KITECH 생산기술 전문지

최근 제조업이 지능화되면서 인더스트리 4.0을 비롯하여 스마트 팩토리 (Smart factory)와 디지털 트윈 (Digital twin), 메타버스 (Metaverse) 등 새로운 개념들이 나타나고 제시되면서 비 용 및 생산의 효율성 측면에서 많은 발전과 새로운 시도에 직면하고 있다. 이런 개념들은 서로의 영역이 겹치기도 하고 차별화 전략을 추진하면서 새로운 방향 모색을 도모하고 상생 발전 을 거듭하고 있다. 현재 논의되고 있는 메타버스의 정확한 이해를 위해 다수의 연구를 종합하면, SPRI (소프트웨어정책연구소)에서는 가상과 현실이 상호 작용하며 공진화하고 그 속에서 사회·경제·문화 활동이 이루어지면서 가치를 창출하는 세상을 뜻한다. IITP (정보통신기획평가원)는 가상적으로 확장된 물리적 현실과 물리적으로 영구화된 가상공간의 융합으로 정의를 내리고 있으며, ETRI (한국전자통신연구원)에서는 현실과 가상공간을 결합해 초연결·초실감 디지털로 확장 된 세계를 일컫는다. ASF (Acceleration Studies Foundation)에서는 기존 가상세계보다 진보된 개념으로 현실세계와 가상세계의 융합, 교차점, 결합의 개념으로 설명하였다 [1,2]. 또한 김상 균 (2020) 등은 스마트폰, 컴퓨터, 인터넷 등 디지털 미디어에 담긴 새로운 세상, 디지털화된 지구로 포괄적으로 설명하고 있다 [3]. 메타버스의 핵심요소에 대한 용어와 정의를 그림 1에 나타내었다. 일반적으로 한국은 GDP 대비 제조업 비중이 선진국인 일본, 독일, 미국, 프랑스 및 영국 등 보다 높은 것으로 알려져 있어 메타버스를 활용한 새로운 비즈니스 모델의 창출 효과가 더 클 것으로 예측됨에 따라 적극적으로 메타버스 및 그의 핵심 기술인 디지털 트윈에 대해서는 좀 더 면밀한 분석과 확장성에 주목할 필요가 있다. 이와 관련하여 메타버스에 적용된 디지털 트윈 핵심 기술을 정리해 보고자 한다. 디지털 트윈의 개념, 패러다임, 프레임워크, 애플리케이션 등의 기술들은 하루가 다르게 발 전하고 있으며 데이터 관련 기술, 고성능 모델링 기술, 모델기반 시뮬레이션 기술 및 피지털트윈 (Phygital twin)으로 핵심 기술들을 설명할 수 있다. 시뮬레이션은 메타버스 환경에서 모 델의 실험, 예측 및 평가에 사실감과 정확성을 배가시키며 가상 모델이 실시간으로 물리적 대상과 상호 작용하도록 디지털 트윈 시뮬레이션을 구축해야 한다. 피지털 트윈은 디지털 트윈 에 실시간으로 연결되며 물리적 요소와 디지털 요소 모두를 강조한다 [5-7]. 물론 이러한 핵심 기술들은 스마트 팩토리 구현을 위한 중요기술 측면에서도 매우 중요한 항목이다. 그리고 제 조업 전반에 걸친 디지털 트윈의 적용과 확대를 위해서는 각종 아날로그 신호와 정보를 데이터로 축적하는 지능형 센서가 핵심 부품으로 부상하고 있음도 꼭 집고 넘어가야 한다 [8].최근의 메타버스 시도 중에서 실제 산업현장에서 발생 가능한 크레인 충돌을 디지털 트윈을 통해 구성하고 이러한 충돌 현상을 시뮬레이션을 통해 문제의 예측·해결 또는 최적화를 다루었으며 이러한 디지털 트윈 플랫폼 프로토타입의 소프트웨어 구성도를 그림 2에 나타내었다 [9]. 또한 제조공정은 아니지만 식물공장 내에서 재배작물의 증산작용과 열교환에 중요한 인자인 기류해석을 디지털 트윈을 통해 예측모델을 개발하기도 하였다 [10].본 연구에서는 디지털 트윈과 메타버스의 특성을 여러 문헌과 전문가들의 의견을 통해 파악함과 동시에 상호연관성 및 미래 발전 방안을 제조업, 특히나 뿌리산업의 관점에서 분석하고 제시코자 한다. 일명 제조산업 즉 뿌리산업 관점에서 바라본 메타버스를 인더스트리 메타버스 (Industry metaverse) [4]라고 부르며 제조업의 디지털 탈바꿈 (Digital transformation)을 위한 기반기술로써 디지털 트윈의 적용과 메타버스의 확장 방안에 대하여 짧은 의견을 피력하고자 한다.