습니다. 그런데 이와 같은 기술들을 응용해 다양한 산업현장에서 생산성과 경제성, 안전성 등을 향상시키고자 하는 니즈가 확산되고 있습니다.
이러한 니즈를 충족하기 위해 등장한 기술이 바로 ‘디지털 트윈(Digital Twin)’ 기술입니다. 오늘은 아직은 생소하지만, 디지털 시대에 꼭 필요한 키워드인 디지털 트윈에 대해 알아보도록 하겠습니다.
디지털 트윈의 #등장
‘디지털 트윈’이라는 개념은 2002년 미국 미시간 대학교 마이클 그리브스(Michael Grieves) 박사가 처음 제안하고, 2012년 미국 항공우주국(NASA)가 로드맵 보고서에서 디지털 트윈에 대해 언급했습니다.
그리고 2016년 미국 최대 IT 컨설팅 업체인 가트너(Gartner)는 2017 10대 전략기술로 ‘디지털 트윈’을 발표했는데요, 그 이전에는 디지털 트윈이라는 단어 자체조차 생소했습니다. 이후 미국, 독일, 영국 등에서 디지털 트윈 기술을 활용해 제조, 스마트 시티 등의 분야에 시도되기 시작했습니다.
디지털 트윈, #무슨 뜻일까?
디지털 트윈의 의미를 알기 위해 검색해 보니, “컴퓨터에 현실 속 사물의 쌍둥이를 만들고, 현실에서 발생할 수 있는 상황을 컴퓨터로 시뮬레이션함으로써 결과를 미리 예측하는 기술이다”고 합니다.
그런데 정보통신기획평가원에 따르면 다양한 기술이 융∙복합되는 디지털 트윈은 어떤 응용분야에서 어떤 용도로 활용되느냐에 따라 개념이 달라질 수 있다고 합니다. 가트너는 ‘디지털 트윈은 현실 세계의 엔티티 또는 시스템에 대한 디지털 표현’이라 하고, 딜로이트는 ‘사업 실적의 최적화에 도움을 주는 물리적 물체나 프로세스의 과거와 현재 활동이 기록된 진화하는 디지털 프로필’이라고 정의하고 있습니다.
디지털 트윈의 #응용분야
디지털 트윈은 제조, 전력, 의료, 항공, 자동차, 스마트 시티 등 다양한 산업분야에 활용될 수 있습니다. 제조의 경우 제품 설계부터 플랜트 운영 감시, 작업량 예측, 생산손실 예측, 고장 진단 및 예측이 가능하며, 항공 및 전력분야에서는 프로펠러, 터빈 등 기계의 고장진단 및 예측이 가능합니다.
자동차 산업에서 가상 모델을 통해 차량의 성능을 사전에 분석하여 고객에게 맞춤형 경험 제공이 가능하며, 스마트 시티에서는 교통, 에너지, 환경 등의 새로운 정책을 가상의 도시를 통해 사전검증할 수 있습니다.
디지털 트윈과 #화학기술 발전
화학분야에서도 디지털 트윈이 적극적으로 활용되고 있습니다. 기존 시뮬레이션과 실험실에서의 반복실험, 그리고 연구원이 공정의 데이터를 직접 분석하여 이를 통한 개선방안을 도출했다면, 가상 공정의 분석결과를 바탕으로 공정을 설계하고 개선 방향성 수립이 가능해졌습니다.
디지털 트윈 공정에서는 실제와 동일한 공정을 가상 공간에 복제해 운전조건에 따른 제품 생산성 변화 실험을 무한 반복하며 데이터를 쌓을 수 있고, 저장된 데이터는 AI 분석을 거쳐 최적화된 공정으로 도출됩니다. 디지털 트윈 공정은 생산 효율을 통한 원가 절감은 물론 제품 품질 향상에도 영향을 미치고 있습니다.
가상공간에서 #화학소재를 개발하다
한화솔루션 케미칼부문은 최근 디지털 트윈기술을 활용해 현실의 복잡한 화학반응을 가상공간에 그대로 구현하는 등 적극 활용하고 있는데요. 지난 해 수소첨가 석유수지 생산 공정의 전 과정을 디지털 트윈으로 전환하기도 했습니다. 현재 진행중인 수전해 연구개발에도 디지털 트윈 공정을 도입해 소재연구개발에 있어서도 디지털 전환을 선도하고 있습니다.
지속가능한 미래를 위한 혁신적인 소재 및 기술 개발을 위해 점점 지능화, 첨단화되고 있는 화학기술에 많은 관심과 응원 보내주시기 바랍니다.
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