1. [Digital Twin] 디지털 트윈이란 무엇인가!
2. [Digital Twin] 디지털 트윈이 중요한 이유
3. [Digital Twin] 디지털 트윈 활용 - 1 제조분야

가트너의 2018년 10대 기술 중 하나인 Digital Twin에 대해서 자세하게 알아보겠습니다

Digital Twin이란 단어가 생소할 듯 한데... 이른바 디지털로의 복제라고 생각하셔도 됩니다.
그런데 이것이 단순한 디지털을 대상으로 하는 것이 아니라 실제 현실세계에 존재하는 사물에 대한 것이기 때문에 파급효과가 굉장히 크다고 할 수 있습니다.

일단 하나의 동영상을 보시죠.

위 동영상이 Digital Twin을 가장 잘 나타냅니다.

이전까지의 일의 정의는 해당 작업대상이 되는 장소나 물건이 있는 곳으로 가서 직접 점검을 하는 형태였습니다. 그런데 Digital Twin이 도입되면서 이제는 몇천 Km 떨어진 곳의 작업장을 관리할 수 있게 되었습니다.

Digital Twin의 특징은 과연 무엇일까!!

1. 일하는 방식의 변화
앞서도 언급했듯이 Digital Twin이 도입되면서 가장 큰 특징은 일하는 방식의 변화입니다. 직접 가서 보고 문제가 생기면 다시 본사에 와서 그 문제점을 분석하고 이런 일련의 행위들이 사라지게 됩니다.
즉 일하는 방식 자체가 바뀌게 되죠.

GE의 경우를 들면 항공기 엔진을 배우기 위해서는 기존에는 실제 항공기 엔진을 놓고 분해하면서 설명하며 교육을 했습니다. 또한 정비도 엔진을 분해하면서 정비하는 방식이였죠. 그런데 Digital Twin이 되면서 동일한 엔진을 그대로 디지털로 전환하여 VR을 통해서 직접 분해하지 않고도 세세한 엔진의 구조를 볼 수도 있고 문제에 대해서 사전에 시뮬레이션을 통해 분해범위를 최소화 하게 됩니다.

이처럼 Digital Twin은 기존의 일하는 방식 자체를 변화시키게 됩니다. 제조담당자가 S/W를 알아야 하는 이유도 바로 이때문이기도 합니다.

2. 시공간의 한계 극복
이제 한 공장을 보겠습니다. 본사와 약 200Km 떨어져서 왕복으로 2시간은 족히 드는 거리에 위치해 있습니다. 그러다 공장에 문제가 있고 본사의 기술자를 호출합니다. 기술자는 직접 1시간을 달려서 공장에가서 보니 분석에 자료가 부족해서 1시간을 달려 본사로 복귀하여 추가적 분석 후 다시 공장으로 1시간을 달려 분석한 것을 바탕으로 문제를 해결하고 1시간을 달려 본사로 복귀합니다.

이것이 현재 국내에서 여전히 발생하고 있는 현실입니다. 그런데 국내도 이정도인데 땅이 넓은 미국이나 전세계에 공장을 가지고 있는 글로벌 기업의 경우는 더 심각한 문제가 생기게 됩니다. 문제해결의 지연이 곧 매출의 지연으로 이어지는 악순환을 가지게 되죠.

그런데 Digital Twin을 통해서 이제는 거리와 시간에 상관없이 원격으로 공장을 관리할 수 있게 됩니다. 문제가 발생하면 문제발생된 사항을 분석하고 원인을 파악하기 위해서 이제까지 쌓아놓은 빅데이터를 통해서 유추한 다음 해당 문제의 해결방안을 여러개 제시하고 그것을 Digital Twin을 통해 시뮬레이션을 한 다음에 직접 공장에 해결방안을 제시하게 됩니다. 결과적으로 이동거리, 시간 등을 최소화 할 수 있게 됩니다.

3. 제품개발시간 단축
이제까지는 시제품을 만들어서 테스트하고 다시 변경하고 테스트하는 것을 반복적으로 해왔습니다. 또한 해당 제품을 만들때까지의 모든 것을 실제 조립을 다 한 뒤에 해야하기 때문에 조립과 분해를 반복적으로 하다보면 제품하나의 테스트만 하더라도 많은 시간이 소요됩니다.

하지만 Digital Twin을 이용하면 기존의 빅데이터 정보와 각 부품들의 VR 구성을 통해서 다양한 방법과 변형을 통해서 최적의 제품설계를 할 수 있게 되고 또한 시뮬레이션을 통해 나온 것들을 적용하기 위해서 3D 프린터를 활용하여 실시간 시물레이션에 따른 부품들을 바로 만들 수 있어서 제품설계부터 개발까지가 분리된 것이 아닌 실시간 상호 보완적으로 진행됩니다.

예를 들어 설계 후 부품 생산 조립 테스트 그리고 설계변경 등의 일련의 공정상의 시간적 요소들을 시제품을 만들 때 굳이 설계와 개발이 분리되지 않고 설계와 개발이 Digital Twin을 통해서 동시에 이루어지고 시뮬레이션이 완료된 경우 바로 제품개발로 착수할 수 있게되어 불필요한 개발공정을 간소화 할 수 있게 되고 반복적인 부분들도 최소화 할 수 있게 됩니다.

4. AS(After Service)에서 BS(Before Service)로 전환
Digital Twin은 다양한 제품들을 디지털화하여 운영할 수 있고 지속적인 시뮬레이션이 가능함에 따라서 기존 제품들의 수명, 부품들의 마모 등을 사전에 예측이 가능하게 됩니다.

기존에는 제품을 무한정 운영해야 얻을 수 있는 정보를 Digital Twin을 통해서 시간을 단축하고 양질의 정보를 얻을 수 있게 되어 제품의 고장, 부품의 마모가 일어나고 그것에 대한 교체 등을 해 주는 AS중심에서 이제는 사전에 예측하고 제품의 소모주기, 고장예측 등을 Digital Twin을 통해 수집한 결과를 고객에게 사전에 통보를 통해서 고장 전에 미리 대응이 가능하도록 하는 BS 중심으로 변화될 것입니다.

이미 GE의 경우도 항공기 엔진 등에 IoT를 적용해서 실시간 정보들을 받고 그런 정보들을 통한 이상행동을 감지하고 그 감지된 정보를 Digital Twin을 통해서 생성된 엔진에 도입하여 예상되는 문제, 원인, 해결방법을 해당 고객에게 안내를 하고 부품교체가 필요할 경우 항공기의 경로에 맞게 3D프린터로 즉시 부품을 조달하여 안전사고를 미연에 방지하는 기술을 보유하고 있습니다.

이처럼 Digital Twin은 산업계에 있어서 주로 많이 활용이 되었지만 그 범위는 더 넓어질 것으로 보여집니다. 다음에는 Digital Twin이 적용가능한 산업은 어떤 것이 있는지 알아보겠습니다.

1. [Digital Twin] 디지털 트윈이란 무엇인가!
2. [Digital Twin] 디지털 트윈이 중요한 이유
3. [Digital Twin] 디지털 트윈 활용 - 1 제조분야