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업체동정 (이슈 인터뷰)미래 비전과 통찰력으로 디지털 트윈의 꿈을 키우다 ①

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작성자 최고관리자 댓글 0건 조회 2,378회 작성일 21-04-14 14:45

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최근 발표된 기술 보고서 《디지털 트윈의 꿈(ETRI의 김용운·유상근·이현정, KAIST의 한순흥)》가 눈길을 끈다. 이 기술 보고서는 디지털 트윈 연구 및 개발자들에게 디지털 트윈 시스템에 대한 상상, 설계, 분석, 개발 등의 작업 과정에 무엇을 생각하고 파악하는 데 도움을 준다. 한국전자통신연구원(ETRI) 표준연구본부의 김용운·이현정 책임연구원, KAIST 한순흥 교수에게 ‘디지털 트윈의 꿈’, 그 진정한 의미가 무엇인지를 2회에 걸쳐 들어봤다. 취재_이충훈 기자(lch1248@naver.com)

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다음은 ETRI 김용운·이현정 책임연구원, KAIST 한순흥 교수와의 일문일답이다.


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Q. 기술 보고서에는 스마트공장 및 제조업 종사자들을 위한 전문적 기술 소개가 없다.
개발자 구현이라는 최종 목표에 도달하지도 않았다. 기술 보고서의 내용은 무엇이며, 그 꿈의 의미는 어디서 찾을 수 있는지?

김용운·이현정 책임연구원  추상적 형태로 존재하는 어떤 문제를 해결하기 위한 연구개발과 실제 현장에서 일어나고 있는 문제를 해결하는 방식은 다를 수밖에 없다. 연구개발은 해결해야 할 문제를 찾는 문제 정의에서부터 출발하여 다양한 해결 방법들을 구상하고, 그중에 한 가지를 선택하여 해결 방법을 만들어내고, 정의한 문제에 부합하는 결과가 나오는지 검증하는 과정까지 거친다. 또 현장에 있는 실제 문제는 연구개발을 통해 만들어진 해결 방법을 실제 현장에 부합하도록 적용하는 과정을 거쳐서 푼다. 기술 보고서는 이러한 전체 과정에서 디지털 트윈에 대해 해결해야 할 문제들이 어떤 것들이 있는지 제시하고자 한다. 즉, 문제 정의 중심의 내용을 담고 있다. 그래서 제조업 종사자들을 위한 세부 기술 소개는 다루고자 하는 내용의 범위 밖에 있는 것이다. 꿈을 꾼다는 것은 내가 가고자 하는 목표를 설정한다는 의미다. 목표를 설정한다는 것은 내가 해결하고자 하는 문제가 무엇인지 정의한다는 의미다.   ‘디지털 트윈의 꿈’은 디지털 트윈을 실현하기 위해 해결해야 할 문제들이 무엇인지 파악하고, 정의하기 위한 것이다.

Q. 디지털 트윈(Digital twin)이란 현실 세계의 물체를 가상 세계에 구현한 것(쌍둥이)을 말한다. 실 제품을  만들기 전 시뮬레이션을 통해 현실을 분석·예측해 발생할 수 있는 문제점을 파악하는데 사용된다.
이에 비해 기술 보고서인 〈디지털 트윈의 꿈〉이 공허하게 다가오는데?

김용운·이현정 책임연구원  이 기술 보고서는 구현 관점의 구체적 기술 소개가 아니라 디지털 트윈의 발전 방향에 대한 스케치라고 할 수 있다. 그것을 어떻게 구현해 나갈 것인가에 대한 것은 각 기술 도메인에서 고민할 것이고, 여기서는 디지털 트윈 기술의 미래에 대한 방향성을 다루었다.
한순흥 교수  구체적이고 실무적인 내용을 잘 담아내려면 그 기반이 되는 이론, 논리, 철학이 잘 정리되어 있어야 한다. 학문으로 따지면 물리, 수학, 화학 등의 기초학문을 말한다. 제조업으로 따지면 소재, 부품, 설비에 해당한다. 디지털 트윈은 이제 시작 단계로 다양한 정의들이 난립하고 있어서, 그 기초를 정리하는 것이 필요하다. 혼란스러운 기술을 잘못 적용하면 오히려 손해를 볼 가능성도 있고, 쓸데 없는 노력을 낭비할 수도 있다. 설계에 엉뚱한 이론(방정식)을 적용하는 경우나, 제조에 틀린 부품을 조립하는 것과 비슷하다. 본 보고서는 DTw(디지털 트윈)을 위한 그런 기초이론 작업의 일부다.

Q. 국립고궁박물관이 소장하고 있는 ‘일월오봉도(日月五峰圖)’라는 병풍 그림은 조선시대 왕들 뒤에 세워두었고, 왕이 죽으면 함께 묻었다고 전해진다. 해외 연구자들에게 한국적 문화를 소개하는 좋은 기회가 될 것이다. ‘일월오봉도(日月五峰圖)’를 표지로 사용한 이유와 한국적 문화가 디지털 트윈에 어떤 영향을 끼쳤고, 어떻게 활용되며, 그 가치는?
김용운·이현정 책임연구원  디지털 트윈의 기본 개념을 쉽게 설명하기 위해 거울상 쌍둥이 모습이 상징적 형태로 나타나는 것이 필요하였다. ‘일월오봉도’는 좌우가 대칭이기 때문에 디지털 트윈의 쌍둥이 개념과 유사하고, 해와 달, 산과 나무 등 한국적 정서를 잘 표현하고 있으며, 중국과 일본 등 해외에 유사 사례가 없을 정도로 독창적 상징 문화였기 때문에 표지로 선택하였다. 한국은 예전의 기술 추격자에서 현재 기술 선도자로 바뀌고 있는 추세다. 또한, 한국적 문화는 변화에 매우 능동적이고 창의적이기 때문에 디지털 트윈과 같은 미래 지향적 기술을 선도하기에 매우 적합할 것으로 생각하였다.

Q. 디지털 트윈의 꿈을 키워주는 특별한 힘은 미래 비전과 통찰력이라고 생각한다.
김용운·이현정 책임연구원  그렇다. 디지털 트윈의 꿈을 키우는 특별한 힘은 거울상 쌍둥이의 시각에 있다. 현실에 존재하는 것들에 대해 디지털 쌍둥이를 만들고, 디지털 쌍둥이를 통해 꿈, 상상, 비전, 통찰의 내용을 투영시키고, 이어서 현실 속의 물리 쌍둥이에게 반영시키고, 끊임 없이 상호작용하는 진화의 개념을 실현시킬 수 있기 때문이다.
한순흥 교수  물리적 트윈과 디지털 트윈 사이에 교환되는 준 실시간(Near realtime) 빅데이터가 특별한 힘의 원천이된다.

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Q. ‘디지털 트윈’을 어떻게 접근할 것인가?
기술 보고서를 읽는 사람들이 전략적 인사이트(Insight, 통찰력)를 찾아갈 수 있게, 철학적으로 접근하는 노력이 필요하데?

김용운·이현정 책임연구원 동의한다. 본질은 현상을 규정한다. 본질은 현상을 통해 드러나고, 현상은 본질을 표현한다. 디지털 트윈의 다양한 현상적 모습들은 물리 쌍둥이에 대한 존재 이유와 본질을 천착하는 데서 형상화시킬 수 있다. 이런 과정이 바로 철학적 접근이다. 철학적 접근이 상상을 촉진시킬 수 있고, 디지털 트윈의 다양한 모습들을 유발시킬 수 있는 근원적 힘이 된다. 즉, 디지털 트윈을 여러 산업 도메인에 적용할 때 무엇을 대상으로 어떤 목적을 설정할 것인지, 어떤 존재의 의미로 어떤 역할을 수행시킬 것인지 정의하도록 하고, 이에 맞게 구현하는 것이 철학적 과정이고, 디지털 트윈을 설계하고 구현하는 데 제일 중요하다고 본다.
한순흥 교수  도대체 디지털 트윈은 무엇인가? 정말 새로운 기술이고, 현장이 큰 도움이 될 수 있는 기술일까? 아니면 기본 기술의 적당한 버무림이나 재가공(탈바꿈)한 기술일까? 본 보고서에 그 답을 찾으려는 노력이 담겼다.

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Q. 통찰력은 생각의 기술이고, 어떻게 생각하는지에 따라 통찰력을 발휘할 수 있다. 특히 생산성 향상과 운용비 절감을 목표로 하는 제조 현장에서, 미래 비전과 통찰력을 어떻게 발휘할 수 있는지?
김용운·이현정 책임연구원 디지털 트윈은 ‘제조 현장의 물리적 생산 환경을 똑같이 가상 모델로 만든다’는 것을 뜻한다. 가상 모델을 통해 실제 생산 과정을 거치지 않더라도 시뮬레이션을 하여 최적 생산 조건을 찾아낼 수 있고, 생산 과정을 지속적으로 추적하면서 이상 상태를 조기에 파악하여 고장이 일어나기 전에 조치를 할 수 있다. 디지털 트윈을 통해 제조 현장에서 생산성 향상과 운용비 절감을 도모하겠다면, 제조 현장에서 생산성과 운용비에 영향을 미치는 모든 요소들을 디지털 트윈 모델로 잘 표현해야 한다. 디지털 트윈 모델을 만들기 위해 무엇이 결과에 영향을 미치는 요소인지 찾아내려는 동기가 통찰을 유인하는 요소가 된다. 이를 통해 과거에는 정성적 고려 대상이었던 작업자 숙련도, 작업자 피로도 등과 같은 요소도 모델링에 반영하기 위해 정형화시키는 노력을 하게 된다.
한순흥 교수  새로운 기술을 현장에 어떻게 적용하여, 어떤 이익이나 효과를 볼 것인가는 현장의 몫이거나, 전문가와 현장 기술자의 협업을 통해 실현될 수 있다. 본 보고서는 그 이전 단계인 DTw 그 이론 자체를 분석하는 노력이다.

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