사물인터넷, 빅데이터, 인공지능 등 4차 산업혁명을 이끌 기술이 발전하고 보편화되면서 이들을 응용하여 다양한 산업현장에서 생산성, 경제성, 안정성 등을 향상하려는 요구가 확산하고 있다. 이를 충족하기 위한 해답으로 디지털 트윈(Digital Twin)이 주목받고 있다.
디지털 트윈은 현실 공간을 가상 공간에 똑같이 구현하고 시물레이션을 통해 발생 가능한 상황의 결과를 예측하는 기술이다. 즉, 시뮬레이션 또는 상호작용 기반의 현실과 가상세계를 동기화하는 기술로, 실제 존재하는 물리적 자산 대신 디지털로 가상화한 자산을 만들어 모의 실험함으로써 자산에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있다.
오늘날 디지털 트윈은 자동차 설계와 생산, 로봇 점검 등 다양한 제조 공정에 활용되고 이는 엄청난 양의 데이터를 생산하고 활용함에 따라 제조 분야의 혁명을 일으키고 있다. 또한, 에너지, 항공, 자동차, 국방 등 여러 산업 분야에서 디지털 트윈을 이용하여 돌발 사고를 최소화하고 생산성을 향상하는 등의 효율을 극대화할 수 있다.
디지털 트윈 기술을 사용하는 기업 지멘스(Siemens)는 생산 설비에 디지털 트윈 기술의 센서를 부착하고, 가상 공간에서 제품 개발 과정을 다양하게 바꿔가면서 실험하여 최적의 운영 환경을 구축하였다. 독일 암베르크에 있는 지멘스 공장의 현재 불량률은 0.001% 수준이며 0%의 불량률을 목표로 실험을 진행하고 있다.
디지털 트윈 시대에 데이터의 가치는 어느 때보다 중요해진다. 데이터는 가상 공간을 형성하고 정보 전달이 가능한 흐름을 만든다. 데이터를 주고받으며 만든 복제품을 통해 감지, 분석, 예측 등의 활동을 실시간으로 할 수 있다. 따라서 데이터를 효율적으로 처리하기 위해 사물인터넷, 클라우드 서비스, 인공지능, 빅데이터 처리 기술이 필요하다.
디지털 트윈은 기술의 적용 범위가 제품의 생산, 관리에만 국한되지 않기 때문에 지속적 디자인 업그레이드 작업이 필요한 산업에 효율적이다. 또한, 디지털 트윈이 모든 생산 과정에 적용된다면 생산 합리화와 더불어 원가 절감까지 유도할 것이다.
과거에는 제품 생산 과정을 모니터링하기 위해 현장 감독이 최선이었고 그 과정에서 발생하는 이상은 서류 형태로 보고되는 것이 일반적이었다. 따라서 적지 않은 오류가 발생하였다. 설령 솔루션이 도출되더라도 누락이나 왜곡을 완전히 피하기는 어려웠다. 이러한 점에서 디지털 트윈 기술은 앞으로 모든 공장에 필수로 적용될 전망이다.
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