mecㆍviewer v1.4 :: [ETRI보도자료] ETRI, ‘디지털 트윈’ 활용·확산 선도한다

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배포일자 : 2022.08.17.(수)				배포번호 : 2022-41호
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ETRI, ‘디지털 트윈’ 활용·확산 선도한다

- 가상공간 속 진짜 세상 ‘디지털 트윈’ 사용설명서 개정판 발간

- 세계 최초 디지털 트윈 ISO 국제표준 제정, 산업·공공 활용성↑

디지털 전환의 시대, 디지털 트윈 기술은 인공지능(AI), 5G 등과 함께 세상을 바꿀 제4차 산업혁명 핵심 기술로 평가받고 있다. 국내 연구진이 이런 가상공간 속의 진짜 세상, ‘디지털 트윈’기술을 어떻게 활용할 수 있을지 설명한 지침서를 펴냈다. 또한, 세계 최초로 디지털 트윈 국제표준을 제안, 개발하여 제정·발간까지 완료하는 등 디지털 트윈 활용·확산을 선도하고 있다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 다양한 산업·공공 분야에서의 디지털 트윈 기술 활용방안을 제시한 『디지털 트윈의 꿈』 개정판을 발간했다고 밝혔다. 아울러 국제표준화기구(ISO)에 세계 최초로 ‘디지털 트윈’관련 국제표준안을 제안, 지난해 10월 ISO 23247로 개발을 완료하여 발간·배포하는 성과를 거두었다.

디지털 트윈 기술은 가상공간에서의 시뮬레이션을 통해 현실에서의 문제를 발견하고 대비하거나 해결할 수 있다. 이에 따라 제조·에너지 등 산업뿐만 아니라 환경, 재난재해, 도시와 같은 공공 분야에서도 디지털 트윈 기술이 점차 확산되고 있다.

ETRI가 이번 개정하여 발간한 『디지털 트윈의 꿈』은 다양한 분야의 산업 현장과 사회의 문제를 해결하는 데 디지털 트윈을 어떻게 활용해야 하는지 기술 수요자 측면에서 청사진을 제시한다.

현재의 디지털 트윈 기술개발 중에서는 본질적 문제 해결에는 미흡하고 가시적으로 화려한 형상 표현에 그치는 경우들이 종종 발생한다. 디지털 트윈에 대한 이해, 개발 시간, 예산, 인력 부족 등 다양한 원인이 복합적으로 작용하고 있기 때문이다. 이에 따라 보고서에서는 산업 특성에 맞는 적정한 투자와 함께 디지털 트윈의 개념과 이해에 대한 사전 고려가 선행되어야 함을 중요하게 다루고 있다.

이번 보고서에서는 기존의 ▲디지털 트윈 데이터 모델링 ▲서로 다른 디지털 트윈 간 연동 및 인터페이스 ▲형상화 충실도 및 가시화 충실도 ▲충실도 설계 기준 ▲수준 성숙도 진단모델이 보완되었다. 또한, ▲AR·VR·MR, CPS, 메타버스 등 기타 관련 기술과의 연계 등에 대한 연구 성과 ▲디지털 트윈의 개념과 정의, 기대효과 ▲디지털 트윈 종류와 모델 결합 ▲상호운용성 ▲생애주기 관리와 디지털 쓰레드(Digital Thread) ▲참조모델, 모델링 방법을 추가하여 기술 수요자의 이해를 돕고 있다.

또한, 연구진은 디지털 트윈 기술의 국제표준화 부문에서도 혁혁한 성과를 거뒀다. 지난 2018년, 세계 최초로 디지털 트윈 관련 국제표준안을 제안, 미국·프랑스·영국·독일·일본 등 여러 국가와 함께 개발하여 지난해 10월 ISO 23247 시리즈 표준 개발을 완료하였다. ISO 23247은 제조 분야에 디지털 트윈을 적용하기 위한 프레임워크 기술을 정의한 표준 문서이다. 디지털 트윈 기술에 대한 일반적 적용 사항들을 담고 있어 제조업뿐만 아니라 다른 산업 분야에서도 활용할 수 있는 범용적인 표준이다. 이에 따라 국가기술표준원에서도 KS 표준으로 제정을 추진하여 심의 단계를 거치며 발간 준비 중이다.

ETRI는 현재 ISO 23247을 바탕으로, 가전제품 제조 공정 대상의 대규모 확장성 분산 시뮬레이션을 지원하는 제조 디지털 트윈 프레임워크 개발과 반도체 잉곳 성장 설비에 대한 운영 최적화 표준화를 진행하고 있다. 또한, 미국의 보잉·록히드마틴과 스웨덴의 샌드빅과 같은 산업체도 ISO 23247을 적용한 제조 시나리오를 공개하는 등 그 활용성을 인정받고 있다.

강신각 ETRI 표준연구본부장은 “디지털 트윈은 해결하고자 하는 현실의 문제를 가상공간에서 직관적으로 풀 수 있도록 하는 디지털 전환 시대의 핵심 기술이다. 이 보고서와 표준이 연구자와 기술을 활용하고자 하는 다양한 산업 분야의 기업, 수요자에게 길잡이가 될 수 있길 바란다.”고 밝혔다.

연구진은 향후 총 4부로 이뤄진 ISO 23247시리즈에 더하여, 제품 생애주기 동안 디지털 트윈과 물리적 객체를 데이터로 연결하고 관리하여 디지털 트윈이 생성된 이후 모든 시점에서 필요한 데이터의 추적 및 활용을 지원하는 디지털 쓰레드(제5부) 표준 개발을 추진하고 있다. 또한, 대규모의 디지털 트윈을 구성하기 위하여 개별 단위의 디지털 트윈들을 블록과 같이 조립하여 하나의 시스템처럼 동작시키는 디지털 트윈 컴포지션(제6부) 표준 개발도 같이 준비하고 있다. 제5부와 제6부는 2023년 본격적인 개발을 시작하여 2025년에 표준 제정을 목표로 추진 중이다.

<보도자료 본문 끝>

참고1

『디지털 트윈의 꿈』 표지

참고2

디지털 트윈 관련 국제표준안(ISO 23247) 관련 참고자료

제조 분야의 디지털 트윈은 관찰 가능한 제조 요소와 이를 목적에 맞게 디지털 표현을 하고, 제조 요소와 디지털 표현 간 동기화가 이루어지는 것이다. 디지털 트윈은 전체 제품 수명 주기에 걸쳐 존재할 수 있으며, 제조 시스템의 성능을 향상시키기 위해 가상 환경(고충실도, 다중 물리, 외부 데이터 소스 등) 측면, 계산 기술(가상 테스트, 최적화, 예측 등) 및 물리적 환경(과거 성능, 고객 피드백, 비용 등) 측면을 활용한다.

이를 통하여 디지털 트윈은 제조 작업의 이상 감지를 지원하고 실시간 제어, 오프라인 분석, 상태 점검, 예지보전, 동기화된 모니터링/경보, 제조 운영 관리 최적화, 작업 중 적응, 빅데이터 분석 및 기계 학습과 같은 다양한 기능적 목표를 달성하도록 지원한다.

ISO 23247-2 디지털 트윈 기능 참조구조는 디지털 트윈 참조 구조의 기능적 관점을 나타낸다. 기능적 관점의 참조 구조는 개체 기반 참조 모델을 구현하기 위한 기능 개체로 구성되며, 실제 구현 시 이러한 기능 개체 또는 유사한 기능 개체를 구현하여 각 개체에 필요한 기능을 생성한다.

ISO 23247 표준을 대기오염물 저감을 위한 환경설비 운영 최적화에 적용할 때의 기능적 형상 구조는 다음 그림과 같다.