유명 시장조사 기관인 가트너는 지난해와 올해 10대 유망 기술 중 하나로 디지털 트윈(digital twin)을 꼽았다. 빅데이터, 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT)과 같은 4차 산업혁명 시대를 견인하는 다른 기술들에 비해 상대적으로 덜 알려졌지만 다른 기술의 발전에 힘입어 점차 자리를 잡아가고 있다.
디지털 트윈이란 자산, 프로세스 및 시스템과 같은 물리적 객체에 대한 디지털 복제로서 수명 주기 전체에 걸쳐 대상 객체 요소들의 속성과 상태를 유지하며 이들이 어떻게 동작하는지 동적 성질을 묘사하는 가상의 모델이다. 현실 세계에 존재하는 대상 대신 소프트웨어(SW)로 가상화한 복제를 만들고 모의실험을 통해 실제 대상의 특성에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있다. 이를 바탕으로 설계부터 제조·서비스에 이르는 모든 과정의 특징을 이해하고 효율성을 향상시키는 데 사용된다.
실제대상의 미세한 변화까지 데이터화·분석
상호작용 통해 피드백…더 나은 결정 이끌어
디지털 트윈은 단순한 ‘디지털화(化)’와 확실하게 구별된다. 사진을 스캔하는 것과 같은 단순 디지털화는 한 번 스캔을 하고 나면 실제 사진은 별 의미가 없기 때문에 버려도 된다. 하지만 디지털 트윈은 상호작용이 중요하기 때문에 실제 대상에 부착된 센서를 통해 환경 및 동작 데이터를 생성하고 디지털 세상과 다리 역할을 하는 통신 채널을 통해 이 데이터는 수집되며 모의실험이나 시각화 루틴을 사용해 데이터를 분석하고 그 결과 얻어진 통찰력을 바탕으로 다시 실제 세상에 피드백을 준다.
실제 대상과의 물리적인 거리의 장벽을 해결하는 IoT 기술, 지속으로 생산되는 빅데이터 분석에 최적화된 AI 기술 및 실제 대상을 디지털 세상으로 복제하기 위한 모델링 기술 등의 기반 기술들이 나날이 진보하면서 디지털 트윈을 구현하기 위한 토대가 마련되고 있다.
디지털 트윈은 스마트팩토리 등의 제조 분야뿐 아니라 우주항공, 물류, 의료, 자동차, 스마트시티 및 농업 분야 등 많은 부분에 적용이 가능하다. 예를 들어 사람들이 접근하기 어려운 해양플랜트, 고산지대나 바다에 설치된 풍력발전기의 유지·보수에도 적용이 가능하고 도시 전체의 효율적인 에너지, 대기의 질, 교통 관리 등 스마트시티를 구현하고 발전시키는 데도 적용이 가능하다.
주요 시장조사 기관들의 리포트에 따르면 지난 2017년 3조원 수준이던 디지털 트윈 시장은 매년 30% 후반대의 성장을 거쳐 오는 2025년에는 대략 30조원 수준의 시장이 형성될 것으로 전망되고 있지만 이 시장은 제너럴일렉트릭(GE), 지멘스, 다쏘, HP 등 해외 업체들이 선도하고 있으며 국내는 아직 괄목할 만한 업체가 없는 상황이다. 해외 선진 기술에 대한 예속화 방지 및 국내 관련 산업 생태계 구축을 위해 국산 기술 및 도구의 연구개발(R&D)에 적극적인 투자가 필요하며 정부 차원에서도 디지털 트윈의 표준구조 정의 및 구성요소별 R&D에 대한 로드맵 수립과 지원이 필요하다.
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