산업동향
시대 상황과 디지털 트윈의 반영 한계
- 등록일2021-12-30
- 조회수3517
- 분류산업동향 > 제품 > 바이오화학･에너지
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자료발간일
2021-12-28
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출처
한국과학기술정보연구원
- 원문링크
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키워드
#사물인터넷#빅데이터#디지털
- 첨부파일
KISTI 이슈브리프 제39호.pdf
[KISTI ISSUE BRIEF 제39호]
시대 상황과 디지털 트윈의 반영 한계
◈목차
1. 디지털 트윈을 바라보는 관점
· 가상 세계 추구의 시대 상황
· 융합적 관점의 용어 활용성
· 디지털 트윈 용어의 재탄생 및 효력
2. 디지털 트윈의 이해
· 디지털 트윈의 개념 정리
· 디지털 트윈의 특성
3. 디지털 트윈의 시장 및 정책 동향
· 분석 정보
· 활용 도구
· 활용 분야
· 국가 정책
4. 디지털 트윈의 대응 자세
· 공학 시뮬레이션의 활용법
· 올바른 디지털 트윈 모습
5. 디지털 트윈의 활용 제언
◈본문
1. 디지털 트윈을 바라보는 관점
☞ 가상 세계 추구의 시대 상황
●(4차 산업혁명1)) 사물인터넷(IoT), 클라우드/엣지 컴퓨터(Cloud/Edge computer), DNA(DataNetwork-AI), 빅데이터(Big data), 공학 시뮬레이션(Engineering simulation) 등의 요소 기술로부터 모든 과학기술 분야의 연결성을 갖춘 완성체로의 동작이 필요한 시대에 살고 있음
●(코로나 팬데믹2)) 오랜 기간 만화영화, 공상과학영화, 온라인 게임 등을 통해 가상 세계를 만들어 온시뮬레이션, 가상현실(VR), 증강현실(AR), 홀로그램 등 특수효과, 게임 엔진 등의 활용 기술들을 통해 최근 몇 년 동안 코로나 팬데믹에 따른 비대면 사회 소통 구조와 이를 뒷받침해 주는 빠른 온라인 접속 속도에 따라 3차원 가상화의 구현 기술이 확대되어 가상 세계에서의 소통 활동이 더욱 활발해짐
●(상호 융합화 시대) 4차 산업혁명 및 코로나 팬데믹의 동시대 상황에 따라 융합이라는 관점에서 전체 연결성을 확보하기 위한 다양한 노력들이 이루어짐
- 모든 기계 등의 제품, 공정, 시스템, 그리고 사람의 인지 정보가 센서와 네트워크를 통해 컴퓨터의 가상 세계 내에서 디지털화되어 수집 및 분석(인공지능 또는 시뮬레이션 활용), 피드백의 정보교환이 신속하게 이뤄질 수 있도록 바뀌어 감
- 현재 시대 상황이 가상화에 초점이 맞춰지면서 좀 더 빠른 방향으로 현실 세계를 대체할 수 있는 가상 세계, 더 나아가 가상 세계를 현실 세계와 동기화시켜 현실 세계를 직접 경험하지 않고도 대리만족할 수 있는 기능을 가상 세계에 적용하기 위한 노력들이 다양한 기술을 활용하면서 활발해지고 있음
☞ 융합적 관점의 용어 활용성
●(사이버-물리시스템(CPS)) CPS는 가상과 현실의 데이터를 공유하고 이를 시스템상 구현하는 개념이라면 CPS에서 더 나아가서 현실에서 받은 데이터를 가상으로 똑같이 구현하는 개념으로 디지털 트윈이 고려되고 있음(LG CNS, 2021)
- 디지털 트윈이 데이터/인공지능에 기초한 제어결정 결과에 더해 제어대상 물리 시스템에 대한 디지털 모델을 통해 시뮬레이션으로 제어결과를 미리 판단하는 것까지를 고려한 최적화 제어를 실행하는 디지털 모델 기반의 CPS임, 즉 CPS의 완전체로 볼 수 있음
- CPS는 대규모 센서/엑츄에이터를 가지는 물리적 요소와 이를 실시간으로 제어하는 컴퓨팅 요소가 결합된 복합시스템(System of Systems)임(김원태 외 3인, 2010), 즉 CPS가 달성하고자 하는 궁극적인 목표는 복잡한 물리 시스템을 단순화시켜 고장에 강하며, 쉽게 제어할 수 있도록 하는 컴퓨팅 기술을 개발하는 것임
- 물리적 공간인 사물인터넷과 인공지능을 기반으로 디지털화되고 네트워크로 연결되어 물리적 세계와 사이버 세계가 하나로 통합된 시스템이며 피드백 시스템으로 불림(E. A. Lee, 2008)
●(스마트 팩토리3)) 스마트 팩토리는 공장 내 설비와 기계에 설치된 센서를 통해 데이터가 실시간으로 수집·분석되어 공장 내 모든 상황들이 일목요연하게 보여지고, 이를 분석해 목적된 바에 따라 스스로 제어할 수 있게 됨, 스마트 팩토리의 핵심 기반이 CPS라고 할 수 있고 더 나아가 디지털 트윈으로 발전됨
- 공장을 운영하면서 발생한 데이터만을 분석해 최적의 방안을 찾을 수 있는 공장 자동화 대신 생산 라인가동과 근로자 배치 등을 어떻게 설정할 때 생산성이 가장 높은지 시스템 트윈의 디지털 트윈을 활용하면 미리 발생 가능한 시나리오에 대비할 수 있게 됨
●(융합적 관점의 용어 필요) 과학기술 용어의 힘은 단순 과학기술 분야뿐만 아니라 사회·문제·경제·정치 등 모든 영역에서 융합을 위한 소통의 역할을 하는 것임
- 과학기술 용어 자체 그대로의 의미를 내포하고 있고 모든 사람들의 마음을 움직이게 할 만큼 쉽게 접근 가능해야 과학기술 분야에서만 머물지 않고 사회·문화·경제·정치 분야에까지 확장되어 누구에게나 친숙하게 받아들일 수 있게 됨
- 아직까지 사이버-물리 시스템(CPS) 용어를 사용하는 과학기술적 편중 방식이나 사회·문화·경제·정치에 활용하기 위해 일반적이지만 너무 구체적이지 못하고 애매모호한 용어인 스마트팩토리 등에 사용되는 스마트의 지칭 용어로는 사회 전반에서 납득할 수 있는 용어의 역할로는 마땅하지 않을 수 있음
...................(계속)
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