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'제조 넘어선 융합' 디지털 트윈 A to Z

2022.03.23 Keith Shaw, Josh Fruhlinger  |  Network World
디지털 트윈 기술은 제조업을 넘어 IoT, AI 및 데이터 애널리틱스가 융합된 세계로 옮겨갔다. 복잡한 ‘사물’이 데이터 생성 기능과 연결되면서 디지털 형태의 등가물을 보유하게 됐으며, 이런 디지털 등가물을 활용해 데이터 과학자와 기타 IT 전문가는 배포를 최적화해 최대 효율성을 끌어내고 기타 가상 시나리오를 만들 수 있는 능력을 갖추게 된다.
 
ⓒ Getty Images Bank

 
디지털 트윈이란 무엇인가

디지털 트윈은 물리적인 물체 또는 시스템을 디지털로 표현한 것이다. 디지털 트윈을 뒷받침하는 기술은 건물, 공장, 도시까지 확장되었고, 어떤 사람은 사람과 프로세스도 디지털 트윈을 보유할 수 있다고 주장하면서 개념을 더욱 확장했다.

디지털 트윈이라는 개념이 가장 먼저 시작된 곳은 NASA(National Aeronautics and Space Administration)다. NASA는 초창기 우주 캡슐의 실물 크기 모형을 만들어 지상에서 궤도 문제를 진단하는 데 사용했는데, 실물 크기의 모형은 결국 완전한 디지털 시뮬레이션으로 대체됐다. 

그러다가 가트너가 디지털 트윈을 2017년 10대 전략 기술 트렌드로 선정하면서부터 디지털 트윈이라는 용어가 유행하기 시작했다. 가트너는 “수십 억 개의 사물은 물리적 사물 또는 시스템의 동적 소프트웨어 모델인 디지털 트윈으로 표현될 것”이라고 말했다. 1년 후, 가트너는 “2020년까지 약 210억 개의 센서와 엔드포인트가 연결될 것이고 가까운 미래에 디지털 트윈은 수십 억 개의 사물을 위해 존재할 것”이라고 전망하며, 디지털 트윈을 다시 한번 최고 트렌드로 지목했다.

본질적으로 디지털 트윈이란 물리적 대상 또는 시스템에 대한 실제 데이터를 입력으로 삼고, 해당 대상 또는 시스템이 이런 입력으로 인해 받는 영향을 예측 또는 시뮬레이션해 출력을 생성하는 컴퓨터 프로그램이다. 


디지털 트윈이 작동하는 방법

전문가, 특히 데이터 과학자나 응용 수학 전문가가 디지털 트윈을 구축하면서 생명력을 부여한다. 이들 전문가는 모방할 대상 또는 시스템의 기초가 되는 물리학을 연구하고, 연구 데이터를 사용해 디지털 공간에서 실제 원본을 시뮬레이션하는 수학적 모델을 개발한다.  

디지털 트윈은 실제 상대의 데이터를 수집하는 센서에서 입력 신호를 수신할 수 있도록 구성된다. 이를 통해 성능 및 발생할 수 있는 문제에 대한 인사이트를 제공하는 프로세스에서 물리적 상대를 실시간으로 시뮬레이션할 수 있다. 물리적 상대의 프로토타입을 기반으로 디지털 트윈은 설계하는 것도 가능한데, 이 경우 디지털 트윈의 피드백을 바탕으로 프로토타입을 개선할 수 있다. 또한 프로토타입을 물리적인 버전으로 제작하기 전에 그 자체로 프로토타입 역할을 할 수도 있다. 

기술 소프트웨어 엔지니어링 업체 에니람(Eniram)은 전 세계 상업 물자의 대부분을 운반하는 대규모 컨테이너선의 디지털 트윈을 제작하는데, 이는 매우 복잡한 종류의 디지털 트윈 응용 사례다. 그러나 디지털 트윈은 개발자가 원하는 만큼 복잡하거나 단순화하게 만들 수 있다. 또한 구축 및 업데이트에 사용하는 데이터의 양에 따라 물리적인 대상을 얼마나 정확하게 모방하는지가 결정된다. 예를 들어, 블록체인 기반 데이터베이스 솔루션 업체 빅체인DB(BigchainDB)이 소개한 튜토리얼에는 몇 가지 입력 변수만으로 주행 거리를 계산할 수 있는 자동차의 간단한 디지털 트윈을 만드는 방법이 개략적으로 설명돼 있다. 
 

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