Digital Twin

Digital Twin은 최적의 상태를 유지하거나, 발생가능한 경우의 수에 대해 효율적으로 대응하거나, 에너지 낭비의 최소화 등이 가능해지게 하는 기술이기 때문에 스마트 팩토리, 스마트 빌딩, 스마트 시티 등 건설업종에서 부터 도시 환경, 제조업, 농업 등 다양한 분야에 적용할 수 있어서, 기업들과 지자체들이 앞다투어 사업을 도입하고 있다.

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디지털트윈 적용 건물과 항공기

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실물과 똑 같은 조건의 쌍둥이에 대해 시물레이션을 해보는 것이 디지털 트윈의 핵심

Digital Twin은 건물, 공장, 빌딩, 기계 등의 실체를 디지털 정보를 통해 가상으로 복제해서 만들어지는데,

디지털 기술의 발달은 DT에 대해서 실물과 모양 뿐만 아니라, 실물이 접하는 여러 조건까지도 똑 같이 부여할 수 있게 해주었다. 그 상태에서 시물레이션을 통해서 다양한 실험과 Test를 해볼 수 있으니, 가장 효율적인 방법을 찾거나, 최적의 결과물를 낼 수 있게 해주는 것이다.

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제조업체들은 제품 개발을 위한 디지털 혁신을 가속화 하기 위해 DT를 도입하는 사례가 늘고 잇있으며, GE, GM, BOEING 같은 전통적 제조업체들도 테슬라 같은 혁신적 기업에 뒤지지 않기 위해 DT를 도입하면서 이 기술의 인기는 지난 5년간 꾸준히 높아졌다

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2019년에 Gartner는 전체 제조 기업의 75%가 향후 1년 이내에 디지털 트윈을 구현할 것이라고 전망했고, 액센츄어는 디지털 트윈을 2021년 5대 전략기술 트렌드 중 하나로 선정했다.

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디지털 트윈 사례

디지털 트윈은 현재 문제점에 대한 진단뿐 아니라 미래의 상태와 결과에 대한 예측을 가능하게 하므로, 앞으로 일어날 수 있는 사고나 변수들을 미리 파악하고 선제대응할 수 있게 된다. 이에 따라 건물이나 시설의 유지관리비나 사고에 따른 대응 비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있고, 사람들을 위험으로부터 대피시킬 수 있다.

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독일 지멘스(Siemens)

디지털 트윈 기술을 도입해 신제품 개발에 따른 시간과 비용을 단축하는 데 성공. 지멘스는 1,000종이 넘는 제품을 연간 1200만 개 이상 생산하는데, 불량품 발생률은 0.0009%에 불과하다. 또 기존 공장 대비 에너지 소비량이 30% 남짓이며 제품 출하까지 소요되는 시간도 50%를 줄였다.

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Virtual Singapore

싱가포르는 디지털 트윈 기술을 통해 ‘버추얼 싱가포르(Virtual Singapore)’인 3D 가상도시를 구축했다. 버추얼 싱가포르는 도로, 빌딩, 주거지를 비롯해 가로수, 공원 벤치까지 도시를 통째로 재현한 가상도시다. 이를 통해 도시계획부터 교통, 환경 등 다양한 분야에서 활용하고 있다. 실제로 싱가포르의 미니 실리콘 밸리라고 불리는 펀골(Punggol) 타운을 설계할 때도 버추얼 싱가포르를 활용해 사전에 건물들을 3D로 구현하고 바람이 불었을 때 공기의 흐름을 파악하고 건물 배치 조절을 통해 지역 전체의 통풍 시스템을 만들고 대기질을 높였다. 또 하루 동안 건물들의 그림자 분석을 통해 모든 주거 시설들의 일조량을 충분히 확보할 수 있도록 계획했다.

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바람과 그림자 분석을 통한 도시 설계 (출처: How we design and build a smart city and nation, TEDx Talks)

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NASA

미국 항공우주국(NASA)은 디지털 트윈 기술을 통해 우주선의 세부적인 내용을 반영한 트윈 모델을 만들어, 직접 관찰하고 수정하기 어려운 우주 환경 연구에 활용했다.

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포스코

포스코는 빅데이터 기반으로 공장 내의 공정을 디지털 트윈으로 분석하고 있다. 모니터링을 통해 공정 과정에서 발생할 수 있는 오작동을 예측하거나 부품 마모 등으로 발생할 수 있는 사고를 사전에 대응할 수 있게 되었다.