한국마이크로소프트가 물리적 환경을 쌍둥이처럼 가상의 데이터로 구현하는 ‘애저 디지털 트윈(Azure Digital Twins)’을 공개했다. 에저 디지털 트윈은 현실 세계의 데이터를 수집하고 가상 환경에서 분석해 인사이트를 얻을 수 있게 한다. 두산중공업은 애저 디지털 트윈을 활용해 디지털 기반의 신재생에너지 발전 모델을 구축했다. ■ 이예지 기자

▲ 마이크로소프트 애저 디지털 트윈

디지털 트윈(Digital Twins)은 가상 세계에 현실 속 사물의 ‘디지털 쌍둥이’를 만드는 솔루션이다. 단순히 디지털 모델을 만들거나 가상 건물을 구현하는 것을 넘어, 현실로부터 데이터를 실시간으로 수집 및 분석해 생산성을 높이고 상황을 예측하며 사고를 방지하는 등의 상호작용까지도 가능하다.  또한 물리적 한계를 뛰어넘어 현실에서는 불가능한 다양한 시나리오를 무한히 시뮬레이션할 수 있다. 

이미 디지털 트윈은 미래 산업에 혁명적인 변화를 불러올 기술로 전세계에서 주목받고 있다. 제조 공장은 물론 사무실이나 경기장, 병원, 도로, 심지어는 도시 전체까지도 디지털로 구현해 스마트 빌딩과 공장, 스마트 시티 실현도 가능하다. 초기의 디지털 트윈은 단순히 사물의 가상 3D 모델에 불과했지만, 최근에는 클라우드, 사물인터넷(IoT), 엣지 컴퓨팅, 인공지능(AI) 등 최첨단 컴퓨팅 기술의 집합체로 정의되어지고 있다. 

애저 디지털 트윈, 물리적 환경을 가상 데이터로 쌍둥이처럼 구현

‘애저 디지털 트윈(Azure Digital Twins)’은 마이크로소프트의 인텔리전트 클라우드 애저(Azure)를 기반으로 구현되는 디지털 트윈 솔루션이다. 복잡한 현실 환경에서 방대하게 수집되는 데이터를 확장성과 안정성이 보장되는 클라우드 환경에서 빠르게 처리할 수 있으며, 애저의 데이터, 분석, AI 서비스와 긴밀하게 연계해 더 강력한 인사이트를 얻을 수 있다.

마이크로소프트 이제나 IoT & MR 아시아 기술 총괄 부문장은 “애저 디지털 트윈으로 연결된 환경을 구축하면 데이터와 시스템 보안 및 개인정보를 보호할 수 있고, 구현시간을 단축시킬 수 있다. 뿐만 아니라 과거를 추적하고 가능성을 시뮬레이션하며 미래를 예측할 수 있다”고 설명했다. 

▲ 마이크로소프트 이제나(Jenna Lee) IoT & MR 아시아 기술 총괄 부문장 

애저 디지털 트윈이 구현하는 일련의 과정은 모든 비즈니스 영역에 걸쳐 디지털 피드백 순환을 가능하게 한다. 일례로 기업은 애저 디지털 트윈을 통해 소비자가 가지는 과거의 다양한 패턴을 추적하고, 이를 기반하여 미래의 환경을 설계해 새로운 제품을 개발할 수 있다. 이러한 과정은 마이크로소프트의 오픈 모델링 언어를 활용해 실시간 실행 환경을 IoT 또는 업무용 프로그램에 데이터를 입력하는 절차에서 시작할 수 있다. 

이후 정확한 분석과 데이터베이스로의 출력 과정을 거쳐, 원하는 결과를 도출할 수 있다. 이처럼 다이내믹한 로직 및 데이터 처리를 구축해 실시간 실행 환경을 구현하는 디지털 트윈을 통해 건물, 공장, 농장, 에너지 네트워크, 철도, 경기장 등 도시 전체를 모델링하는 것이 가능해지고 있다.

마이크로소프트 이건복 IoT & MR 아태지역 기술 총괄은 “애저 디지털 트윈은 인텔리전트 클라우드와 인텔리전트 엣지로 모든 것들이 연결된 미래를 구축하기 위한 핵심 과정”이라면서 “이는 보다 체계적이고 예측 가능한 환경을 구현해 사람과 기업이 더 많은 것을 성취할 수 있도록 지원한다”고 밝혔다.

▲ 마이크로소프트 이건복 IoT & MR 아태지역 기술 총괄

애저 디지털 트윈 활용한 주요 사례 공개

차세대 혁신 기술로 주목받고 있는 디지털 트윈은 특히 제조 산업 분야에서 디지털 혁신을 돕고 있다. 두산중공업은 2020년 7월부터 한국의 그린 뉴딜 플랜의 일환으로 창원 해안을 따라 풍력발전기를 건설하고, 신재생에너지 발전 효율을 최적화하고자 마이크로소프트 애저 디지털 트윈과 애저 IoT를 기반으로 벤틀리시스템즈(Bentley Systems)의 아이트윈(iTwin) 솔루션을 적용했다.

이를 통해 두산중공업은 에너지 발전을 극대화하고 기존 설비의 유지보수 비용을 절감할 수 있는 차세대 풍력발전 체계 구축을 추진하고 있다. 해당 솔루션은 실시간 및 과거 IoT, 날씨, 기타 운영 데이터를 물리 및 머신러닝 기반 모델과 결합해 생산량을 정확히 측정할 수 있다.

두산중공업 디지털 이노베이션 장세영 상무는 “애저 디지털 트윈, IoT 허브, 그리고 벤틀리시스템즈의 아이트윈 디지털 시각화 모델을 통해 두산중공업은 즉시 사용 가능한 빌딩 블록들을 활용하고 풍력발전기의 가상 모델을 빠르게 구현할 수 있었다”며, “이를 통해 두산중공업은 기술 혁신과 새로운 비즈니스 기회를 창출해 나갈 것”이라고 밝혔다. 

▲ 두산중공업의 애저 디지털 트윈 적용 사례

이외에도 GE항공 디지털팀은 마이크로소프트 디지털 트윈과 다양한 애저 기능들을 사용하여 데이터를 수집하고 항공기의 상태, 효율성, 기록 등을 포함한 디지털 모델을 구축하여 연비를 높이고, 유지 관리 비용을 절감하며 효율성 높은 비행을 진행했다. GE항공 디지털팀은 애저 디지털 트윈 기술로 개별 항공기의 머리부터 꼬리 끝까지 똑같은 모델을 디지털로 생성하여 성능을 실시간으로 확인하고 부품 소모 상태를 모니터링하며 유지보수 및 비행 기록을 추적했다.

또한 유지 제품을 주력으로 생산하는 유니레버는 공장에 있는 기계들과 장비들의 온도부터 제조까지 생산 사이클을 제어하는데 디지털 트윈을 사용하고 있다. 이를 통해 공장 내 모든 단계의 기계, 공정과 프로세스를 가시성 있게 제공하여 데이터를 수집하고 머신러닝 알고리즘을 사용하여 패턴과 효율성을 분석 및 예측하고 있다. 

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