DIGITAL TWIN

디지털 트윈(Digital Twin) 기술은 물리적 완전한 디지털 복제본을 생성하여 실시간 모니터링, 예측 분석, 그리고 가상 테스트를 가능하게 하는 핵심 기술이다.

A Digital Twin is a virtual representation of an object or system that spans its lifecycle, is updated from real-time data, and uses simulation, machine learning, and reasoning to help decision-making.

Digital Twin An Incredible History Started by NASA

디지털 트윈은 놀랍게도 그 시작은 인류의 위대한 도전이었던 우주 탐사에서 찾을 수 있다. 바로 1960년대 NASA의 아폴로 임무를 위해 만들어진 "살아있는 모델(living models)"이 그 원형이다.

아폴로 13호는 계획대로 협정세계시(UTC) 1970년 4월 11일 오후 7시 13분에 발사되었으며, 미국 중부 표준시 기준으로 4월 13일에 산소탱크가 폭발했다. 우주비행사들을 안전하게 지구로 데려오기 위해서, 훈련에 사용된 시뮬레이터가 쓰였다. 이 시뮬레이터는 아폴로 13호에서 보내오는 각종 데이터를 실시간으로 입력하며 우주선과 동일한 상태를 유지하는, 말 그대로 '살아있는' 쌍둥이였다. 관제사들은 이 지상의 '쌍둥이'를 이용해 다양한 해결책을 시도하고 시뮬레이션하며 가장 안전한 방법을 찾아냈고, 마침내 기적적으로 비행사들을 무사히 귀환시킬 수 있었다.

이것이 바로 디지털 트윈의 개념이 실제로 적용된 첫 사례로 꼽힌다. 비록 당시에는 '디지털 트윈'이라는 용어가 없었지만, 물리적 실체와 데이터를 기반으로 동기화된 가상 모델을 만들어 문제를 해결한다는 핵심 아이디어는 정확히 일치했다.

NASA의 '살아있는 모델'에서 시작된 디지털 트윈은 이제 제조업, 스마트 시티, 헬스케어, 에너지 등 거의 모든 산업 분야에서 혁신을 이끄는 핵심 기술로 자리 잡았다. 단순히 현실을 복제하는 것을 넘어, 센서와 데이터를 통해 실시간으로 상태를 파악하고 시뮬레이션을 통해 미래에 발생할 수 있는 문제를 예측하고 최적의 해결책을 제시한다.

Vehicle Digital Twin

차량 디지털 트윈은 단순히 자동차의 3D 모델을 만드는 기술이 아니다. 현실의 자동차와 똑같이 생각하고 움직이는 '가상 쌍둥이'를 만드는 것이다. 이 쌍둥이는 실제 차량에 부착된 수많은 센서로부터 데이터를 실시간으로 전송받아 자신의 상태를 계속 업데이트한다. 반대로, 가상 세계에서 수천, 수만 번의 시뮬레이션을 통해 얻은 최적의 운행 방법이나 고장 예측 정보를 실제 차량에 전달하기도 한다.

이처럼 현실과 가상이 서로의 정보를 끊임없이 주고받으며 함께 진화하는 '폐루프(Closed-loop) 시스템'이 바로 차량 디지털 트윈의 핵심이다.

Data Twin

데이터 트윈은 현실 세계의 사물, 시스템, 프로세스 등을 가상 세계에 동일하게 구현한 것을 의미한다. 이를 통해 실시간으로 데이터를 수집하고 분석하여 현실 세계의 문제점을 파악하고 예측하며, 나아가 시뮬레이션을 통해 최적의 의사 결정을 지원하는 기술이다.

특징:

  • 실시간 연동: 현실 세계의 변화를 즉각적으로 반영하여 가상 모델에 업데이트한다.
  • 시뮬레이션: 가상 모델을 통해 다양한 시나리오를 시뮬레이션하여 문제점을 파악하고 해결책을 모색할 수 있습다.
  • 데이터 분석: 수집된 데이터를 분석하여 추세, 패턴, 이상 징후 등을 파악하여 의사 결정에 활용한다.
  • 예측 분석: 과거 데이터와 현재 데이터를 기반으로 미래를 예측하여 문제 발생 전에 예방 조치를 취할 수 있다.

장점:

  • 비용 절감: 시뮬레이션을 통해 문제점을 미리 파악하고 해결하여 실제 설비나 시스템의 유지보수 비용을 절감할 수 있다.
  • 생산성 향상: 실시간 모니터링 및 데이터 분석을 통해 생산 과정을 최적화하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
  • 안전성 강화: 잠재적인 위험 요소를 미리 파악하고 예방하여 안전사고 발생 가능성을 줄일 수 있다.
  • 의사 결정 지원: 다양한 시뮬레이션 결과를 바탕으로 최적의 의사 결정을 지원한다.