728x90
반응형
SMALL

디지털 트윈(Digital Twin)  의 개념

디지털 트윈 (Digital Twin) 이란 가상공간에 현실세계의 실물,시스템,환경 등과 똑같은 쌍둥이(Twin) 을
만들어서다양한 모의실험 및 시뮬레이션을 수행함으로써 미리 기술과 효과를 검증해 보는 기술을 말한다.
영화에 보면 비행기 조정사들이 실제 비행기를 조정하지 않고 시뮬레이션을 통해 연습을 하는 장면이
나오는데 그런 개념과 비슷하다고 볼수 있다.
하지만 디지털 트윈은 단순한 가상세계를 독립적으로 만드는 개념보다는 한발짝 더 나아가서 실제 대상에 
센서를 달아서 상태정보를 바로바로 트윈 가상세계에 반영함으로써 현실세계와 조건을 똑같이 동기화
시킴으로서 다양한 환경에 대한 영향도 파악및 기기 고장을 예측할 수 있는 시스템이다.
따라서 사물인터넷(IoT)와 밀접한 관계를 가질 수 밖에 없다. 
미국 가전업체인 제너럴 일렉트릭(GE)이 주창한 개념으로 2000년대 들어 제조업에 도입되기 시작했으며
항공, 건설, 헬스케어, 에너지, 국방, 도시설계 등 다양한 분야에서도 활용되고 있다. 예를 들어 항공기가
비행하면서 겪게 되는 환경 정보를 수집해 디지털 트윈에 적용하면 환경이 항공기에 미치는 영향을 파악하고
기기 고장을 예측할 수 있다.  (참고 : 네이버 지식백과)

디지털 트윈(Digital Twin) 의 장점

디지털 트윈 기술을 활용하면 가상세계에서 장비, 시스템 등의 상태를 모니터링하고 유지·보수 시점을 파악해
개선할 수 있다. 가동 중 발생할 수 있는 다양한 상황을 예측해 안전을 검증하거나 돌발 사고를 예방해 사고
위험을 줄일 수도 있다. 또한 생산성 향상, 장비 최적화 등의 결과를 가져올 수 있고 시제품 제작에 들어가는
비용과 시간을 대폭 절감할 수 있다.  (
[네이버 지식백과] 디지털 트윈 (시사상식사전, pmg 지식엔진연구소))

디지털 트윈(Digital Twin) 의 모델 사례

그림 1의 모델을 구성하는 구성 요소들은 다음과 같이 설명된다.

구성요소 설명
센서 제조공정 전반에 걸쳐 배치된 센서들이 실세계의 물리적 프로세스에 대한 운영 및 환경 정보를 포착하는 신호를 생성
데이터 센서에서 생성된 실제 세계의 운영 및 환경 데이터는 기업의 다른 데이터들과 결합되어 
종합되는데, 기타 데이터에는 자재명세서(bill of material), 기업 시스템 정보, 설계 시방서
,
 엔지니어링 도안, 외부 데이터 피드 연결정보, 고객 불만사항 등이 존재
종합 센서는 종합 기술(통신 인터페이스, 보안 기술 등 포함)을 통해 물리적 세계와 디지털 
세계 간의 데이터 전송을 수행. 
애널리틱스 애널리틱스 기법은 알고리즘 기반의 시뮬레이션과 시각화 루틴을 통해 데이터를 분석하는 데 사용되어 인사이트를 생성. 
디지털 트윈 그림 1의 ‘디지털’ 부분이 디지털 트윈이며, 앞의 구성 요소들을 결합해 물리적 세계 및 프로세스를 거의 실시간에 가까운 디지털 모델로 생성. 모델의 목표는 최적값에서 벗어나는 허용 불가능한 오차를 다양한 차원에 걸쳐 파악하는 것. 즉, 이러한 오차의 분석을 통해 비용 절감, 품질 개선, 높은 효율성 달성 등의 기회를 파악. 분석 결과는 물리적 세계에서의 행동으로 이어질 수 있음. 
작동장치 실제 세계에서의 대응을 위해, 디지털 트윈은 작동장치를 통한 행동 절차를 생성. 작동장치는 물리적 프로세스의 동작을 유발하는 인간의 개입에 의해 통제됨.
그림 1의 모델은 제품 라이프사이클 중 제조과정에 초점을 맞춘 디지털 트윈의 단지 한
가지 모습에 불과하다. 하지만 이 모델은 물리적 세계와 디지털 세계의 연결이 가진 총체적, 통합적, 반복적 특성을 보여준다.

< 출처 : Deloitte Anjin Review | No.9 -  "인더스트리 4.0과 디지털 트윈 제조업이 천생연분을 만나다" >


디지털 트윈(Digital Twin) 의 구축 기술

구분 구축기술 상세
스마트시티의
현실세계
정보수집
Sensor 이용한 Agent 
활용 기술
이미지, 음향, 근접, 조도, 가속도, 자이로스코프, 동작인식, 온도/습도, 기 압, 제스처 센서장비 이용한 지능형 Agent 활용
IoT(Internet of Things) 
컨트롤러와 통신
WPAN, PLC, Modbus, RS-232, 485, PLC 등 다양한 산업 프로토콜 이용 제어기와 NB-IoT, LoRa 저전력 통신 수집
스마트시티
가상세계
모델링
시뮬레이션 모델링 - 수학적 모델 표현 어려운 시스템을 모의실험 통해 분석하는
  모델링
- 미분방정식을 통한 연속모델링과 시간별 샘플링 추상화한 
  이산모델링
수학적 및 3D 모델링 행위기준 수학적 모델링과, 이산모델 기반 가상환경 모델링
스마트시티의
데이터
저장&분석
클라우드 분산컴퓨팅, 가상화 등 활용 정형, 비정형 데이터 저장
인공지능 지도학습, 비지도학습, 딥러닝 기술 등을 활용하여 데이터 분석 및 예측
시티 내,외부간
상호작용
Actuator 연결 제어 분석 된 데이터를 현실세계의 동력 생산 기계인 Actuator 전달
디지털 스레드 디자인/분석/시뮬레이션, 제작 및 모니터링, 테스트 및 검증
, 출하 및 유지보수가 하나의 공정으로 연결
728x90
반응형
LIST

'디지털서비스' 카테고리의 다른 글

IPS (Indoor Positioning System)  (0) 2019.10.17
LBS (Location Based Service) 측위 기술  (0) 2019.10.16
R 과 Python 의 비교  (0) 2019.09.25
머클트리(Merkle Tree)  (0) 2019.09.19
Data Lake - 데이터 단일 저장소  (0) 2019.09.09

+ Recent posts