3화. 진화하는 디지털 트윈

산업 혁신을 향한 디지털 트윈의 진화
시리즈 총 6화
2023.12.11

읽는시간 4

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인공지능(AI), 빅데이터, 3D, 시뮬레이션, IoT와 스마트센서 등 디지털 트윈 구현에 필요한 IT 기술의 비약적 발전은 디지털 트윈 개념과 적용 범위를 확장하며 산업 전반의 진화를 견인

1. 자산관리셸(AAS, Asset Administration Shell)

 

디지털 플랫폼 내에서 표준화된 디지털 트윈 사용으로 부서 간, 업체 간 데이터 공유 시 불필요한 혼선을 줄이고 다각적 영향도 분석

 

  •  AAS는 물리적 자산(Asset)을 디지털 자산으로 표현하기 위해 구현된 정보 및 기능들을 관리하기 위해 고안된 일종의 프로파일로, 이해관계자 간 제품 및 자산 데이터 교환 시 업체별·산업별로 상이한 표현 방식을 하나로 통일한 ‘표준화된 디지털 트윈’을 의미
 
  • 기존에는 새로운 장비 도입 전 업체별로 상이한 매뉴얼을 읽고 장비의 규격 및 성능을 파악 해야해 막대한 시간과 인력이 소요되었으며, 장비 도입 사실이 사내 부서에 신속하게 공유되지 않아 불필요한 혼선이 발생하고 전체 생산 공정에 미치는 영향도 파악이 불가능해 피드백이 제대로 이루어지지 않았음

    - 모든 공정이 플랫폼상에 표준화된 디지털 트윈으로 구현되면서 특정 공정의 변화가 전체 생산 공정에 미치는 영향을 파악할 수 있고, 변화를 전 부서가 즉시 공유하고 피드백 가능

제조 공정의 새로운 장비 도입 프로세스 비교

모든 공정이 플랫폼상에 표준화된 디지털 트윈으로 구현되면서 특정 공정의 변화가 전체 생산 공정에 미치는 영향을 파악할 수 있고, 변화를 전 부서가 즉시 공유하고 피드백 가능하다.

자료: 보쉬렉스로스(Bosch Rexroth), KB경영연구소 재구성

  • 과거 항구(플랫폼)에 표준화된 규격의 컨테이너 적용이 물류 혁신을 이끌었던 것처럼 디지털 플랫폼에 표준화된 디지털 트윈 적용은 ‘데이터 사일로(Data Silo)¹를 극복하고 사용자 간 원활한 데이터 공유를 유도하여 산업 발전을 견인

 

2. 크라우드 엔지니어링(Crowd Engineering)

 

제조사가 디지털 트윈을 활용하여 디지털 플랫폼에 초기 단계의 제품 설계를 업로드하면, 개별 엔지니어들이 담당 부분을 구체화하여 설계한 후 다시 디지털 트윈으로 플랫폼에 올리고 제조사가 최종적으로 로컬 컴퓨터에서 각 부분을 결합하여 설계를 완료

 

  • 디지털 트윈 기술을 적용해도 해결하기 어려웠던 기존 제조 공정상의 문제점을 크라우드 엔지니어링 기술을 도입하여 해결 가능

디지털 트윈의 한계점을 극복하는 크라우드 엔지니어링

디지털 트윈 기술을 적용해도 해결하기 어려웠던 기존 제조 공정상의 문제점을 크라우드 엔지니어링 기술을 도입하여 해결 가능하다.

자료: 프라운호퍼(Fraunhofer), KB경영연구소 재구성

  • 기존 제조업 공급망은 다수의 이해관계자가 존재하고 이해관계자 간 복잡한 하도급 관계가 형성되어 원활한 의사소통이 어려웠으나, 크라우드 엔지니어링에서는 담당 엔지니어가 하도급관계 없이 직접 설계 및 제조를 병렬 처리하기 때문에 공정 시간을 크게 단축

제조업 공급망(자동차 부문)의 크라우드 엔지니어링 도입을 통한 진화

기존 제조업 공급망은 다수의 이해관계자가 존재하고 이해관계자 간 복잡한 하도급 관계가 형성되어 원활한 의사소통이 어려웠으나, 크라우드 엔지니어링에서는 담당 엔지니어가 하도급관계 없이 직접 설계 및 제조를 병렬 처리하기 때문에 공정 시간을 크게 단축한다.

자료: 딜로이트 자료: 프라운호퍼, KB경영연구소 재구성

3. 코-아바타(Co-avatar)

 

디지털 트윈으로 구현된 업무 공간에서 아바타(Avatar)를 통해 현실과 동일한 업무를 수행하여 공간 문제 해결을 시도

 

 

  • 기존 디지털 트윈은 실제 작업자의 신체 특성과 다수 작업자 간 상호작용을 반영할 수 없어 공간 활용의 최적화가 불가능하다는 한계가 존재
 
  • 다수 작업자가 디지털 트윈으로 가상 공간에 본인과 신체 조건이 동일한 아바타를 만들어 현실 세계와 동일한 업무를 수행함으로써 작업 공간에서 실시간 상호작용이 가능

     - 사물, 환경, 본인 또는 타 사용자의 신체 및 동선까지 고려하여 효율적 공간 작업이 가능

코-아바타를 이용한 공간 문제 해결

다수 작업자가 디지털 트윈으로 가상 공간에 본인과 신체 조건이 동일한 아바타를 만들어 현실 세계와 동일한 업무를 수행함으로써 작업 공간에서 실시간 상호작용이 가능하다.

자료: 프라운호퍼

코-아바타를 이용한 공간 문제 해결

사물, 환경, 본인 또는 타 사용자의 신체 및 동선까지 고려하여 효율적 공간 작업이 가능하다.

자료: 프라운호퍼

4. 인체 디지털 트윈

 

디지털 트윈을 의료 분야로 확장하여 개인별로 전신을 모델링하여 맞춤형 의료 서비스를 제공

 

  • 한국과학기술기획평가원에 따르면 최근 10년간 의료 관련 데이터가 15배 증가하고 딥러닝 기술이 빠르게 발전하면서 의료 분야에 디지털 트윈 적용을 위한 기틀이 마련됨
 
  • 디지털 트윈으로 이전에는 불투명했던 인간 면역체계 간 연결을 시각적으로 확인할 수 있게 되면서 장기 이식·암·자가면역질환과 같은 면역 의존성 질환 치료 프로세스를 혁신하고 임상 시뮬레이션을 통해 부작용이 적은 신약 개발 가능

환자 인체 일부 시뮬레이션 예시

디지털 트윈으로 이전에는 불투명했던 인간 면역체계 간 연결을 시각적으로 확인할 수 있게 되면서 장기 이식·암·자가면역질환과 같은 면역 의존성 질환 치료 프로세스를 혁신하고 임상 시뮬레이션을 통해 부작용이 적은 신약 개발 가능하다.

자료: 메드트로닉(Medtronic), 심앤큐어(Sim&Cure)

환자 전신 시뮬레이션 예시

디지털 트윈을 의료 분야로 확장하여 개인별로 전신을 모델링하여 맞춤형 의료 서비스를 제공한다.

자료: 큐바이오(Q Bio)

¹ 개별 부서에서 생산·가공된 데이터를 타 부서에서는 접근할 수 없는 현상을 의미

방석훈

KB경영연구소

방석훈

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