국내 연구진이 제조 디지털 트윈을 분야 활성화에 발 벗고 나선다. 제조 현장에서 디지털 트윈이 보다 효율적으로 활용되기 위한 기틀을 만들었다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원에서 주관하는 ‘스마트제조혁신 기술개발 사업’의 일환으로‘제조 디지털 트윈 표준모델 제조 산업에 특화하여 단위 디지털 트윈에 대한 메타정보를 규격화한 것, 다수의 트윈 구성(digital twin composition)을 통해 대규모 확장을 가능케 함 및 연동 가이드라인 1.0’을 공개한다고 밝혔다. 

이번 공개되는 가이드라인은 제조 현장에서 큰 비용과 시간을 투자해 개발한 디지털 트윈 SW의 재사용성을 극대화하는 내용을 골자로 한다. 또한, 제조 현장의 데이터를 활용한 인공지능(AI) 기술을 디지털 트윈 시뮬레이션에 접목하기 위한 지침도 제시한다.

그동안 제조 현장에서는 사업별 목적에 따라 시뮬레이션 SW를 개발해 왔다. 그래서 목적이 변경될 때마다 SW를 다시 개발해야 하는 부담이 있었다. 최근 제조 디지털 트윈 기술은 사전 시뮬레이션은 물론이고 현장의 실시간 변화에 따른 예측과 제어까지 기능을 확장하고 있다. 이런 상황에서 디지털 트윈을 기존 방식대로 개발할 경우, 재개발의 부담은 계속 커질 것으로 우려된다. 

ETRI가 개발한 가이드라인에서는 제조 디지털 트윈 표준모델을 통해 재활용성을 높이고 재개발 부담을 최소화하는 방법을 제시한다.

또한, 디지털 트윈은 인공지능(AI) 기술과 함께 가상 제조, 자율 생산 실현을 위한 필수 기술로 알려져 있다. 디지털 트윈 기반의 가상 제조 실현을 위해서는 현장 데이터를 통해 학습하고 추론하는 인공지능 기술 접목이 필수적이다. 

디지털 트윈과 인공지능 기술의 접목에 있어 그동안 다양한 방식으로 연동되어왔으나, 이번 가이드라인에서는 일관된 방식으로 두 기술이 접목되는 지침을 제시하고 있다.

본 가이드라인에서 제시하고 있는 내용은 ▲제조 디지털 트윈 표준 모델 개념 및 구조 ▲대상 및 범위 ▲식별체계와 권한 관리 ▲디지털 트윈 간 컴포지션 및 인터페이스 ▲디지털 트윈 생성/등록/실행 ▲관련 표준과의 상호운용성 및 연계성 ▲모델링을 위한 샘플 예제 및 유즈케이스를 포함한다.

ETRI는 아울러 세계 최초 제조 디지털 트윈 국제표준인 ISO 23247 후속 표준 아이템(NP)으로 디지털 트윈 구성 기술이 승인되어 향후 국제 표준화 추진에도 청신호가 될 전망이다.

연구진은 향후 총 4부로 이뤄진 ISO 23247시리즈에 대규모 디지털 트윈을 구성하기 위해 개별 단위의 디지털 트윈들을 블록과 같이 조립하여 하나의 시스템처럼 동작시키는 디지털 트윈 컴포지션 표준 개발을 준비 중이다. 올해부터 본격적인 개발을 시작하여 2025년에 표준 제정을 목표로 추진 중이다.

이번 가이드라인 1.0은 스마트제조혁신협회 홈페이지를 통해 확인할 수 있다. 템플릿을 비롯한 유즈케이스, 샘플코드 등도 지속 업데이트해 나갈 예정이다. 

특히, 포스코DX, LG전자, 엠아이큐브솔루션, 이즈파크 등 디지털 트윈 분야 국내 대표 공급사 및 수요기업들과 협력하여 철강 및 전자 분야 생산 현장 적용을 위한 유즈케이스 개발도 진행 중이다.

연구진에 따르면, 내년 하반기에는 가이드라인에 따른 개발 도구와 실행 엔진 등 베이스 프레임워크 SW도 공개할 계획이라고 밝혔다. 

ETRI 김승환 디지털융합연구소장은 “ETRI의 연구 활동을 통해 중소기업의 제조 디지털 트윈 구축에 드는 비용이나 시간적 어려움을 상당 부분 개선할 수 있을 것이다”고 말했다.