[KEIT] 디지털 트윈 (Digital Twin) 기술 발전방향

 

[물리적 자산과 디지털 트윈과의 관계

 

 

 

*** 출처: [KEIT] 디지털 트윈 (Digital Twin) 기술 발전방향 - 이광기 PD / KAIST 유호동 박사, 김탁곤 교수

*** 문서:

이슈5_산업융합.pdf

 

 

 

 

1. 디지털 트윈의 기술개요 및 산업응용

 

 

■ 디지털 트윈의 개요

 

 

- 2002년 미국 미시간대학에서 처음으로 유사 개념이 사용됨

 

- 현실 세계에 존재하는 대상이나 시스템의 디지털 버전 / 물리적 기계 혹은 프로세스의 소프트웨어 모델 / 물리적 자산에 대한 살아있는 디지털 시뮬레이션 모델 /  물리적 객체의 시뮬레이션 모듈 / 프로세스 또는 실제 제품의 최신 디지털 프로파일 / 물리적 시스템의 구조, 문맥, 동작을 나타내는 데이터와 정보(intelligence)의 조합

 

- 정의: 물리적 객체(자산, 프로세스 및 시스템 등)들에 대한 디지털 복제(쌍둥이)로서, 수명주기 전체에 걸쳐 대상 객체 요소들의 속성/상태를 유지하며 이들이 어떻게 작동하는지의 동적 성질을 묘사하는 가상의 모델

 

 

 

■ 디지털 트윈의 핵심기술, 모델링 시뮬레이션(M&S)

 

 

 

 

[시스템 모델 및 시뮬레이션 개념]

 

 

 

- 모델링 시뮬레이션은 관심대상 시스템에 대한 모델을 만들고 이를 실행(시뮬레이션) 하면서 원하는 결과를 도출하고자 하는 시스템 공학 방법론임

 

 

○ M&S의 기본은 ‘목적 지향적’으로서 시뮬레이션 모델은 적용 대상 및 응용 목적에 따라 실제의 객체를 묘사하는 해상도(상세도) 및 충실도(정확도)를 다르게 모델링 함

 

- 저해상도(충실도)의 모델로 대상 시스템의 전반적인 성능/효과를 빠르게 개략분석하고, 필요시 특정 관심부분에 대해 고해상도(충실도) 모델로 상세분석을 수행함

 

 

 

 

[목적지향적 모델링 개념]

 

 

 

○ 일반적으로 M&S는 시스템 설계 및 분석, 교육훈련, 실험 및 임무 리허설, 시험평가 등의 목적으로 다양한 분야의 과학 및 공학 전반에 적용되고 있음

 

○ 시뮬레이션의 결과에 대한 신뢰성을 보장받기 위해서 대상 체계를 추상화한 모델이 목적에 맞게 개발되어 사용해도 되는지 일련의 점검 및 승인 과정이 필요함

 

- 검증(Verification): 구현된 모델이 설계서와 일치하도록 올바로 만들어졌는지 확인

 

- 실증/확인(Validation): 대상시스템(목적)에 맞는 올바른 모델이 만들어졌는지 확인

- 인정(Accreditation): V&V 과정을 통과한 모델이 원래의 목적에 사용할 수 있음을 승인 또는 공식화

 

 

○ 시뮬레이션의 유형을 크게 Live 모의, Virtual 모의 및 Constructive 모의로 구분하며, 활용 목적에 따라 각 유형의 체계를 독립적으로 사용하거나 다른 유형의 체계들을 연동·통합하여 구성한 LVC 합성환경이 사용되기도 함

 

 

 

■ 디지털 트윈의 산업 응용

 

 

○ 산업분야에서 사업의 가치 창출 등 긍정적인 효과를 기대할 수 있는 디지털 트윈의 적용 범위는 매우 다양함

 

- 제조, 전력, 의료, 항공, 자동차, 스마트 도시 등 산업 전반에 걸쳐 사용됨

 

- 디지털 트윈 유형으로는 부품 트윈, 제품 트윈, 공정(프로세스) 트윈, 그리고 시스템 트윈으로 구분할 수 있으며 이들 중에서 공정 및 시스템 트윈은 넓은 기능성으로 인해 여러 산업분야에서 많이 사용될 수 있음