SCIENCE 해양 4차 산업혁명을 위한 발판, 디지털 트윈!
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해양 4차 산업혁명을 위한 발판, 디지털 트윈!
디지털 트윈(Digital Twin)이란 가상공간에 실물과 똑같은 물체를 만들어 다양한 시뮬레이션을 통해 검증해 보는 기술을 말합니다. 디지털 트윈 기술을 활용하면 가상세계에서 장비, 시스템 등의 상태를 모니터링하고 유지·보수 시점을 파악해 개선할 수 있습니다. 가동 중 발생할 수 있는 다양한 상황을 예측해 안전을 검증하거나 돌발 사고를 예방해 사고 위험을 줄일 수도 있으며, 또한 생산성 향상, 장비 최적화 등의 결과를 가져올 수 있고 시제품 제작에 들어가는 비용과 시간을 대폭 절감할 수 있는 효과가 있습니다.
디지털 트윈은 동적 시뮬레이션을 통해, 가상의 디지털 트윈 사용자는 문제가 발생하기 전에 미리 예방하고 미래를 계획할 수 있습니다. 최근에는 가상공간에 실제 도시와 동일한 도시를 구축하고 여기에서 인구 분포, 안전, 복지, 환경, 상권, 교통 등 각종 도시행정을 먼저 시험해 검증하는 데에도 디지털 트윈 기술이 활용되고 있습니다.
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디지털 트윈, 해양항만 분야를 만나다
디지털 트윈과 시뮬레이션의 차이는 바로 '실시간 연동성'입니다. 종래 시뮬레이션에서 마모나 파손이 발생하면 이를 수동으로 입력해 줄 필요가 있었는데, 디지털 트윈에서는 이러한 요소들도 가상 공간에 실시간 연동되기 때문에 그런 수고를 덜 수 있습니다.
해양항만 분야에서 유지보수와 설비의 보전, 예방정비가 특히 중요한데 문제가 생긴 지점을 보다 빨리 파악하고, 가상 공간의 데이터를 조사하여 원인을 쉽게 파악하여 조치를 할 수 있습니다. 또한 무인화 실험에도 물리적 제한이 없기 때문에 쉽고 간편하게 다양한 시험이 가능해져 필요한 비용을 산출할 수 있고, 결과가 실패로 끝나고 그저 '시뮬레이션'이기 때문에
부담이 없는 장점도 있죠.
부산신항, 디지털 트윈으로 고도화되다
실제로 디지털 트윈 기술을 지난해 도입한 부산신항이 올해는 고도화 작업을 거쳐 적용 분야를 넓혔습니다. 선박의 접안 선석이나 컨테이너 작업 순서가 갑자기 바뀌어도 작업의 비효율을 최대한 낮추고, 부두의 혼잡도를 예측해 대기 시간을 줄일 수 있게 된 것이죠. 가락, 진해, 명지나들목 등 3곳의 주요 진·출입로를 오가는 화물트럭 정보도 실시간으로 반영해 물류 적체를 피할 수 있습니다. 기존 항만의 운영이나 생산성을 높이는 데만 신경을 썼다면, 이제는 항만에서 내륙으로 가는 화물 트럭의 최적화를 통해 항만 운영과 내륙 물류를 최적화하는 쪽으로 진행할 계획이라고 합니다.
대한민국 바다의 미래, 디지털 트윈에로 앞서 간다
해양수산부는 바다를 가상의 실험실로 구축하는 ‘해양공간 디지털트윈 적용 및 활용 기술개발’ 사업에 5년간 381억 원의 예산을 투입해 추진한다고 밝혔습니다. 이번 사업을 통해 가상공간에 실제의 바다를 가상의 실험실로 재현하기로 했는데요. 우선 현재 사용 중인 3D 디지털트윈 기술을 발전시켜 시간까지 포함한 4D 데이터모델로 개발해 시시각각 변화하는 바다를 디지털 공간으로 모델링 한 후 이 공간에서 모의실험을 통해 새로 해양을 개발하고 이용하는 행위가 어업활동, 해상교통 등 기존의 해양이용행위와 해양환경에 미치는 영향을 과학적으로 진단할 계획입니다. 또 이를 통해 해류, 조류 등 해양 현상에 따라 발생할 수 있는 연안 재해 예측정보를 생산하고 실험 결과를 입체적으로 표현하는 정책시뮬레이터를 개발, 정책의사결정자들과 이해관계자들이 쉽게 활용할 수 있도록 지원한다고 합니다.
해양 디지털트윈 기술이 상용화되면 미래 해양환경의 변화와 경제적 여건의 변동 등을 합리적으로 예측해 정확한 정책 수립 및 진단을 할 수 있을 전망입니다. 해수부는 이에 따른 경제적 파급효과로 13조 원이 발생할 것으로 기대하고 있습니다!