우리나라 경제의 저성장 기조가 고착화되면서 혁신성장을 위한 ICT의 역할이 강조되고 있다.

2012년 전체 수출 비중의 28%를 기록한 ICT산업이 점차 비중이 더 확대되어 2017년에는 전체 수출의 34%를 기록했기 때문이다.

국내 제조업에 특화된 ‘디지털 트윈’ 정책 필요

지난 21일 코엑스 컨퍼런스룸에서 ‘한국경제 혁신성장, ICT에서 답을 찾다’를 주제로 2019년 ICT정책포럼이 열렸다.

이번 포럼에서는 구조적 전환기를 맞고 있는 4차 산업혁명 시대의 제조업에서 디지털 트윈 기술을 도입해 신산업을 창출해야 한다는 의견이 제기됐다.

이날 왕지남 아주대 교수는 “우리나라 제조업은 대단히 많은 다양한 종류의 제조업이 수평적으로 퍼져 있는데다가 대기업과 중소기업까지 수직적으로 여러 단계를 이루고 있는 것이 특징”이라며 “이러한 국내 제조 산업에 특화된 디지털 트윈 확산 정책이 필요하다”고 주장했다.

기본적으로 디지털 트윈이란 실제 사물이나 시스템을 디지털로 표현한 것을 의미한다.

즉 현실 세계에 존재하는 대상 대신 소프트웨어(SW)로 가상화한 복제를 만들고 모델링을 통해 실제 대상의 특성에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있다.

글로벌 리서치 기관 가트너(Gartner)가 2018년에 이어 올해도 10대 전략기술 트렌드로 선정할 만큼 주목받고 있는 ‘디지털 트윈’은 특히 제조업에서 두각을 나타내고 있다.

왕지남 교수는 “발생되는 데이터를 통하여 학습하면서 공장이 스스로 지능을 높여가고, 실제 공장 외에 똑같은 모양의 사이버 공간에 존재하는 가상공장이 이러한 진화과정에서 유기적으로 연결되며, 공통된 경험을 하면서 서로 보완적으로 성장 진화하게 되는 것”이라고 제조업에서의 디지털 트윈 개념을 설명했다.

제조업의 디지털 트윈은 CPS(사이버-물리적 시스템·Cyber Physical System)가 구현하는 플랫폼으로, 가상과 현실의 공장이 밀접하게 연동되어 과거 공장의 다각적인 운영 경험을 재현하고, 그것을 분석하여 문제점을 파악하는 것이 핵심이다.

그렇기 때문에 무엇보다 사물인터넷을 통한 데이터 수집과 분석이 가장 중요하다.

왕 교수는 “현실 공장에서 발생되는 데이터를 가상 공장으로 전달하고 분석함으로써 현실 공장의 변화가 가상 공장으로 연결된다. 이처럼 가상과 현실이 서로 도움을 주도록 완전히 통합된 보완적 관계성을 갖게 된다”고 강조했다.

데이터 전달과 분석, 가상과 현실이 함께 진화

이를 위해서는 제어 로직 해석 기반의 구체적 동기화된 디지털 트윈 구성이 필요하다.

차별화된 인공지능과 빅데이터, VR기술과 연동되어야 한다. 또 기계적, 전기적, 제어 로직 변환 관측 모델이 단계적으로 서로 연계되어 제어설계, 시운전 운영과 유지보수에 적용될 수 있는 ‘다차원적 모델 프레임워크’를 형성해야 한다.

특히 왕 교수는 “수평적으로 넓고, 수직적으로 여러 단계가 있는 우리나라 제조업의 특징을 감안하여 수평적 통합 산업화와 단계적 산업화 생태계를 형성해야 한다”며 “예를 들어 제조회사, 부품회사, 장비회사 등 연동되어 통합적으로 관리되어야 하고, 모기업과 설비업체 간 협업 플랫폼도 조성되어야 한다”고 설명했다.

제조업에 디지털 트윈 도입을 처음으로 시도한 건 제너럴일렉트릭(GE)이다. GE는 디지털 공장 ‘프레딕스(Predix)’를 통해 산업기계나 설비에서 발생하는 대규모 데이터를 수집하고 분석해, 현실에서 최적화한 공장을 만들 수 있도록 도왔다.

하지만 GE의 디지털 트윈을 일반화하기 어렵다는 것이 왕 교수의 주장이다.

그 이유는 각 공장의 장비, 라인, 부품, 제조업체간 설계, 생산시설, 보전서비스 등 현장의 데이터가 다를 뿐 아니라 그로 인해 얻게 된 노하우도 다르기 때문이다.

이것이 바로 왕 교수가 국내 제조 산업에 특화된 디지털 트윈 확산 정책이 필요하다고 주장하는 이유다.

그는 “사물인터넷이나 센서 등으로 모아지는 데이터뿐만 아니라 현장의 노하우를 가상 공장으로 연결시켜 국내 제조 산업에 특화된 시스템으로 자리매김하는 것이 디지털 트윈 신성장 산업화의 관건이 될 것”이라고 강조했다.

아울러 “디지털 트윈을 통해 자동화 공장 효율성 20% 증대, 사이클 타임 20% 감소, 불량률 20% 감소, 설비 이상 원인 파악에 의한 대처능력 25% 향상, 생산 안정화 기간 40% 단축 등 효과가 크기 때문에 국내 제조업의 미래도 바꿔놓을 수 있다”고 덧붙였다.

혁신성장 위해 신분증 체계 개편 시급

한편, 한국정보산업연합회와 한국정보처리학회가 주관한 이날 포럼에서 김동욱 서울대 교수는 기조강연을 통해 혁신성장을 위해 신분증 체계 개편이 시급하다고 주장했다.

그는 “에스토니아에서는 신분증 카드를 컴퓨터에 꽂고 본인 인증하면 99%의 정부 서비스를 비롯해 약 2600가지의 서비스를 이용할 수 있다”며 “우리나라도 개인정보 유출과 위변조 문제 등 불편을 해결하기 위해 번호부여체계의 개편과 전자칩 신분증으로 개편해야 한다”고 설명했다.