미래 지향적인 사업 운영을 위해 디지털 트윈 기술은 실물 또는 디지털 제품의 효율적인 생성, 문제 해결, 업데이트 및 혁신을 지원합니다. 이 기술에 대해 아직 잘 모르신다면, 지금부터 자세히 알아보겠습니다!
사물 인터넷(IoT)을 통해 기업은 현실 세계에서 방대한 양의 데이터를 수집할 수 있게 되었습니다. 상업적 목적으로 활용되는 IoT는 다양한 제조 및 서비스 제공 프로세스를 혁신하고 있습니다. 또한, 기업이 신규 및 기존 제품/서비스에 대한 실시간 시뮬레이션을 제작하는 데에도 중요한 역할을 합니다.
IoT 기반의 고도화된 시뮬레이션, 즉 디지털 트윈 개념은 현장에서 수집된 정확한 데이터를 기반으로 합니다.
디지털 트윈 개념을 기술적 및 이론적으로 이해하는 것은 무한한 기회를 제공합니다.
디지털 트윈 솔루션을 개발하는 에이전시를 운영하거나, 대기업에서 고액 연봉의 일자리를 얻을 수 있습니다. 물론, 이 기술을 직접 사업에 활용할 수도 있습니다. 그럼, 디지털 트윈에 대해 모든 것을 자세히 알아볼까요?
디지털 트윈이란 무엇인가?
디지털 트윈은 물리적 제품, 자산, 인력, 비즈니스 프로세스 워크플로 및 디지털 소프트웨어의 가상화된 컴퓨터 모델입니다.
제품 수명 주기 동안 디지털 트윈은 센서와 설문 조사로부터 실시간 데이터를 수집합니다. 데이터 분석 알고리즘은 이렇게 수집된 데이터를 분석하여 미래 예측을 제공합니다.
이를 통해 제품 개발팀은 제품을 디버깅하고, 다음 개발 주기에 제품을 개선하며, 새로운 비즈니스 아이디어를 발굴하는 등 다양한 활동을 수행할 수 있습니다.
비즈니스와 관련된 모든 것에 디지털 트윈을 적용할 수 있습니다. 간단한 제품 창고부터 회사 본사, 우주선, 해상 석유 시추 시설, 하이퍼루프 시스템, 고객 관계 관리(CRM) 및 사이버 보안 소프트웨어에 이르기까지 모든 것을 컴퓨터 프로그램 내에서 복제할 수 있습니다.
디지털 트윈은 어떻게 작동하는가?
디지털 트윈의 첫 단계는 물리적 객체의 그래픽 복제본을 만드는 것입니다. 예를 들어, 사무실 건물의 디지털 복제본을 만들고 싶다면 건물 설계에 사용되는 CAD 소프트웨어를 활용합니다. 또한 3D 스캐너를 사용하여 건물의 다양한 내부 공간을 스캔하여 더욱 사실적인 디지털 복제본을 만들 수도 있습니다.
다음 단계는 데이터 수집을 위한 IoT 장치를 배치하는 것입니다. 온도 조절 장치, 광학 문자 인식(OCR) 기능이 있는 스마트 보안 카메라, 메시 Wi-Fi 장치, 온도 센서, 습도 센서, 공기 센서, 주변 소리 센서 등이 여기에 포함됩니다.
이러한 IoT 장치 및 센서로부터 수집된 중요한 데이터는 하나 이상의 에지 분석 장치를 통해 수집됩니다. 로컬 분석 후, 데이터는 클라우드에 저장되고, 분석 결과는 CAD 모델과 함께 사용되어 컴퓨터 상에서 건물의 실시간 모델을 구축하는 데 활용됩니다.
디지털 트윈은 건물 내부에서 일어나는 모든 활동을 복제합니다. 지속적인 데이터 스트림을 통해 발자국, 전력 사용량, Wi-Fi 범위, 에어컨 사용량, 최적의 상업 공간 활용 등을 예측할 수 있습니다.
디지털 트윈의 종류
#1. 비즈니스 자산 트윈
둘 이상의 비즈니스 구성 요소가 협력하여 가치 있는 결과를 창출하는 경우, 이를 비즈니스 자산이라고 합니다. 이러한 자산의 디지털 트윈을 생성하면 자산 트윈을 얻게 됩니다.
이러한 디지털 복제본은 구성 요소의 실제 상호 작용을 연구하고 프로세스 개선을 위한 성과 데이터를 수집하는 데 유용합니다.
#2. 부품 또는 구성 요소 트윈
구성 요소 또는 부품 트윈은 비즈니스 프로세스의 가장 작은 단위에 대한 디지털 복제본입니다. 예를 들어, 컨베이어, 로봇 팔 등은 시뮬레이션 목적으로 컴퓨터 프로그램에서 디지털 방식으로 모델링될 수 있습니다.
#3. 유닛 또는 시스템 트윈
유닛 트윈은 제품 또는 완제품의 중간 제품을 생산하는 비즈니스 시스템에 대한 실시간 작업 데이터가 포함된 디지털 복제본입니다. 예를 들어, 생수 병입 기계는 포장된 생수를 라벨링 장치에 제공하는 유닛 트윈을 생성할 수 있습니다.
#4. 프로세스 또는 워크플로 트윈
워크플로 또는 프로세스 수준의 디지털 트윈은 디지털 복제본의 최고 단계입니다. 예를 들어, 실제 차량 제조 공장의 디지털 시뮬레이션을 생성하는 것이 프로세스 트윈입니다.
프로세스 트윈은 인력, 로봇 자산, 생산 장치 및 기타 소규모 장비가 함께 작동하여 자동차를 생산하는 과정을 보여줍니다.
디지털 트윈 vs. 시뮬레이션
두 용어 모두 비슷하게 들릴 수 있지만, 아래 표에서 미묘한 차이점을 확인할 수 있습니다.
기능/속성 | 디지털 트윈 | 시뮬레이션 |
규모 | 소규모 비즈니스 시스템부터 대규모 제조 공장까지 | 일반적으로 기업은 특정 소규모 요구 사항에 대해 시뮬레이션을 사용합니다. 예를 들어, 비행기 조종 또는 사이버 공격 시뮬레이션 등 |
실시간 데이터 | 디지털화된 객체가 작동하는 환경에서 수집된 실시간 데이터는 디지털 트윈 기술의 핵심입니다. | 시뮬레이션은 실시간 데이터 입력을 필요로 하지 않습니다. |
학습 범위 | 전체 비즈니스 또는 세부 작업을 연구할 수 있습니다. | 시뮬레이션은 한 번에 하나의 작업에 초점을 맞춥니다. |
인사이트 공유 | 디지털 트윈은 결과 인사이트를 물리적 객체 또는 프로세스와 자동으로 공유합니다. | 시뮬레이션은 인사이트를 자동으로 공유하지 않습니다. 결과를 수동으로 구현해야 합니다. |
디지털 트윈 활용 사례
#1. 제조
디지털 트윈은 제품의 수명 주기를 반영하기 위해 사용됩니다. 따라서 설계 단계부터 완제품 생산 및 그 이후의 모든 단계에서 디지털 트윈은 제품 개발에 필수적인 요소입니다.
#2. 의료
제품과 서비스와 마찬가지로 환자 역시 디지털 트윈 기술의 혜택을 받을 수 있습니다. 다양한 의료 IoT 장치는 다양한 수준에서 데이터를 수집합니다.
전문가들은 이러한 의료 데이터와 치료 전략을 디지털 복제본에 적용하여 상황을 시뮬레이션할 수 있습니다. 이러한 접근 방식은 의료적 상태를 치료하기 위한 최적의 방법을 찾는 데 도움이 됩니다.
#3. 자동차
차량은 여러 종류의 복잡하고 가변적이며 상호 작용하는 시스템으로 구성되어 있습니다. 설계자와 엔지니어는 자동차 설계 및 제조 분야에서 디지털 트윈을 광범위하게 사용합니다.
이러한 접근 방식을 통해 차량을 개선하고 생산 비용을 최소화하며 자동차 산업에 막대한 수익을 창출할 수 있습니다.
#4. 소매
대형 쇼핑 체인은 이미 쇼핑몰 및 광장에 디지털 트윈 기술을 적용하고 있습니다.
그들은 제품 진열, 포장, 특정 브랜드 선호도, 가격 고려 사항 등 고객 감정을 추적하는 IoT 장치를 통해 고객 데이터를 수집합니다.
이 데이터를 분석하여 소매 마케팅 팀은 판매를 극대화하기 위한 소매 전략을 수립할 수 있습니다.
IoT에서 디지털 트윈의 활용
IoT와 디지털 트윈 기술은 밀접하게 연결되어 있습니다. 실제 객체에 대한 실시간 데이터를 수집하고, 이를 컴퓨터 서버의 디지털 복제본으로 전송하려면 IoT 장치를 배치해야 합니다.
IoT 장치는 서로 통신하고 중앙 서버와 통신하여 모니터링 대상인 물리적 객체에 대한 전체적인 데이터를 쉽게 수집할 수 있도록 합니다. IoT 장치는 디지털 트윈 모델이 성능 통찰력을 분석하고 제시할 수 있도록 지속적으로 데이터를 제공합니다.
마찬가지로, IoT 제조업체는 하나의 장치 또는 전체 가정 또는 사무실의 디지털 복제본을 생성하여 개발하려는 다양한 IoT 장치의 효율성을 테스트할 수도 있습니다.
예를 들어, IoT 제조업체는 CAD 소프트웨어와 실제 주택의 3D 스캔 데이터를 사용하여 스마트 홈 시뮬레이션을 구축할 수 있습니다. 이후, 디지털 트윈에서 다양한 IoT 장치를 다른 위치에 배치하고, 가정 Wi-Fi 연결 상태나 개선이 필요한 부분 등을 확인할 수 있습니다.
디지털 트윈의 이점
디지털 트윈 기술을 도입했을 때 얻을 수 있는 비즈니스상의 이점은 다음과 같습니다.
#1. 효율성 향상
신제품이 제조 단계에 있을 때, 전체 프로세스를 실시간으로 최적화하고, 결함이 있는 장비를 교체하며, 사고를 예방하고 시스템 다운타임을 최소화할 수 있습니다.
#2. 비용 효율적인 R&D
실제 제품 또는 서비스의 디지털 트윈 복제본을 사용하면 중앙 집중식 서버에 수많은 성능 데이터가 축적됩니다.
따라서 데이터를 분석하고 예측 및 가설 수립에 활용할 수 있습니다. 이러한 가설이 유효하면 기존 제품 및 서비스에서 새로운 제품, 서비스 또는 수익 모델을 발견할 수 있습니다.
#3. 성능 향상
또한 IoT를 사용하여 실시간 데이터를 수집하고 디지털 트윈에 데이터를 반영함으로써 제품 및 서비스의 지속적인 최고 성능을 보장할 수 있습니다.
예를 들어, 예정된 시스템 오류는 자동으로 화면에 나타납니다. 따라서 공정을 안전하게 종료하고 장비를 즉시 교체하여 생산 시간 손실을 방지할 수 있습니다.
#4. 간편한 모니터링
위험한 제조 장비의 경우, 디지털 트윈 모델을 사용하여 원격 모니터링을 활용할 수 있습니다.
#5. 예측
제조 및 숙박 산업은 대량 주문에 대한 생산 또는 서비스 능력을 정확하게 예측할 수 있습니다.
#6. 최소 생산 시간
또한 디지털 트윈에서 다양한 결함 및 문제를 시뮬레이션함으로써 제품의 결함, 불순물 및 생산 시간을 크게 단축할 수 있습니다. 문제에 대한 솔루션을 찾아 제품에 적용하여 품질을 개선할 수 있습니다.
#7. 제품 수명 종료 관리
제조업체는 프로토타입을 생산하기 전에 제품 수명 종료 관리 또는 재활용 전략을 사전에 계획할 수 있습니다.
디지털 복제본은 또한 제품 설계자가 더 안전한 대안을 사용할 수 있도록 유해 물질에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다.
디지털 트윈의 과제
다른 신기술과 마찬가지로 디지털 트윈도 몇 가지 문제에 직면해 있으며 다음과 같습니다.
- IoT 센서는 디지털 트윈 프로그램을 위해 실제 세계에서 방대한 양의 데이터를 수집합니다. 그러나 이렇게 거대한 데이터 세트를 효율적이고 시기적절하게 분석하는 것은 큰 과제입니다.
- 데이터를 분석하기 전에 데이터 정리 및 서식 지정을 통해 데이터를 처리해야 합니다. 이 과정 또한 병목 현상을 유발할 수 있습니다.
- 테라바이트 단위의 데이터가 수집되고 있으므로, 비즈니스 인사이트를 추출할 때까지 안전하게 보관해야 합니다. 안전한 데이터 저장 비용은 매일 증가하고 있습니다.
- 디지털 트윈 기술은 IoT에 크게 의존합니다. 그리고 IoT는 유지보수, 대용량 스토리지, 고속 인터넷 및 보안 모니터링이 필요한 비용이 많이 드는 인프라입니다.
- 디지털 트윈 생성 도구를 소비 소프트웨어와 통합하는 것은 큰 과제입니다. 대규모 소프트웨어 개발자는 제품 수명 주기 관리(PLM) 소프트웨어용 CAD 통합과 같은 일대일 통합을 생성합니다. 따라서 독점 및 벤더 종속의 가능성이 있습니다.
- 생산 프로세스, 공급망, 재고 등의 내부 데이터를 공유하지 않으려는 타사 공급업체로 인해 디지털 트윈 정보 흐름이 제한될 수 있습니다.
- 마지막으로, 이 기술은 매우 복잡하고 학습 곡선이 가파릅니다. 인력을 단기간에 교육하는 것은 불가능합니다. 처음에는 고액 연봉의 전문가를 고용해야 할 수 있습니다.
다음으로 디지털 트윈 기술의 미래를 살펴보겠습니다.
디지털 트윈의 미래
디지털 트윈의 미래 성장은 주로 인공 지능과 머신 러닝에 의존할 것입니다. 기술이 발전함에 따라 소유 비용이 낮아지기 때문에 기업은 가장 고가의 자산과 프로세스부터 시작하여 비즈니스 성장과 관련된 모든 영역으로 이 기술을 확대 적용할 것입니다.
Fortune Business Insights에 따르면 디지털 트윈 기술의 시장 점유율은 2029년까지 964억 9천만 달러에 이를 것으로 예상됩니다.
미래에는 디지털 트윈 구현에 클라우드 컴퓨팅, 증강 현실 및 IoT의 참여도 증가할 것입니다. 따라서 이러한 분야는 숙련된 전문가에 대한 수요가 급증할 것입니다.
학습 자료
산업용 디지털 트윈 구축
디지털 트윈 기술을 사용하여 최소 실행 가능 제품(MVP)을 구축하는 방법을 배우려면 “Building Industrial Digital Twins” 책을 읽어보세요.
이 책에서는 Microsoft Azure Digital Twin 사용자 인터페이스, 디지털 트윈 기술을 사용하여 산업 자산과 제품을 설계, 운영 및 유지 관리하는 방법, 그리고 이 첨단 기술의 실제 비즈니스 적용 및 실제 사용 사례를 다룹니다.
디지털 트윈 완전 가이드
“Digital Twin A Complete Guide”는 디지털 학습 자료와 문고판 책으로 구성되어 있습니다.
이 자료를 학습하여 디지털 트윈 기술에 대한 질문 및 답변 능력을 개발할 수 있습니다. 또한 책의 말미에는 자기 평가 섹션이 있습니다.
디지털 트윈: 초보자 가이드
“Digital Twin: Beginner’s Guide”는 비즈니스 문제 해결에 디지털 트윈 기술이 필요한지 평가하는 데 도움을 줍니다. 또한, 디지털 트윈에 대한 인력 교육 필요성을 이해하는 데도 유용합니다.
다양한 평가 모듈은 특히 컨설턴트, 자문가, 관리자, 전문가 등에게 도움이 됩니다.
디지털 트윈: 새로운 디지털 혁명을 위한 철학
디지털 트윈 가상 과정을 수강함으로써 디지털 트윈 기술의 존재, 현실 및 미래 발전에 대한 이해도를 높일 수 있습니다.
이 33분 분량의 학습 콘텐츠는 다음 사항에 중점을 둘 것입니다.
- 새로운 디지털 트윈 프로토콜
- 디지털 트윈 시대의 BIM(빌딩 정보 모델링)
- 트윈 원리
- 디지털 혁명
이 과정에는 5개의 비디오 강의가 포함되어 있습니다.
디지털 트윈: 포괄적인 개요
이 디지털 트윈 종합 개요 과정은 디지털 트윈 개념과 기술을 처음부터 배우는 데 적합합니다. 18개 섹션에 46개의 비디오 강의가 포함되어 있으므로, 핵심 내용을 이해할 때까지 충분히 반복 학습할 수 있습니다.
이 과정은 Industry 4.0, 디지털 트윈 구현, 과제, 경력 기회 등을 다룹니다.
마지막 말
지금까지 디지털 트윈의 기본 개념을 기초적인 수준에서 살펴보았습니다. 또한, 비즈니스, 에이전시 또는 전문가로서 디지털 트윈 기술을 마스터하는 데 도움이 될 수 있는 몇 가지 학습 및 읽기 자료를 알아보았습니다.
다음으로는 최고의 사이버 공격 시뮬레이션 도구에 대해 알아보시기 바랍니다.