4. 메타버스의 미래는 디지털 트윈
2002년 디지털 트윈의 개념을 처음 만들어 적용한 기업은 제너럴 일렉트릭(GE)이다. GE는 항공기 엔진을 비롯하여 다양한 산업 분야의 엔진을 생산한다. 각 나라마다 국적기를 운영하므로 세계적으로 수 백 개 이상의 항공사가 존재하는데, 항공사의 수익성에 영향을 주는 요소는 고객의 탑승률과 항공기의 운행 효율이다. 고객의 탑승률은 항공사 입장에서 관리할 수 있는 영역이 아니다. 하지만 운행 효율을 관리하여 항공유 사용을 줄여 원가를 절감하는 건 가능하다.
GE의 소프트웨어 모델을 말할 때, 디지털 트윈이 거론되는데 이것은 제품의 개별 부품과 그 부품들의 고유한 수명주기에 대한 깊은 지식을 디지털 도구와 융합한 것으로, 현실의 부품을 디지털 세계에서 모델링으로 만들어 분석하고 관리하는 것으로, 여기에 활용된 디지털 기술은 데이터 레이크, 모델 인프라 스트럭쳐, 시각화, 추정, 제어 그리고 운영 최적화와 유지보수 업무와 같은 특수 분석기술 등이 있다. 디지털 트윈의 결과물은 기계 모델의 센서를 통해 수집된 데이터를 기반으로 스스로 운영되고 업데이트 한다. 이렇게 산업 자산에 특화된 지식을 활용하여, 기업이 저렴한 유지비용으로도 개선된 자산 성과를 얻을 수 있다.
"디지털 트윈이란 현실 세계에서 실체를 갖고 있는 물리적 시스템과 이것의 기능과 동작을 그대로 소프트웨어로 만들어 가상세계와 연결함으로써 서로 쌍둥이처럼 동작하도록 하는 기술을 말한다"
[GE 제트 엔진의 디지털 트윈]
필자의 고객사 중 하나인 몰렉스(Molex)는 산업용 컨넥터를 생산하는 기업인데 이것 역시 레드오션이라 경쟁이 치열하다. 회사의 경영진과 리더 대상 강연을 요청 받고 몰렉스의 경쟁력 제고와 지속적인 성장을 하려면 반드시 IOT(사물인터넷)와 디지털 트윈을 접목해야 한다고 강조하고 주장했다. 강연을 마치고 나서 CEO를 비롯한 경영진과 식사를 하면서 강연에서 들은 시사점과 인사이트가 매우 감명적이었고, 자신들에게 제시한 IOT와 디지털 트윈을 그렇지 않아도 본사 차원에서 적극 검토 중이라 했다. 몰렉스가 그런 준비를 하고 있다는 정보를 전혀 듣지 못한 상태에서 준비한 강연이었는데, 필자가 생각하는 몰렉스의 미래와 본사에서 고민하는 것이 동일하다는 것에 필자도 경영진도 함께 놀랐던 경험이 있다.
독일의 자동차 부품 전문기업인 보쉬는 2013년부터 ‘네트워크 공정’ 구축에 들어갔다. 세계 공장 운영 본부와 각 공정의 기계들과 그 기계를 사용하는 근로자를 모두 네트워크로 연결해 실시간으로 데이터를 주고받아 분석하고 활용하는 시스템을 구축하고 있다. 이를 위해 수 십 년간 종이문서로 쌓아온 공정·기계별 운영일지도 모두 데이터베이스(DB)에 넣어 관리한다.
이제는 전통 제조업체도 제조 공정에 IoT와 빅데이터, 클라우드, 플랫폼 등을 접목한 혁신을 추구해야 살아남을 수 있다. 반드시 자신들만의 새로운 디지털 트윈 혁신 비즈니스 모델을 찾아야 한다
아래 사진은 실제 항공기(왼쪽)와 디지털 트윈(오른쪽)으로 구축한 형상이다.
항공기 엔진의 실제와 디지털 트윈 모델이 있는데, 비행기 운항 시, 실제 엔진으로부터 얻는 빅데이터를 디지털 트윈 모델에 입력하여 엔진의 최적화 조건을 찾아 내어, 실제 항공기 엔진에 실시간으로 피드백하여 최적의 운항을 유도한다. 이것을 통해서 항공사는 항공기 운항에 소요되는 비용을 줄인다.
디지털 트윈은 산업과 기업, 정부 차원에서 다양하게 적용 중이며, 빠른 속도로 시장과 산업이 성장하고 있다.
그래서 향후 7년간 10배 이상의 성장이 예상된다.
디지털 트윈이 가장 광범위하게 사용되는 분야는 스마트시티다. 스마트시티는 정부 차원에서 건설하는 4차산업혁명 기술을 적용하는 계획 도시를 말한다.
스마트시티 건설의 목적은 ICT기술을 접목하여 지속가능한 도시를 만들어, 여기에서 생활하는 사람들의 삶의 질을 높이고 생활(주거, 이동, 활동)의 편의성을 극대화 하는 것이다. 도시 전체를 하나의 운영 체계를 가진 플랫폼으로 만들어 데이터를 공유하고 새로운 산업과 서비스를 창출하는 것이다.
스마트시티에는 스마트팩토리, 스마트공항, 스마트항구 등 다양한 분야에 적용하고 있다. 대한민국 정부에서는 이것을 국토가상화 기술이라 부른다.
디지털 트윈은 메타버스-물리가상생태계(Metaverse–Atom Bit Ecosystem, M-ABE)와 밀접하게 연관되는데, 이것은 실세계와 실시간 모니터링 데이터를 3차원 가상세계에 구축한 디지털 트윈에 연동하여 현실 세계를 모니터링 하고 이들 데이터를 분석, 예측 시뮬레이션 하여 최적화된 대안이나 관리 방안을 찾아 현실세계에 제시하고 적용하는 것이다.
디지털 트윈도 AR과 VR과 연관되고 3D 모델링을 기본으로 사용하므로 메타버스로 연결될 것이다. 예를 들어, 새로 건설하는 스마트시티를 메타버스 내에 만들어 사람들의 활동 방법이나 생활이나 업무를 추진하는 활동이나 움직이는 동선에 대한 빅데이터를 수집하고 분석하여 최적의 운영 가이드를 만들어 현실 세계에 적용할 것이다. 현실세계에서 실시간으로 데이터를 수집하고 이것을 3차원 가상세계로 연동하여 분석 및 시뮬레이션 하고 여기서 얻은 인사이트들을 다시 현실세계로 보내어 활용하는 것으로 이것을 “물리 가상 선순환 사이클”이라 부르고 무한 반복된다.
메타버스-물리가상 생태계는 다양한 S/W와 H/W를 통해서 구성되고 운영된다.
디지털 트윈과 메타버스는 어떤 관계로 연결될까?
20년 전에 개발된 디지털 트윈은 정부가 추진하는 스마트시티나 제조 기반 기업들의 상품이나 서비스의 관리와 운영의 효율화를 위해서 기술이 개발되고 적용됐다. 그래서 디지털 트윈은 일반 사람들과는 거리가 멀었다. 그런데 메타버스가 등장하고, 수 많은 사람들이 여기에 몰려 들고, 이 곳에서 소셜 활동과 경제 활동이 폭발적으로 늘어 나면서 디지털 트윈이 메타버스 속으로 들어 오기 시작했다.
다만 산업이나 기술에 관련된 디지털 트윈이 아니고 보통 사람들도 관심을 가질만한 분야가 접목되고 있다.
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