2019.02.07

IoT, AI와 융합 중··· '디지털 트윈' 따라잡기

Keith Shaw, Josh Fruhlinger | Network World
디지털 트윈이란 물리 객체의 가상 복제본이다. 이를 통해 데이터 과학자나 IT 전문가는 실제 기기를 구축하거나 배치하기 전에 시뮬레이션을 실행할 수 있다. 디지털 트윈은 이제 IoT나 AI, 애널리틱스에도 영향을 미치고 있다. 

디지털 트윈(Digital Twin) 기술이 제조를 넘어 사물인터넷(IoT), 인공지능, 데이터 분석 세계에 융합되고 있다. 이를 통해 복잡한 ‘사물’과 연결되고 데이터를 생성할 수 있는 능력을 갖게 되면서 이제 데이터 사이언티스트와 기타 IT 전문가들은 효율성 고도화를 넘어서 다른 가상 시나리오를 생성해가고 있다.
 
ⓒ Image Credit : Getty Images Bank



디지털 트윈이란?
디지털 트윈은 물리적인 객체의 디지털 표현이다. 디지털 트윈 기술은 오늘날 건물, 공장, 도시 등의 대형 객체까지 아우르고 있으며, 일각에서는 사람과 프로세스에도 이 개념을 적용하고 있다. 디지털 트윈 아이디어는 미항공우주국(NASA)에서 지상에서 우주에서의 문제를 반영하고 진단하기 위해 초기 우주 캡슐의 실물 모형을 완전한 디지털 시뮬레이션으로 대체하면서 시작됐다.

그러나 이 용어가 본격적으로 사용되기 시작한 시점은 2017년이다. 가트너가 디지털 트윈을 2017년 상위 10개의 전략적 기술 트렌드 중 하나로 언급하고 향후 3-5년 이내에 "수십 억 개의 사물이 물리적인 객체 또는 시스템의 동적 소프트웨어 모델인 디지털 트윈으로 표현될 것이다"라고 밝히면서 본격화됐다. 

1년 후, 가트너는 다시 한 번 디지털 트윈이 중요한 트렌드라고 밝히면서 "2020년까지 약 210억 개의 센서와 종점이 연결될 것이며 머지않아 수십 억 개의 사물들이 디지털 트윈을 갖게 될 것"이라고 덧붙였다.

본질적으로 디지털 트윈은 물리적인 객체 또는 시스템에 대한 실제 데이터를 입력값으로 취하고 그 물리적인 객체 또는 시스템이 이런 입력값에 어떻게 영향을 받을지에 대한 예측 또는 시뮬레이션을 출력값으로써 생성하는 컴퓨터 프로그램이다.

디지털 트윈의 메커니즘
디지털 트윈은 데이터 공학이나 응용 수학 전문가들이 개발하는 경우가 많다. 이들은 모방하려는 물리적인 객체나 시스템의 기저가 되는 물리학을 연구하고 이 데이터를 이용해 디지털 공간에서 실제 원본을 시뮬레이션하는 수학적 모델을 개발한다.

디지털 트윈은 실제 객체에서 데이터를 수집하는 센서로부터 입력값을 수신할 수 있도록 구성된다. 이를 통해 트윈은 실시간으로 물리적인 객체를 시뮬레이션하고 그 과정에서 성능과 잠재적인 문제에 대한 인사이트를 제공한다. 또한 트윈은 물리적인 객체의 프로토타입에 기초하여 설계될 있으며, 이 때 트윈은 제품 개선을 위한 피드백을 제공할 수 있다. 심지어 물리적인 버전을 제작하기 전에 트윈 자체를 프로토타입으로 활용할 수 있다.

한편 이 과정은 전 세계 물동량의 상당 부분을 차지하는 대형 컨테이너 선박의 디지털 트윈을 생성하는 기업인 에니람(Eniram)의 게시물에 소개돼 있다. 

하지만 디지털 트윈의 복잡성은 천차만별일 수 있다. 구성하고 업데이트하는데 사용하는 데이터의 양이 물리적인 객체의 시뮬레이션 정밀도를 결정한다. 예를 들어, 몇 가지 입력 변수만으로 주행 거리를 계산하는 자동차용 단순한 디지털 트윈이 있기도 하다.

디지털 트윈 사용례
앞선 두 가지의 디지털 트윈 예(자동차와 화물선)를 통해 잠재적인 사용례를 이해할 수 있다. 항공기 엔진, 기차, 해양구조물, 터빈을 물리적으로 제작하기 전에 디지털상에서 설계하여 시험할 수 있다. 이런 디지털 트윈은 유지보수 작업을 돕는데도 활용할 수 있다. 예를 들어, 기술자는 디지털 트윈을 이용해 물리적인 객체를 수리하기 전에 제안된 장비 수리 작업이 효과가 있는지 시험할 수 있다.

디지털 트윈의 활용례는 다음과 같이 다양하다. 

- 제조 부문에서 디지털 트윈이 가장 널리 활용되고 있다. 여러 공장들은 이미 딜로이트의 사례 연구에서처럼 디지털 트윈을 이용해 공정을 시뮬레이션하고 있다.

- 자동차 디지털 트윈은 자동차에 이미 원격 측정 센서가 있어 구현되고 있다. 그러나 자율주행 자동차가 늘어나면서 이 기술을 개선하는 것이 더욱 중요해질 전망이다.

- 의료 부문에서는 사람의 디지털 트윈을 생성하고 있다. 치료용 밴드 크기의 센서가 환자의 상태를 모니터링하고 예측하기 위해 사용하는 디지털 트윈으로 건강 정보를 전송한다.

디지털 트윈과 IoT
IoT 센서의 폭발적인 증가로 디지털 트윈의 잠재력이 더 커지고 있다. 그리고 IoT 기기들이 개선되면서 디지털 트윈 시나리오는 더 작고 덜 복잡한 객체를 포함할 수 있게 되어 기업들에게 추가적인 이점을 제공할 수 있다.




2019.02.07

IoT, AI와 융합 중··· '디지털 트윈' 따라잡기

Keith Shaw, Josh Fruhlinger | Network World
디지털 트윈이란 물리 객체의 가상 복제본이다. 이를 통해 데이터 과학자나 IT 전문가는 실제 기기를 구축하거나 배치하기 전에 시뮬레이션을 실행할 수 있다. 디지털 트윈은 이제 IoT나 AI, 애널리틱스에도 영향을 미치고 있다. 

디지털 트윈(Digital Twin) 기술이 제조를 넘어 사물인터넷(IoT), 인공지능, 데이터 분석 세계에 융합되고 있다. 이를 통해 복잡한 ‘사물’과 연결되고 데이터를 생성할 수 있는 능력을 갖게 되면서 이제 데이터 사이언티스트와 기타 IT 전문가들은 효율성 고도화를 넘어서 다른 가상 시나리오를 생성해가고 있다.
 
ⓒ Image Credit : Getty Images Bank



디지털 트윈이란?
디지털 트윈은 물리적인 객체의 디지털 표현이다. 디지털 트윈 기술은 오늘날 건물, 공장, 도시 등의 대형 객체까지 아우르고 있으며, 일각에서는 사람과 프로세스에도 이 개념을 적용하고 있다. 디지털 트윈 아이디어는 미항공우주국(NASA)에서 지상에서 우주에서의 문제를 반영하고 진단하기 위해 초기 우주 캡슐의 실물 모형을 완전한 디지털 시뮬레이션으로 대체하면서 시작됐다.

그러나 이 용어가 본격적으로 사용되기 시작한 시점은 2017년이다. 가트너가 디지털 트윈을 2017년 상위 10개의 전략적 기술 트렌드 중 하나로 언급하고 향후 3-5년 이내에 "수십 억 개의 사물이 물리적인 객체 또는 시스템의 동적 소프트웨어 모델인 디지털 트윈으로 표현될 것이다"라고 밝히면서 본격화됐다. 

1년 후, 가트너는 다시 한 번 디지털 트윈이 중요한 트렌드라고 밝히면서 "2020년까지 약 210억 개의 센서와 종점이 연결될 것이며 머지않아 수십 억 개의 사물들이 디지털 트윈을 갖게 될 것"이라고 덧붙였다.

본질적으로 디지털 트윈은 물리적인 객체 또는 시스템에 대한 실제 데이터를 입력값으로 취하고 그 물리적인 객체 또는 시스템이 이런 입력값에 어떻게 영향을 받을지에 대한 예측 또는 시뮬레이션을 출력값으로써 생성하는 컴퓨터 프로그램이다.

디지털 트윈의 메커니즘
디지털 트윈은 데이터 공학이나 응용 수학 전문가들이 개발하는 경우가 많다. 이들은 모방하려는 물리적인 객체나 시스템의 기저가 되는 물리학을 연구하고 이 데이터를 이용해 디지털 공간에서 실제 원본을 시뮬레이션하는 수학적 모델을 개발한다.

디지털 트윈은 실제 객체에서 데이터를 수집하는 센서로부터 입력값을 수신할 수 있도록 구성된다. 이를 통해 트윈은 실시간으로 물리적인 객체를 시뮬레이션하고 그 과정에서 성능과 잠재적인 문제에 대한 인사이트를 제공한다. 또한 트윈은 물리적인 객체의 프로토타입에 기초하여 설계될 있으며, 이 때 트윈은 제품 개선을 위한 피드백을 제공할 수 있다. 심지어 물리적인 버전을 제작하기 전에 트윈 자체를 프로토타입으로 활용할 수 있다.

한편 이 과정은 전 세계 물동량의 상당 부분을 차지하는 대형 컨테이너 선박의 디지털 트윈을 생성하는 기업인 에니람(Eniram)의 게시물에 소개돼 있다. 

하지만 디지털 트윈의 복잡성은 천차만별일 수 있다. 구성하고 업데이트하는데 사용하는 데이터의 양이 물리적인 객체의 시뮬레이션 정밀도를 결정한다. 예를 들어, 몇 가지 입력 변수만으로 주행 거리를 계산하는 자동차용 단순한 디지털 트윈이 있기도 하다.

디지털 트윈 사용례
앞선 두 가지의 디지털 트윈 예(자동차와 화물선)를 통해 잠재적인 사용례를 이해할 수 있다. 항공기 엔진, 기차, 해양구조물, 터빈을 물리적으로 제작하기 전에 디지털상에서 설계하여 시험할 수 있다. 이런 디지털 트윈은 유지보수 작업을 돕는데도 활용할 수 있다. 예를 들어, 기술자는 디지털 트윈을 이용해 물리적인 객체를 수리하기 전에 제안된 장비 수리 작업이 효과가 있는지 시험할 수 있다.

디지털 트윈의 활용례는 다음과 같이 다양하다. 

- 제조 부문에서 디지털 트윈이 가장 널리 활용되고 있다. 여러 공장들은 이미 딜로이트의 사례 연구에서처럼 디지털 트윈을 이용해 공정을 시뮬레이션하고 있다.

- 자동차 디지털 트윈은 자동차에 이미 원격 측정 센서가 있어 구현되고 있다. 그러나 자율주행 자동차가 늘어나면서 이 기술을 개선하는 것이 더욱 중요해질 전망이다.

- 의료 부문에서는 사람의 디지털 트윈을 생성하고 있다. 치료용 밴드 크기의 센서가 환자의 상태를 모니터링하고 예측하기 위해 사용하는 디지털 트윈으로 건강 정보를 전송한다.

디지털 트윈과 IoT
IoT 센서의 폭발적인 증가로 디지털 트윈의 잠재력이 더 커지고 있다. 그리고 IoT 기기들이 개선되면서 디지털 트윈 시나리오는 더 작고 덜 복잡한 객체를 포함할 수 있게 되어 기업들에게 추가적인 이점을 제공할 수 있다.


X