[중국, 디지털 트윈(Digital Twin)에 주목하다]

스마트 제조 중심으로 확산

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Industrial TrendⅡ 자료_ 정보통신기획평가원

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디지털 트윈은 물리적 세계와 동일한 디지털 쌍둥이를 만드는 기술로 단순히 데이터를 1:1로 저장하는 디지털화 및 가상모델과는 다르다. 디지털 트윈은 N개의 지식과 솔루션을 만들고 자산의 최적화를 위해 실시간으로 피드백까지 하는 동적인 모델이다. 제품의 설계부터 제조, 서비스를 포함한 전체 과정에 실시간 모니터링을 제공해 설계대로의 제품 그 자체뿐만 아니라 제품을 제조하는 시스템과 현장에서 어떻게 제품이 사용되는 지를 이해할 수 있게 해준다.

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중국의 디지털 트윈 적용동향

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디지털 트윈의 도입은 제조업에서 시작했지만 현재 항공, 교통, 도시, 의료 등 정보통신기술이 적용되는 대부분의 분야에서도 적용되기 시작하고 있다.

컨설팅 업체 맥킨지의 예측에 따르면 디지털 트윈은 2025년까지 3조9,000억 달러(약 4,397조 원) 규모의 경제적 가치 창출이 전망된다. 제조업계 흐름을 주도하는 제너럴일렉트릭(GE)과 시장조사업체 가트너도 2018년 10대 유망 미래기술 중 하나로 디지털 트윈을 꼽았다.

디지털 트윈과 관련한 중국 내의 움직임도 활발하다. 중국 중상산업연구원(中商???究院)이 발표한 <2019-2024년 중국 스마트 제조 시장전망 및 투자기회 연구보고서>에는 중국 스마트제조 10대 트렌드 중 디지털 트윈 기술이 포함되었다. 중상산업연구원은자동차, 3C(Computer, Communication, Consumer Electronics）등 업종에서 디지털 트윈 기술의 보급이 급격히 가속화 될 것으로 예측했다.

디지털 트윈 기술은 현재 제너럴일렉트릭(GE), 다쏘(Dassault), 지멘스(Siemens) 등 해외 업체들이 선도하고 있다. 하지만 중국도 디지털 트윈 기술을 적용하는 업체들이 속속 나타나고 있다.

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중국 IT기업 화웨이가 ‘화웨이 커넥트 2018 (HUAWEI CONNECT 2018)’에서 발표한 IDN1) 솔루션은 디지털 영역과 물리적 네트워크 간의 연계를 달성했고 산업고객을 위한 네트워크 및 비즈니스 가치의 최대화를 가능하게 했다. 네트워크 클라우드 엔진(NCE)2)은 프로그래밍이 가능한 자동화를 시행하고 디지털 트윈을 구축하며 네트워크 정보를 지원한다. 2018년 하노버 산업 박람회에서 보존과 지멘스(Siemens)는 디지털 트윈 기술을 기반으로 개발한 장비를 선보였으며 해당 장비로 미래 선진적인 전자업계 제품조립 과정을 보여주었다.

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중국 최대 산업자동화 솔루션 전문기업인 보존은 공정효율을 높이고 생산시간을 30% 절감해 새로운 기기의 개발, 교부 및 디버깅(Debugging, 컴퓨터 프로그램의 잘못을 찾아내고 고치는 작업) 속도를 가속화하는 것을 목표로 삼았다. 천징이 보존정공과기주식유한공사 수석마케팅 담당자는 “디지털 트윈기술은 우리의 시뮬레이션에 대한 관심과 수요를 충족시켜준다”며, “앞으로 디지털 트윈 기술에 더 많은 기능이 추가되어 회사의 경쟁력을 더욱 높일 수 있길 바란다”고 밝혔다.

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2018년 10월 27일, 중전기기 및 발전설비 부문의 세계적인 다국적기업 ABB그룹은 디지털 트윈 기술을 도입해 2020년부터 중국 상하이에 ABB그룹 최대 로봇 생산기지를 짓겠다고 발표했다. ABB는 공장 전체에 디지털 트윈 기술을 활용해 장비나 시스템의 상태를 모니터링 하고, 변동사항이나 유지보수 시기 등을 알려줌으로써 공장의 효율을 높일 것이라고 밝혔다. ABB그룹 로봇사업부 안스밍 회장은 “ABB그룹이 상하이에 새로 짓는 공장은 디지털 트윈, 협동 로봇 등의 기술을 적용해 ‘로봇 생산 로봇’의 효율성을 높일 것”이라고 전망했다.

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중국비유테크는 2017년부터 허페이(合肥)공항에 '디지털+민간항공' 프로젝트를 시행해 디지털 트윈 기술 도입 기반을 마련했다. 중문과기자신에 따르면 허페이공항은 디지털 트윈 스마트 운영시스템 도입으로 운행상황 실시간 안내, 경로 및 여객 서비스 최적화 등을 통해 공항 운행 효율이 향상되었다.

2018년 4월 중공허베이성위원회(中共河北省委), 허베이성(河北省)인민정부는 <허베이슝안신구계획요강>을 발표해 빅 데이터 자산 관리 체계를 구축해 글로벌 디지털 트윈 도시를 만들자고 제안했다. 스마트 트윈, 클라우딩 컴퓨터3) 기술 등을 활용해 도시 전역에 대한 실시간 분석 및 공공 자원 관리 시스템 스마트화를 추진하는 것이다.

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중국 스마트 제조 관련 정책

현재 중국은 사물인터넷, 빅데이터 및 인공지능 등 다양한 현대기술과 경제분야를 융합해 중국 스마트 제조업 경쟁력 강화에 힘쓰고 있다. 제조업은 디지털 및 소프트웨어에 의한 상황 판단에 대한 수용성이 높고 관련 규제가 상대적으로 약하기 때문에 빠른 도입이 가능할 것이라고 판단된다.

업계에서는 지역 및 산업간 발전 격차로 모든 기업에 스마트화 및 기술 업그레이드를 권장하는 것은 현실적으로 불가능하고 디지털화의 기반을 점차적으로 다져 제조업 생산능력을 제고시키는 것이 우선시돼야 한다는 의견이다.

징진지(京津冀), 장강삼각주, 웨강아오대만구는 대표적인 발전 선행구역으로 개별산업 분야에서 이미 세계적 수준을 갖추었지만 동북, 서북, 서남 지역에서는 고에너지·고오염·저생산의 생산방식이 여전히 존재한다.

산업기계인력, AGV4), 물류로봇 등 자동화 라인을 증설해 하드웨어와 소프트웨어 간의 융합이 이루어져야 한다는 견해도 있다.

스마트 제조 발전의 핵심은 차세대 정보기술과 선행 기술의 융합이 이루어지는 것이기 때문에 완전한 네트워크 아키텍처5) 를 구축해 MES(Manufacturing Execution System), ERP(Enterprise Resource Planning), PLM(Product lifecycle management) 등의 산업 제어 시스템과 공업 소프트웨어의 보급은 설비 업그레이드만큼 중요하다.

현재 중국에서 제조업 기반이 약한 중소기업은 자동화, 정보화, 디지털화에 이어 스마트화까지 단계적으로 보완해야 하는 상황이다. 제조업의 경쟁력을 높이기 위해 기업들은 자금을 투입해 자동화라인, 산업 제어 시스템, 생산설비 구축 등 다방면으로 업그레이드할 필요가 있다.

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중국의 디지털 트윈에서 우리가 찾아야 할 것은?

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‘중국 제조 2025’ 추진으로 스마트 제조산업이 빠르게 성장하고 있어 디지털 트윈을 포함한 다양한 신기술 도입과 산업발전에 큰 영향을 미칠 전망이다. 중상산업연구원(中商???究院)에 따르면 2017년 중국 스마트 제조업 시장 규모는 1조 5,150억 위안(약 255조 원)으로 기술 보완과 함께 응용산업이 꾸준히 성장해 2019년 시장 규모가 1조 9,000억 위안(약 319조 원)을 넘어설 것으로 예상된다.

사물인터넷, 3D 모델링, 시뮬레이션 및 인공지능 등 다양한 현대적 기술들이 결합된 디지털 트윈은 4차 산업혁명의 핵심이 될 것으로 예측된다.

한국과 중국의 디지털 트윈 기술도입은 아직 초기탐색과 실천단계에 있지만 급속도로 진행되는 사회 전반적인 디지털화 흐름에 발맞춰 중국 내 각 기업들이 디지털 트윈 기술도입에 꾸준한 관심을 보이고 있다. 관련해 한국기업들이 중국 디지털 트윈 관련 정부정책 실행과 진행 현황을 상시 주시하고, 기술응용분야 등 협력 가능 분야를 모색해 공동 협력방안을 추진할 필요성 대두되는 시점이다.

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1) IDN(Integrated Digital Network): 디지털 교환망에 어떤 종류의 통신 장비를 적용해도 상호간 통신이 가능한 통신망임.

2) NCE(Network Cloud Engine): 화웨이가 통신사의 디지털 전환을 촉진하기 위해 출시한 클라우드 기반 네트워크를 위한 차세대 플랫폼임.

3) 인터넷상의 데이터를 저장하고 불러오는 네트워크 통신망 기능을 담당하는 컴퓨터를 말함.

4) Automated Guided Vehicle, 사람이 직접 조작하지 않고 자동으로 짐을 운반하는 차.

5) 컴퓨터, 단말기, 통신회선망의 기능이 알맞게 배분돼 최적의 상태로 컴퓨터 통신망을 구축하는 기술