디지털 트윈을 통한 제조업 재정의
제조업 VUCA 시대, MES의 진화 디지털 트윈 혁신
< 그림: Gemini >
현재 제조업은 어느때보다 복잡한 환경에 처해있다. 소비자들은 저가고품(低價高品)의 제품을 원하는 시기에 받기를 원하고 이를 위한 공급망은 얽히고 섥혀 있고 친환경, 투명성 대응들을 더욱 더 요구하고 있다.
이러한 VUCA(Volatile_변동성, Uncertainty_불확실성, Complexity_복잡성, Ambiguity_모호성)속의 경쟁에서 살아가는 걸 넘어 앞서가고, 혁신하며, 적합한 결정을 내리기위해 데이터 기반 체계를 검토하거나 적용하고 있다.
이에 실행 가능한 데이터 형태의 정확한 정보가 필요한데 이러한 지점에서 디지털 트윈이 그 역할을 할 수 있다. 가상환경에서 시뮬레이션하여 확인 및 검증하는 기술을 넘어 복잡한 제조환경을 명확하게 파악 하고 최적화 할 수 있는 새로운 접근방식을 제시하고 있다.
디지털 트윈의 확대
디지털 트윈 개념은 제품 개발에 많이 사용되었다. 비행기, 자동차 그리고 풍력 장비 처럼 실제 제품의 가상 복제품를 만들어 물리적 손상없이 다양한 조건에서 시뮬레이션하고 검증하는 것이다. 제품 설계자들은 PC 에서 적정 Tool 을 활용하여 가성 모델을 통해 본인의 아디디어를 적용하고 성능, 수명 그리고 신뢰성을 개선한다.
그러나, IoT(사물인터넷), Cloud Computing 그리고 촘촘히 얽힌 네트워크와 연결된 센서 기술발전으로 디지털 트윈은 더 넓게 확장되고 있는데 단순히 제품 개발 단계에서 아닌 전체 수명 주기(Product Life Cycle)에 적용되고 있다. 즉, 생산 공정 전체를 가상 환경에서 시뮬레이션 하고 검증(Validation) 및 확인(Velification)하여 최적화 할 수 있다는 의미이다.
MES의 진화 방향 디지털 트윈
데이터를 활용하여 제조 라인 또는 공정을 개선하는 것은 전혀 새로운 것이 아닌 예전 부터 있었다. 그 중 하나가 많은 기업이 이미 MES(Manufacturing Execution System, 제조실행시스템)을 통해 실시간 데이터를 수집, 모니터링하고 설비 성능을 관리하고 생산성을 향상시키고 있다. 어찌 보면 디지털 트윈과 비슷하게 보일 수 있다.
실제로 MES는 관제 모델로서 디지털 트윈이라고 할 수 있다. 하지만 차이점이 있는데 MES는 일반적으로 제조 공정 전체를 포괄하는 통합적이고 중앙 집중형의 모델이 아니다. 반면, 디지털 트윈은 생산 라인(공정)에서 생성되는 모든 데이터를 취합하여 시스템 전체를 관제할 수 있는 포괄적인 작동 모델을 구축한다. 이는 전체 시스템을 시각적으로 더 쉽게 테스트 해주기 때문인데 디지털 트윈을 새로운 개념으로 접근하기 보다는 MES가 진화하며 도달하는 자연스러운 확장 형태로 이해하는 것이 적절하다.
디지털 전환(Digital Transformation)의 핵심 방법론
디지털 트윈의 가장 강력한 기능중 하나가 '디지털 샌드박스(Sandbox)' 역할이다. 제품 제조에서 생산 라인을 중단하거나 방해하지 않고 가상 환경에서 테스트 할 수 있다. 예를 들어 신규 설비 도입시, 다른 루트의 공급 옵션, 대체 원자재 등을 사전 시뮬레이션하며 영향도 등을 미리 파악할 수 있다.
이를 통해 시간과 자원을이 절약 가능하다. 위의 내용에서 알 수 있듯이 실제 환경에서 검증하는 대신 가상환경에서 다양한 시나리오를 시험함으로써 목표에 맞는 최적화되는 방법을 발견 할 수 있다.
디지털 트윈은 특정 영역의 산업에서 활용되는 것은 아니다. BI(Business Intelligence)와 프로세스 개선등의 디지털 전환(Digital Transformation) 위한 핵심 방법론이다.
데이터가 모든 조직의 의사결정에 핵심적인 역할을 하는 시대에 가상 환경에서 테스트하고 검증하는 능력이야 말로 혁신의 강력한 도구가 된다. 모든 산업의 중심에 데이터가 자리한 지금, 디지털 트윈을 통해 조직 운영 방식을 한 단계 도약시키길 바란다.
