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2027년 전 세계 디지털 트윈 시장 예상 규모
635억
달러
자료 제목 :
2026년까지의 전 세계 디지털 트윈 시장 전망
Digital Twin Market Size Global forecast to 2026
자료 출처 :
MarketsandMarkets
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발행 날짜 :
2020년 09월 01일

CIO / How To / IoT / 디지털 트랜스포메이션 / 디지털 트윈 / 비즈니스|경제 / 소매|유통 / 애플리케이션 / 제조

실시간 가상 재현하는 이유는?··· '디지털 트윈' 따라잡기

2021.12.16 Thor Olavsrud  |  CIO
디지털 트윈(digital twin)은 객체, 프로세스, 시스템의 실시간 가상 재현물이다. 디지털 트윈은 물리적 및 디지털 영역 사이의 가교 역할을 한다. 예를 들어 공장의 가동, 통신 네트워크, 또는 물류 시스템을 거치는 소포의 흐름에 대한 디지털 시각을 제공할 수 있다.

가트너는 “디지털 트윈 구현물이란 개별 물리적 객체, 프로세스, 조직, 사람, 또는 다른 추상물을 반영하는 캡슐형 소프트웨어 객체 또는 모델이다. 여러 디지털 트윈에서 나오는 데이터는 취합되어 예를 들어 발전소, 도시 등 수많은 현실 세계의 개체와 연관 프로세스에 대한 복합적 시각을 얻을 수 있다”라고 정의한다.
 
Image Credit : Getty Images Bank

혜택 
이들 물리적 운영의 가상 복제물은 운영을 모니터하고, 예방 정비를 수행하고, 중대한 구매 결정을 위한 통찰을 제공할 수 있다. 또한 물리적 자산을 가지고 시험하기에는 너무 시간이 많이 걸리거나 값비싼 시나리오를 가상으로 시험하고, 장기적 사업 계획을 생성하고, 새 발명품을 식별하고, 프로세스를 개선하는 데에도 유익하다. 

디지털 제품 엔지니어링 회사인 글로벌로직(GlobalLogic)에 따르면 디지털 트윈은 아래와 같이 5가지 핵심 혜택을 제공한다. 

1. 위험 평가 및 생산 시간의 단축. 디지털 트윈은 제품이 현실에 존재하기 전에 이를 가상으로 시험하고 검증하는 데 도움을 줄 수 있다. 이는 엔지니어가 프로세스 실패를 규명하는 데 쓰일 수 있다. 

2. 예방 정비. 디지털 트윈을 이용해 장비와 시스템을 선제적으로 모니터해 이들이 고장 나기 전에 예방 일정을 정해 생산 효율을 높일 수 있다. 

3. 실시간 원격 모니터링. 시스템을 원격으로 모니터하고 제어할 수 있다. 

4. 팀 협업 향상. 글로벌로직은 공정 자동화와 시스템 정보로의 24시간 액세스에 의해 기술 전문가는 협업에 더 많은 시간을 집중할 수 있다. 

5. 재무적 의사 결정 개선. 재무 데이터를 통합함으로써 디지털 트윈을 이용해 조정에 대한 한층 우수하고 신속한 결정을 내릴 수 있다.

기술 
시스템 통합 업체인 SL 컨트롤즈(SL Controls)에 따르면 디지털 트윈은 아래와 같이 3가지 주요 요소로 구성된다. 

1. 역사적 데이터. 기계, 공정, 시스템의 과거 성적에 관한 데이터 

2. 실시간 데이터. 디지털 트윈은 장비 센서로부터 최신 정보를 지속적으로 수신하고 플랫폼과 시스템으로부터 출력을 입수한다. 예를 들어 제조 장비, 고객 서비스, 구매 등이다. 

3. 미래 데이터. 이는 머신 러닝과 엔지니어 입력을 포함한다. 

IBM에 따르면 오늘날 사용되는 디지털 트윈은 주로 이들의 응용 분야에 따라 유형이 구분된다.

• 컴포넌트 트윈/부속품 트윈. 이들은 디지털 트윈의 기본 단위이다. 여기서 트윈은 컴포넌트나 부속품의 물리적, 기계적 또는 전기적 특성을 상징한다.  

• 자산 트윈. 자산은 함께 작동하는 둘 이상의 컴포넌트이다. 이들 트윈은 컴포넌트의 상호작용을 나타내고 성능 데이터를 생성한다. 

• 시스템 또는 유닛 트윈. 이들 트윈은 시스템이나 유닛을 형성하는 자산의 상호 작용을 반영한다. 
• 프로세스 트윈. 이들 트윈은 시스템이 어떻게 서로 작용하는지를 나타낸다. 예를 들어 한 프로세스 트윈은 전체 생산 설비를 표현할 수 있다.

디지털 트윈과 가상 실험의 비교 
디지털 트윈은 물리적 객체와 공정의 가상 실험물이라고도 볼 수 있지만 디지털 트윈이 다른 점은 실시간 정보 갱신이다.

시스템 통합 업체인 SL 컨트롤즈는 가상 시험도 물리적 자산의 테스트를 시행하고 평가할 수 있지만, 가상 시험이 정적이라고 말했다. 이는 엔지니어의 신규 매개변수 입력에 의존한다. 디지털 트윈은 물리적 자산, 공정, 또는 시스템으로부터 최신 정보를 실시간으로 수신해 현실 세계 조건에서 테스트, 평가, 분석 작업을 수행할 수 있다.

실례 
조직들은 이미 디지털 트윈을 이용해 자신의 비즈니스를 개선하고 있다. 

롤스로이스의 제트 엔진 효율 개선. 다국적 항공우주 및 국방 기업인 롤스로이스는 디지털 트윈 기술을 통해 자사 생산 엔진을 모니터한다. 회사는 각 엔진이 어떻게 가동되는지, 어떤 조건에서 가동되는지, 조종사가 이를 어떻게 이용하는지를 모니터할 수 있다. 롤스로이스는 디지털 트윈에 의해 특정 엔진에 맞춘 정비 계획을 제시한다.

마즈의 공급망 최적화. 과자류, 펫케어, 및 식품 회사인 마즈(Mars)는 제조 공급망의 디지털 트윈을 제작해 사업을 지원한다. 이를 이용해 생산 능력 및 공정의 제어를 향상시킨다. 예를 들어 예방 정비를 통해 기계 가동 시간을 늘리고, 기계가 불일치한 제품 수량을 포장하는 데 따른 낭비를 줄인다. 

TIAA의 고객 서비스 복잡성 축소. 미국 대학 은퇴 주식 기금의 교사보험 및 연금협회(The Teachers Insurance and Annuity Association of America-College Retirement Equities Fund, TIAA)는 디지털 트윈을 이용해 신규 기관 고객의 가입에 따른 복잡성을 줄이고 있다. TIAA의 트윈은 제품 메타데이터, 업무 흐름, 중복된 상호 의존, 업무 규칙을 이용해 플랜 운영자의 서비스 플랜 선택을 검증한다. 

바이엘 크롭 사이언스(Bayer Crop Science)의 가상 공장에 의한 전략 개편. 바이엘 크롭 사이언스는 북미에 있는 9곳의 옥수수 종자 생산 설비의 가상 공장을 제작하였다. 이들 가상 공장은 각 공장의 장비, 공정 및 제품 흐름 특성, 재료 명세, 운영 규칙의 동적 디지털 복제물이다. 가상 공장은 업무의 실시간 뷰를 제공할 뿐 아니라 가정 분석(what-if analysis)을 시행해 새 전략을 분석하고, 대규모 구매 결정을 내리고, 장기 사업 계획을 수립하고, 공정을 개선한다.

소프트웨어 
디지털 트윈 소프트웨어 플랫폼은 사물인터넷(IoT) 센서 데이터와 여타 데이터를 융합해 자산 성과를 모니터하고 가상 시험을 실행한다. 컨설턴트인 이안 스케렛은 확장성 있는 트윈 플랫폼은 아래와 같이 6가지 핵심 기능을 갖는다고 말했다.

1. 디지털 트윈 수명주기 관리. 스케렛은 디지털 트윈이 물리적 자산을 구성하는 요건, 부분, 제어 시스템, 다시 말해 ‘디지털 스레드( digital threads), 디지털 마스터(digital maters)의 예시라고 설명했다. 예를 들어 풍차(windmill)의 디지털 마스터는 엔지니어링 다이어그램, 재료 명세, 소프트웨어 버전, 그리고 풍차 제작에 쓰이는 여타 인공물로 구성된다. 풍차의 디지털 트윈 플랫폼은 이 디지털 마스터를 활용하고, 시험 도구를 제공하고, 디지털 마스터에 기반해 디지털 트윈을 관리해야 한다. 이들 툴은 수백 개의 디지털 마스터와 수천 개의 디지털 트윈으로 확장될 수 있어야 한다. 

2. 단일의 진실 공급원. 플랫폼은 각 디지털 트윈의 정확한 상태를 업데이트해 제공할 수 있어야 한다. 예를 들어 정기 정비 시 한 자산이 다른 자산과 다른 부품 또는 펌웨어 버전을 갖게 될 수 있다. 플랫폼은 각 객체와 자산이 변경되는 순간 정확한 상태를 업데이트할 수 있어야 한다. 

3. 오픈 API. 플랫폼은 산업 사물인터넷(IIoT) 솔루션의 인터페이스 및 통합 지점이기 때문에 어떤 시스템이든지 이와 상호작용할 수 있도록 오픈 API를 제공해야 한다. 

4. 시각화 및 분석. 플랫폼은 디지털 트윈으로부터 나온 라이브 데이터의 시각화, 대시보드, 심층 분석을 생성할 수 있어야 한다. 라이브 데이터는 디지털 마스터와 연결되어야 한다.
 
5. 이벤트 및 프로세스 관리. 플랫폼은 플랫폼의 데이터를 바탕으로 실행될 수 있는 이벤트와 비즈니스 프로세스를 생성할 수 있어야 한다. 

6. 고객 및 이용자 관점. 플랫폼은 디지털 트윈 관계자 사이의 협업을 지원해야 한다. 이는 어떤 조직이 각 디지털 트윈을 소유하거나 운영하는지, 그리고 어떤 이용자에게 데이터 액세스가 허용되는지를 반영해야 한다. 

벤더
여러 조직이 자체적으로 디지털 트윈을 구축하고 있지만, 몇몇 인기 있는 플랫폼 사업자가 없지 않다. 아래와 같은 솔루션들이 있다.

• 아프리오리 디지털 매뉴팩추어링 시뮬레이션 소프트웨어(aPriori Digital Manufacturing Simulation Software)
• 오토데스크 디지털 트윈(Autodesk Digital Twin)
• 아일라 IoT 플랫폼(Ayla IoT Platform)
• AWS IoT
• 인터페이싱 테크놀로지(Interfacing Technologies)의 엔터프라이즈 프로세스 센터(Enterprise Process Center(EPC))
• 오라클 IoT 프로덕션 모니터링 클라우드(Oracle IoT Production Monitoring Cloud)
• GE의 프리딕스 플랫폼(Predix Platform)
• SAP 레오나르도 인터넷 오브 씽즈(SAP Leonardo Internet of Things)
 
시장 
디지털 트윈 시장은 급속한 속도로 성장 중이다. 마켓앤마켓(MarketsandMarkets)은 세계 디지털 트윈 시장 규모가 2020년 31억 달러였고, 2027년 635억 달러에 이를 것으로 전망했다. 이 시장조사기업은 디지털 트윈이 4차 산업 혁명의 (또는 인더스트리 4.0) 핵심 요소라고 생각한다.

마켓앤마켓은 자사 보고서에서 “인더스트리 4.0에서 디지털 트윈은 상호 연결된 제조 시스템을 개발하는 데 기여하는 사물 인터넷 등의 첨단 기술과 제조 기법을 통합할 것이다”면서 “따라서 디지털 트윈 기술은 기업이 인더스트리 4.0 표준을 구현하는 데 도움을 주는 이상적 해법인 듯하다”라고 말했다. 

이 회사는 자동차 및 운송 수단, 에너지 및 전력, 우주항공, 방위 연관 기업이 디지털 트윈 기술의 대표적인 최종 이용자라고 제시했다. ciokr@idg.co.kr
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