하루가 멀다 하고 급변하는 불확실한 시장 상황에서 우리나라 제조 기업은 디지털 트랜스포메이션을 통해 지속가능성을 위한 전략 수행에 전력을 다하고 있다. 산업계는 시장 경쟁력 강화를 위해 디지털 변혁의 여정을 시작하였고, 그 중심에는 ‘디지털 트윈’이 있다. 기업마다 디지털 트윈 ‘to-be picture’는 사업적 목표에 따라 다르게 해석될 수 있지만, 대체로 가상의 디지털 플랜트 구성, 공정 시뮬레이션, 3D 데이터 가시화, 실시간 시스템/데이터 연계 모니터링, AI 기술이 적용된 데이터 분석을 통한 인사이트 도출, XR 가상현실 적용, 처방적 설비 예지 진단 등으로 구현된다. 디지털 트윈의 정의는 여러 기관에서 정의하고 있다. 가트너의 경우 디지털 트윈이란, “A Digital Twin is a virtual representation of a real object. Digital Twins are designed to optimize the operation of assets or business decisions about them, including improved maintenance, upgrades, repairs and operation of the actual object. Digital Twins include the model, data, a one-to-one association to the object and the ability to monitor it”이라고 기술하고 있으며, 딜로이트에 따르면, “A Digital Twin is an evolving digital profile of the historical and current behavior of a physical object or process that helps optimize business performance”이라고 정의하고 있다.

필자는 이 부분을 강조하고 싶다. 위의 정의에서와 같이, 디지털 트윈의 핵심은 단순히 디지털 기술 구현에 머무른 것이 아닌, 사업적인 결정/사업적 성과의 최적화에 있다. 일부 디지털 트랜스포메이션을 위한 노력을 하고 있지만, 성과를 내지 못하고 있는 조직에서 간과하고 있는 부분이다. ‘다른 회사는 어떤 디지털 트윈 프로젝트를 하나요? 저희도 참고해서 하겠습니다’, ‘디지털 트윈에 대한 제품을 소개시켜 주시면 저희 회사에 어떤 기술이 접목될 수 있는지 아이디어가 생길 것 같습니다.’ ‘저희 회사가 이미 다 하고 있는 내용인데요, 다른 새로운 기술은 없나요?’와 같은 질문을 한다면 디지털 변혁을 위한 출발점이 성과를 만들어내는 선진 기업들과 다소 격차가 있어 보인다. 핵심은 기술이 아닌 해당 조직의 사업적인 목표에 기준 되어야 하는데, 모든 회사는 같은 직종이라고 하더라도 회사의 비전과 임직원의 공통의 목적이 다르기 때문에 디지털 변혁을 위한 디지털 트윈은 회사들마다 유니크하다는 것이다. 하지만 전반적인 접근 방법에 있어서 디지털 트윈에 대한 프레임워크는 정의되어 있어야 방향성이 흔들리지 않는다. 설비 자산 및 운영 라이프사이클 전반에 걸쳐 디지털 전환(디지털 트랜스포메이션)을 촉진하며, 디지털 혁신을 주도하는 엔지니어링 및 산업 소프트웨어 글로벌 리더인 아비바 社는 그림 1과 같이 디지털 스레드(Digital Thread)를 정의한다.
 
급격히 발전하고 있는 소프트웨어 기술과 하드웨어 기술로 과거에는 상상도 못하던 속도의 컴퓨팅이 가능해지고 있다. AI, 클라우드, 빅데이터, 인더스트리얼 IoT, 가상현실 등의 기술 접목으로 디지털 변혁이 가속화되고 있다. 이전의 장벽이었던 기술의 부족함이 더 이상 장애물이 아니다. 전체적인 플랜트의 라이프사이클과 운영 밸류체인에 걸쳐 공유되지 못했던 데이터와 프로세스가 협업을 가능케하여 숨겨진 밸류를 끄집어내게 되었다. 그림 1을 보면, 아비바는 이러한 기술을 접목하여 각 인더스트리 특성에 맞는 포트폴리오를 선보여 선진 기업들의 디지털 변혁을 도우며 지속적으로 서비스를 고도화시키고 있다. 크게 보면 오퍼레이션과 엔지니어링의 큰 축으로 나누고 있으며 시뮬레이션, 설계/시공, 운전 제어, 데이터 통합, 생산 최적화, 설비관리, 서플라이체인과 같은 전체적인 플랜트 수명의 처음부터 끝을 커버하는 영역별 소프트웨어 앱을 제공하고 있다. 본 포트폴리오는 사람, 즉 Connected worker를 위함이며, Connected worker가 사업에 필요한 데이터와 프로세스를 더욱 잘 이해할 수 있도록 디지털 트윈을 구성한다. 디지털 트윈 구성을 위해서 크게 세 가지 축이 있는데, (1) 모든 데이터의 접근성, (2) 디지털 트윈의 ‘뇌’ 역할을 하는 모델링과 분석 그리고 (3) 사용자 경험이다. Connected worker가 이러한 기술을 활용하여 사업적인 가치를 끌어내기 위해 부서 간 협업, 데이터에 기반한 올바른 사업적 결정, 지속적인 학습의 여정을 시작한다.

디지털 트윈은 정해져 있는 하나의 모습이 아니다. 예를 들면, 플랜트 설계 단계에서의 디지털 트윈과, 운영한지 30년이 넘어가는 플랜트의 디지털 트윈은 목적이 다를 수밖에 없다. 이와 동시에 상호 진화적인 단계의 디지털 트윈이라 볼 수 있다. 즉 Feed 단계에서 사용되는 데이터와 프로세스는 이후 건설, 시공을 거쳐 시운전을 통해 수많은 엔지니어링 데이터, 예를 들면 3D 도면, 2D 도면, P&ID, 설비 스펙, 속성 정보, 마스터 데이터 등이 많이 생성되고, 많은 Revision을 거친다. 이후 운전으로 넘어가면서 실시간 데이터베이스에 쌓이는 다양한 센서의 데이터뿐만이 아닌 모바일 점검 이력, 고장 이력, 수리 이력, 신규 프로젝트 변경 이력, 안전 환경 데이터 등 수명에 맞게 설비 자산을 유지하고, 공정을 최적화시키는 여정을 걷는다(그림 3). 과거에는 각 라이프사이클에서 해당 프로젝트의 단계에만 활용되었고, 이후 분석이나 이력 관리 등에 의미 있는 인사이트를 얻어내는 데 한계가 있었다. 하지만 디지털 트랜스포메이션을 고민하면서 근본적으로 이러한 데이터의 활용을 설계 단계부터 고려하고, 운영 단계에서 활용을 하여야 디지털 트윈의 가치가 더욱 활용될 수 있다. 이러한 트렌드에 따라 선진 기업들은 프로젝트 시작 단계부터 스마트 플랜트를 구축하고, 최적 운영을 하면서 경쟁력을 강화시켜 나간다.

 디지털 트윈의 실제 사용자는 사람이다. 디지털 트랜스포메이션의 처음과 끝은 사람이라고 해도 과언이 아니다. 급격히 발전된 기술에 따라 기술은 준비되어 있으나 조직적으로, 문화적으로 사람이 프로세스에 따라 움직여주지 않는다면 기술과 프로세스는 디지털 트윈에서 역할을 하지 못한다. 수년간 DT(Digital Transformation) 프로젝트를 하면서 산업의 가장 힘든 부분은 바로 여기에 있다. 부서 간, 담당자 간, 조직의 관리자의 개별 KPI들이 산재되어 있고, Measure 될 수 없어 어떻게 개선해야 하는지 막연한 기대만 할 뿐이다. 수개월 안에 성과를 내야 하는 압박 속에 결국은 PoC(Proof of Concept)을 몇 개 하고, 다시 조직이 바뀌면 흐지부지되는 악순환이 계속될 수도 있다. 예를 들어 AI가 적용된 설비 고장 예지 프로그램을 도입하려는 경우, 어떤 사업적인 문제를 해결하려는지, 설비관리를 운영하는 조직 체계, 설비관리 전략의 체계적인 수립되어 있는지에 대한 근본적인 고민이 선행되어야 한다. 담당하는 부서별로 주요 관리 포인트가 다르기 때문에 이를 아우르는 명확한 KPI가 세팅 되어야 하며, 이는 강력한 리더십에 의해 구현되고, 관리된다. 디지털 트윈의 성과를 위한 목표 설정이 운영 비용 절감이라면, 그림 4와 같이 담당 조직별로 분명한 KPI으로 연결된 디지털 트윈 아이템을 구성하여 필요한 요소 기술을 구현 및 연결하면 성공적인 프로젝트를 수행할 수 있다.
 
아비바의 디지털 트윈 솔루션은 성과를 만드는 시간을 단축하고, 투자 프로젝트의 비용을 15% 절감하고, 운영 비용을 10~20%, 에너지 소비를 15% 줄이는 것으로 입증되었다. 클라우드를 포함한 단일 공급업체의 ET, OT 및 IT 시스템을 포괄하는 유일한 디지털 트윈 제품을 보유하고 있으며, 아비바 및 타사 데이터 세트를 산업 수명주기 전반에 걸쳐 상황별 다중 시각화 경험에 매끄럽게 연결하여 기존 소프트웨어 인프라를 보강할 수 있을 만큼 충분히 유연하다. 이에 아비바는 산업계의 디지털 트랜스포메이션을 지원하는 글로벌 산업 소프트웨어 리더로 자리매김하고 있다. 아비바의 엔지니어링, 계획 및 운영, 설비 자산 성능, 모니터링 및 제어 솔루션은 전 세계 16,000여 고객에게 입증된 기능과 성과를 제공하며, 아비바의 고객들은 4,200명의 파트너와 5,700명의 공인 개발자를 포함, 세계 최대 산업 소프트웨어 에코시스템의 지원을 받고 있다. 그림 5와 같이 디지털 트윈 성과를 체계적으로 입증하고 있으며, 디지털 트랜스포메이션 파트너로(앞서 기술한 방법론으로) 산업 분야에서 도전적인 DT 과제를 지원하고 있다.


디지털 트윈은 쉽지 않은 숙제이지만, 급변하는 산업의 환경에 꼭 필요한 돌파구이다. 앞서 기술한 바와 같이 기술의 구현과 접목에 앞서 사업적인 가치, 조직/사람, 프로세스에 대한 스터디가 선행되어야겠다. 이후 관리자의 강력한 리더십으로 시작은 작지만, 지속적으로 성숙해지는 디지털 트윈의 모습을 점차 완성해가며, Operation이 Transform 되는 여정을 경험한다.
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