디지털트윈으로 연결된 세상

 In BlockChain, Digital Economy, IoT, Machine Learning/AI, SIDG

실물 자산, 제품, 기계 설비와 함께 살아 숨쉬는 디지털트윈은 물리적 세상과 디지털 세상을 연결해 더 높은 성과를 내고 더 나은 세상을 만든다.

여기는 북극. 평균 시속 160 킬로미터. 세찬 바람이 분다. 거센 바람 속 저 멀리 런던의 명물 런던아이(London Eye)보다 더 높은 풍력 발전기가 천천히 돌고 있다. 

문제는 이제부터다. 수십 대나 되는 풍력 발전기를 하나씩 돌아가며 정기 점검을 해야한다. 메서운 바람도 문제지만, 과연 어디에 문제가 있을지는 열어봐야 알 수 있다. 혹독한 추위 속에서 얼마나 걸릴지 막막하다.

물리적 세상에만 의존하다보면 이처럼 기계설비가 있는 곳으로 가서 일일이 점검을 해야만 상태를 알 수 있다. 문제를 발견해도 해결책을 찾고 필요한 부품을 얻어 정비를 마치기까지 상당한 시간이 걸린다. 핀란드에 본사를 두고 있는 발전회사 아틱윈드(북극의 바람, Arctic Wind)가 실제로 겪고 있던 문제다. 

디지털트윈이 똑똑해

아틱윈드는 정기점검 인력을 파견해 수십 대의 풍력 발전기를 수작업으로 일일이 점검하는 대신, 각 발전기에 네 개씩 센서를 부착하고 여기서 나오는 데이터를 감시, 분석해 실시간으로 상황 변화를 알려주는 SAP사의 디지털트윈(digital twin)을 도입했다. 

디지털트윈은 단순한 3차원 모델이 아니라 센서 데이터를 활용해 기계 설비나 제품의 상태를 실시간으로 감시, 분석, 예측해 비즈니스에 실질적인 도움을 주는 기술이다. 기계 설비가 있는 현장으로 직접 찾아가지 않고서도 현재와 미래의 상태를 감시, 분석, 예측할 수 있다. 

아틱윈드의 직원들은 이제 언제 어디서나 문제가 예상되는 풍력 발전기의 디지털트윈을 확인하고 적정 부품과 인력을 꼭 필요한 현장에만 파견한다. 북극의 거센 바람에 노출되는 시간을 줄여 직원을 안전하게 보호하고 정기점검에 드는 비용과 노력도 대폭 줄이면서 발전 설비는 늘 건강한 상태로 유지한다. 

사실 물리적인 세상에서는 직접 설비 앞에 서 있다고 해도 뚜껑을 열어보기 전에는 상태를 정확히 알 수가 없다. 하지만 디지털트윈은 설비의 건강상태를 모두 기록해 두고 이상이 생기기 전에 미리 조치를 취한다. 이런 점에서 데이터로 무장한 디지털트윈은 물리적인 자산이나 제품, 기계 설비보다 더 똑똑하다. 

디지털트윈은 보고 생각하고 실천한다

최근에는 머신러닝(기계학습, ML)과 인공지능(AI) 기술을 접목해 실시간 설비 사용 데이터와 성능 데이터에서 패턴을 파악하고 학습한 결과에 따라 개선방안을 제안하고 직접 조치를 취하며 자동화 하는 추세다. 제너럴일렉트릭(GE)에서는 디지털트윈을 머신의 마인드라고 정의한다.

디지털트윈은 보고 생각하고 실천한다. 센서 데이터를 토대로 모델을 만들고 훈련을 통해 더 나은 모델을 완성해 가는 머신러닝이 중요한 역할을 한다. 문제가 예견될 때 개선안을 찾아가는 추론을 통해 운영을 최적화한다. 또한 상황을 담당자에게 알리고 실제 기계설비를 제어할 수 있는 엣지 컨트롤을 통해 개선 조치를 취한다.

디지털트윈은 홀로 존재할 때보다 서로 연결될 때 제대로 된 큰 그림이 보인다. 디지털트윈으로 구성된 네트워크와 여기서 얻은 정보와 지식, 지능을 공유할 때 비로소 고객의 가치사슬 전반에 걸쳐 생생한 통찰을 얻을 수 있다. 디지털트윈에 관한 정보를 안전하게 믿고 공유할 수 있도록 블록체인(blockchain) 기술을 접목한다. 

결국 머신러닝, 인공지능, 블록체인 등의 기술을 접목해서 기계설비와 제품의 운영 현황을 감시(모니터), 분석하고 관련자들과 공유한다면 완벽 통합된 디지털 산업의 발전을 앞당길 수 있다. 실시간 사용 데이터와 성능 데이터를 활용해 운영을 자동화, 학습, 개선한다면 새로운 사업모델과 시장을 만들고, 더 나은 성과를 올릴 수 있다. 

디지털트윈은 4 산업혁명의 핵심 요소

디지털 기술은 기하급수적으로 발전한다. 여기에 연결의 힘이 더해지면 기술의 파급효과는 걷잡을 수 없이 증폭되며 무한한 가능성을 열어준다. 디지털트윈도 마찬가지다. 

세상만물이 서로 연결되는 사물인터넷(IoT, Internet of Things) 세상에서는 디지털트윈도 서로 연결해야 한다. 이를 통해 제품이 어떻게 생산되는지, 생산 설비는 어떤 상태인지, 배송 과정은 원활한지, 제품을 받은 고객이 어떻게 사용하는지 등을 한 눈에 파악할 수 있다. 

개인화와 맞춤화로 대변되는 4차 산업혁명 혹은 인더스트리 4.0 시대에는 대량생산 체계의 장점을 살려 경제적으로 맞춤 제품을 만들 수 있다. 산업혁명 이전 세상의 맞춤 구두보다 좋은 점이라면 예컨대 구두의 디지털트윈을 통해 실제로 구두가 얼마나 빨리 닳는지, 어떤 문제가 예상되는지를 파악해 개인별로 개선 제안까지 가능하다는 점이다. 

제품의 개인화는 이처럼 개개인의 실제 사용 패턴에 따라 제품을 개선하고 더 나은 제품을 만들 수 있다는 점에서 중요한 개념이다. 쓸수록 더 좋아지는 제품이 바로 인텔리전트 제품이다. 마찬가지로, 거래를 하면 할수록 나를 더 잘 알고 기억해서 맞춰주는 기업이 인텔리전트 엔터프라이즈다. 

디지털트윈은 복분자보다 강력한 모분자–모니터(감시), 분석, 자동화–로 대변되는 4차 산업혁명 시대의 핵심 요소로서 인텔리전트 엔터프라이즈로의 변혁을 앞당긴다. 디지털트윈으로 눈에 보이는 경영을 실현하고, 실시간 현황을 토대로 더 나은 미래를 예측하고 만들어 가는 지능형 기업으로 거듭날 기회를 잡아야 할 때가 아닐까?

지능형기업(인텔리전트 엔터프라이즈)의 핵심역량 중 하나인 가시성(visibility) 확보를 위해서는 사물인터넷(IoT, Internet of Things) 기술과 빅데이터 분석, 관련 업무 프로세스를 연결하는 실시간 통찰이 필요하다. 최근 들어 인텔리전트 엔터프라이즈의 기치를 내걸고 있는 SAP사의 SAP Leonardo IoT는 이러한 실시간 통찰을 적시에 관련 프로세스 담당자에게 전달해 준다.

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