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디지털 트윈이란?
현실의 사물, 시스템, 환경을 가상공간에 형태와 기능을 똑같이 구현해
시뮬레이션으로 문제점을 파악하고 해결책을 찾는 기술입니다.
디지털 트윈이 중요한 이유는
현실에서 어려운 실험과 예측이 가능하기 때문인데요
디지털 트윈으로 가상공간에서 미리 살아보는 미래
궁금하시죠?
#디지털트윈 #디지털뉴딜 #가상공간
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디지털 트윈과 시뮬레이터 – Korea Science
디지털 트윈과 시뮬레이터. 변 승 현 ┃ 한전 전력연구원 책임연구원. 1. 서 론. 우리 사회는 급격한 기술의 발전과 기술 융합에 힘입어 전.
Source: www.koreascience.or.kr
Date Published: 11/12/2022
View: 8659
공학 시뮬레이션 기반 디지털트윈
이는 가상 모델을 통해 유지 관련. 문제를 최소화 하는 최상의 생산 및 운영 효과를 얻을 수 있게도 해 준다. 제2항 기술이 아닌 모델. 디지털트윈은 3D 시뮬레이션, 사물 …
Source: repository.kisti.re.kr
Date Published: 7/24/2021
View: 2848
디지털 트윈 개발 및 구축 – AnyLogic 시뮬레이션 소프트웨어
디지털 트윈을 설계 및 배치하기 위한 강력한 플랫폼인 AnyLogic은 고유한 범용 다중 방법론 시뮬레이션 기능을 활용하여 동적 모델을 운영 데이터와 결합하여 고급 …
Source: www.anylogic.kr
Date Published: 1/13/2022
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디지털 트윈(Digital Twin)이란? – 생각 저장소
현실 공간의 구조나 가동 상황 등을 가상 공간에 구축해 리얼한 시뮬레이션을 가능하게 하는 기술이다. IoT가 보급돼 모든 물건의 데이터 취득이 가능하게 …
Source: catchkorea.com
Date Published: 7/24/2021
View: 8638
일본에서 주목받는 디지털 트윈이란? – Kotra 해외시장뉴스
시장 규모에 맞는 상품의 개발이나 자동차의 안전 기술의 확립 등 모든 업계에서 시뮬레이션을 하고 있다. 디지털 트윈도 시뮬레이션의 일종이라고 할 …
Source: news.kotra.or.kr
Date Published: 10/13/2021
View: 5504
디지털 트윈이란? – MATLAB & Simulink – 매스웍스
이러한 디지털 트윈을 예측, 가정(what-if) 시뮬레이션, 이상 탐지, 고장 분리 등에 활용할 수 있습니다. MATLAB에서 사용할 수 있는 데이터 기반 방법에는 머신 러닝, 딥 …
Source: kr.mathworks.com
Date Published: 9/21/2022
View: 7826
Digital Twins – 모델링 및 시뮬레이션 | Microsoft Azure
Azure Digital Twins는 실제 사물, 장소, 비즈니스 프로세스, 사람의 디지털 표현을 만들 수 있는 IoT(사물 인터넷) 플랫폼입니다. 더 나은 제품을 구동하고, 운영 및 비용 …
Source: azure.microsoft.com
Date Published: 3/12/2021
View: 5779
‘디지털 트윈’ 알아보기 (2) | NVIDIA Blog
목표는 주요 디지털 모델링 플랫폼을 2023년까지 운영하고 디지털 트윈을 2027년까지 구현하는 것입니다. 데이터센터 네트워킹 시뮬레이션. 네트워킹은 …
Source: blogs.nvidia.co.kr
Date Published: 9/6/2021
View: 4817
디지털 트윈의 개념과 기술 및 산업 분야별 활용 사례
각 응용 분야에서 쌍둥이처럼 만들어져 있는 디지털 트윈 시스템을 통해 계. 획 수립부터 운영, 관리, 유지 보수 및 조기 대응 등에 대해 사전에 시뮬레이션 검증,.
Source: waf-e.dubudisk.com
Date Published: 8/7/2021
View: 4664
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주제에 대한 기사 평가 디지털 트윈 시뮬레이션
- Author: 과학기술정보통신부
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- Date Published: 2020. 10. 15.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=lhTRGZUDcb0
디지털 트윈 개발 및 구축
디지털 트윈의 두 가지 핵심 요소는 동적 시뮬레이션 모델과 라이브 시스템의 현재 상태를 반영하는 데이터입니다. 모델과 데이터를 사용하면 실험, 분석 및 통신을 위한 강력한 디지털 트윈 소프트웨어를 구축할 수 있으므로, 만약의 질문을 던지고, 시스템 동작을 이해하며, 여러 수준에서 검증할 수 있습니다.
디지털 트윈 기술은 이미 제조, 물류 산업이 그 이점을 누리고 있으며, 비즈니스 프로세스를 보호하고 개발하는 데 도움이 됩니다. 또한 이해하기 쉽고 소통하기 쉬운 통찰력을 제공하여 신뢰를 구축하고 의사 결정을 지원하는 데 도움이 됩니다.
디지털 트윈(Digital Twin)이란?
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디지털 트윈(Digital Twin)이란?
디지털 트윈이란, 물리 세계(현실 세계)에 실재하고 있는 것을 디지털 공간에서 리얼하게 표현한 것을 가리킨다. 현실 공간의 구조나 가동 상황 등을 가상 공간에 구축해 리얼한 시뮬레이션을 가능하게 하는 기술이다. IoT가 보급돼 모든 물건의 데이터 취득이 가능하게 된 것으로, 디지털 트윈의 기술도 비약적으로 진화했다.
기존 모델 및 시뮬레이션과의 차이
일본의 모든 비즈니스에서 시뮬레이션은 필수이다. 시장 규모에 맞는 상품의 개발이나 자동차의 안전 기술의 확립 등 모든 업계에서 시뮬레이션을 하고 있다. 디지털 트윈도 시뮬레이션의 일종이라고 할 수 있다. 하지만 기존 시뮬레이션과의 가장 큰 차이는 현실세계의 변화와 사실적으로 연동된다는 점에 있다.
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예를 들어, 어떠한 기계 부품의 내구성에 대해 시뮬레이션을 한다고 가정한다. 기계 부품은 사용을 계속하는 동안에 마모·파손 등이 발생해 언제까지나 당초의 성능이나 모습을 유지하고 있는 것은 아니다. 종래의 시뮬레이션에서는 이러한 마모나 파손에 의한 변화는, 사람의 손으로 데이터를 재차 입력할 필요가 있었다. 그러나 디지털 트윈에서는 그러한 수고가 필요 없다. 현실 세계에서 생긴 변화와 연동되기 때문에 기계 부품의 마모 등도 실시간으로 가상 공간에 재현되는 것이다.
또한 가상공간에서 현실세계로 접근할 수 있다는 점도 큰 특징이다. 디지털 트윈상에서 무엇인가의 문제가 일어났을 때는 온라인을 통해서 현실 세계에 접근해 트러블의 회피·해결 등이 가능하다.
디지털 트윈의 장점
디지털 트윈의 도입으로 전망되는 장점의 대표적인 것을 3가지 소개해 보고자 한다.
시험이 용이
제조업에서 제품개발 현장에서 비용이나 물리적인 공간의 제한으로 신제품 개발에 착수하기 어려운 상황이 종종 있다. 가상공간에는 물리적인 제한이 없기 때문에 디지털 트윈의 활용으로 기존보다 쉽고 간편하게 다양한 시험이 가능해져 필요한 비용을 산출할 수 있다. 결과가 실패로 끝나도 가상공간에서의 시뮬레이션이기 때문에 리스크를 작게 줄일 수 있다는 점도 매력이다.
작업의 원활화
유지 보수 및 설비의 보전이 원활하게 되는 것도 디지털 트윈이 가지는 큰 장점이다. 제조 라인에서 에러가 일어났을 경우에 어디에서 문제가 생겨 무엇에 기인하는지, 종래보다 시간을 필요로 하지 않고 규명할 수 있다. 출하 후 이미 유통되고 있는 제품에 문제가 발생한 경우에도 가상 공간의 데이터를 조사하여 원인을 알아낼 수 있을 것이다.
비용 절감
신제품의 개발에는 시작(試作, 시험제작)이나 테스트가 필요 불가결한 공정이다. 제품의 종류에 따라 다르지만, 현실 공간에서 시작(試作)하기에는 큰 비용이 든다. 자동차를 예로 들면, 시작 차량에 테스트 드라이버가 탑승해 전용 코스를 몇 번이나 시주하는 것이 종래의 수법이다. 그러나 디지털 트윈의 도입으로 이것들을 가상 공간에서 실시하는 것으로 비용 절감을 전망할 수 있다.
자료 출처 : 코트라 해외시장뉴스
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트렌드 – KOTRA 해외시장뉴스
– 세계 디지털 트윈 시장은 2026년에 482억 달러로 2020년의 15배 이상 확대 전망 –
– 일본 국토교통성이나 도쿄도 등의 지자체도 적극적으로 활용 중 –
일본에서는 가상공간에 현실공간을 재현하는 ‘디지털 트윈(digital twin)’의 활용이 확산되고 있다. 지금까지는 제조업 등에서 이용되고 있었지만 코로나 바이러스 유행으로 인해 세계적으로 사람의 움직임이 일시 제한된 것을 기회로, 일하는 방법이나 접객 방법에서의 이익 활용도 진행돼 왔다. 이번 해외시장뉴스에서는 디지털 트윈의 개요와 사례를 소개해보고자 한다.
디지털 트윈(Digital Twin)이란?
디지털 트윈이란, 물리 세계(현실 세계)에 실재하고 있는 것을 디지털 공간에서 리얼하게 표현한 것을 가리킨다. 현실 공간의 구조나 가동 상황 등을 가상 공간에 구축해 리얼한 시뮬레이션을 가능하게 하는 기술이다. IoT가 보급돼 모든 물건의 데이터 취득이 가능하게 된 것으로, 디지털 트윈의 기술도 비약적으로 진화했다.
자료: 일본경제신문을 참고로 KOTRA 도쿄 무역관에서 작성
기존 모델 및 시뮬레이션과의 차이
일본의 모든 비즈니스에서 시뮬레이션은 필수이다. 시장 규모에 맞는 상품의 개발이나 자동차의 안전 기술의 확립 등 모든 업계에서 시뮬레이션을 하고 있다. 디지털 트윈도 시뮬레이션의 일종이라고 할 수 있다. 하지만 기존 시뮬레이션과의 가장 큰 차이는 현실세계의 변화와 사실적으로 연동된다는 점에 있다.
예를 들어, 어떠한 기계 부품의 내구성에 대해 시뮬레이션을 한다고 가정한다. 기계 부품은 사용을 계속하는 동안에 마모·파손 등이 발생해 언제까지나 당초의 성능이나 모습을 유지하고 있는 것은 아니다. 종래의 시뮬레이션에서는 이러한 마모나 파손에 의한 변화는, 사람의 손으로 데이터를 재차 입력할 필요가 있었다. 그러나 디지털 트윈에서는 그러한 수고가 필요 없다. 현실 세계에서 생긴 변화와 연동되기 때문에 기계 부품의 마모 등도 실시간으로 가상 공간에 재현되는 것이다.
또한 가상공간에서 현실세계로 접근할 수 있다는 점도 큰 특징이다. 디지털 트윈상에서 무엇인가의 문제가 일어났을 때는 온라인을 통해서 현실 세계에 접근해 트러블의 회피·해결 등이 가능하다.
디지털 트윈의 장점
디지털 트윈의 도입으로 전망되는 장점의 대표적인 것을 3가지 소개해 보고자 한다.
1) 시험이 용이
제조업에서 제품개발 현장에서 비용이나 물리적인 공간의 제한으로 신제품 개발에 착수하기 어려운 상황이 종종 있다. 가상공간에는 물리적인 제한이 없기 때문에 디지털 트윈의 활용으로 기존보다 쉽고 간편하게 다양한 시험이 가능해져 필요한 비용을 산출할 수 있다. 결과가 실패로 끝나도 가상공간에서의 시뮬레이션이기 때문에 리스크를 작게 줄일 수 있다는 점도 매력이다.
2) 작업의 원활화
유지 보수 및 설비의 보전이 원활하게 되는 것도 디지털 트윈이 가지는 큰 장점이다. 제조 라인에서 에러가 일어났을 경우에 어디에서 문제가 생겨 무엇에 기인하는지, 종래보다 시간을 필요로 하지 않고 규명할 수 있다. 출하 후 이미 유통되고 있는 제품에 문제가 발생한 경우에도 가상 공간의 데이터를 조사하여 원인을 알아낼 수 있을 것이다.
3) 비용 절감
신제품의 개발에는 시작(試作, 시험제작)이나 테스트가 필요 불가결한 공정이다. 제품의 종류에 따라 다르지만, 현실 공간에서 시작(試作)하기에는 큰 비용이 든다. 자동차를 예로 들면, 시작 차량에 테스트 드라이버가 탑승해 전용 코스를 몇 번이나 시주하는 것이 종래의 수법이다. 그러나 디지털 트윈의 도입으로 이것들을 가상 공간에서 실시하는 것으로 비용 절감을 전망할 수 있다.
디지털 트윈 사례 소개
1. 건설업(건축) 사례: 카시마 건설
건설업에서는 설계→시공→유지 보수 각 공정의 디지털 트윈화로 인해 효율적인 공정 설계와 현장의 안전성 향상·생산성 향상을 도모되고 있다. 건설업은 상업시설·빌딩·주택 등 건축물을 취급하는 건축과 댐·터널·다리·택지조성 등을 다루는 토목으로 나뉜다. 그중 건축 영역은 건축업의 PLM(제품 수명주기관리; Product lifecycle management의 준말)에 해당하는 BIM(건축 정보 모델; Building Information Modeling의 준말)을 활용한 3D로의 설계나 시공 시뮬레이션, 유지 보수의 최적화가 추진되고 있다.
건설(건축) 영역에서의 활용 사례. 가시마건설의 ‘3D K-Field’
자료: 카시마 건설 홈페이지
예를 들어, 카시마 건설(일본의 대형 건설사)은 건축 현장의 원격 감시를 위해 건설 현장 디지털 트윈인 ‘3D K-Field’를 개발하고 있다. 현장에 설치된 다양한 IoT 센서로 취득한 사람·물건·자동차의 데이터를 가상 공간에 표시하는 것으로, 실시간으로 건설 현장의 상태를 가시화하고 있다.
2. 건설업(토목) 사례: 코마츠
건설 중인 토목 영역에서는 드론으로 지형 데이터를 취득해 3차원 데이터(디지털 트윈)를 구축함으로써 측량 프로세스의 효율화와 공정의 자동 생성 등이 이루어지고 있다. 지금까지는 측량이 인력으로 이루어져 상당한 시간을 필요로 하는 보틀넥 공정이었다. 나날의 진척이나 현장 상황을 올바르게 파악하는 것이 곤란하고 그 결과 공정 지연이나 비효율이 발생하고 있었던 것이다.
건설(건축) 영역에서의 활용 사례. 가시마건설의 ‘3D K-Field’자료: 카시마 건설 홈페이지
이러한 상황에 코마츠(일본의 건설 기계·광산 기계 제조업체)는 디지털화 솔루션의 ‘스마트 컨스트럭션’을 통해서 드론에 의한 센싱(센서에 의한 계측)과 그 데이터의 점군(point group)화 처리를 실시해 토목 현장의 디지털 트윈을 생성하는 것으로 진척 상황을 관리하는 서비스를 제공하고 있다.
건설(토목) 영역에서의 활용 사례. 코마츠의 ‘스마트 컨스트럭션’
자료: 코마츠 홈페이지
그 결과, 측량 효율을 대폭 향상시켜 약 4일 걸리던 작업을 20분만에 끝낼 수 있도록 했다. 매일 업무의 시작과 마지막에 상기 프로세스로 현장의 디지털 트윈의 업데이트를 함으로써 공정 진척을 가시화해 현장 책임자, 경영자가 신속한 의사결정을 실시할 수 있게 되어 있다.
3. 도시 활용 사례: 도쿄도
도쿄도는 디지털 공간상에 3D 모델로 거리를 재현하는 디지털 트윈 제작을 본격적으로 시작한다고 2021년 2월에 발표했다. 2021년도에는 일조량, 풍량, 교통상황 등의 데이터를 실시간으로 취득해 가상공간에 반영하는 실증사업을 실시한다. 유효성이나 활용법을 검증하면서 2030년까지 정식으로 만들어 나간다.
건설(토목) 영역에서의 활용 사례. 코마츠의 ‘스마트 컨스트럭션’자료: 코마츠 홈페이지
국토교통성은 실제 세계의 도시를 사이버 공간으로 재현하는 프로젝트 ‘PLATEAU'(플라토)를 개시했다. 모델화한 지역은 사회기반 정보유통 추진협의회(AIGID)와의 기술협력 협정 후 G공간 정보센터에서 오픈 데이터로 공개하고 있다.
PLATEAU에서 공개하고 있는 데이터의 예시
자료: 국토교통성 홈페이지 PLATEAU에서 공개하고 있는 데이터의 예시자료: 국토교통성 홈페이지
도쿄도는 디지털 트윈 사회구현 영역을 방재 및 도시 조성, 모빌리티 활용, 에너지의 효율화, 자연환경과의 공생, 웰니스(Wellness), 교육, 근로방식의 다양화, 산업진흥의 9분야를 대상으로 실증실험을 시작하고 있다.
대형 백화점인 미쓰코시 이세탄 홀딩스는 2021년 3월에 국토교통성의 3D 디지털 지도 플랫폼 ‘PLATEAU(플라토)’를 활용해 디지털 공간에 이세탄 신주쿠 백화점 본점 등 신주쿠의 일부 지역을 재현해 실증 실험을 했다. 참가자는 디지털 공간을 아바타(Avatar)(분신)로 회유해 접객을 받아 쇼핑을 체험했다. 일본경제신문에 의하면, 참가자 의견으로 “코로나 바이러스 유행 사태에서도 친구와 집합해 거리 걷기를 즐길 수 있을 것 같다.”고 하는 등 긍정적인 반응이 주로 나타나고 있다.
가상 공간인 신주쿠에 있는 이세탄 백화점
자료: 국토교통성 홈페이지
시사점
디지털 트윈은 지금까지 제조업이나 건설업에서 이용돼 왔다. 고속 통신기술이나 IoT 기기의 발달에 가세해 신형 코로나를 기회로 디지털 트윈은 한층 더 보급되고 있다. 조사회사인 Markets and Markets는 세계의 디지털 트윈 기술의 시장은 2026년에 482억 달러로 2020년(31억 달러)의 15배 이상으로 확대할 것으로 예측한다. 가상 공간인 신주쿠에 있는 이세탄 백화점자료: 국토교통성 홈페이지
디지털 트윈의 이용은 시스템을 자체 개발하는 대기업에 한정되는 경향이 있다. 노무라 종합 연구소의 코미야 마사토 주임 컨설턴트는 “보급에는 중소기업도 이용하기 쉬운 소프트가 필요하다”라고 지적한다. 디지털 트윈기술을 가진 한국 기업이 일본에 진출할 수 있는 좋은 타이밍이라고 할 수 있다.
이러한 일본 디지털 트윈을 활용한 진출을 위해서는 무엇보다 시스템을 활용한 가시화가 중요하다. 기술을 활용해 무엇을 바꿀 수 있는지 기업이나 고객층에게 명확하게 보여주는 한편, 이를 대기업이나 중소기업 등 다양한 유저들이 더 쉽게 접근할 수 있도록 하는 노력 또한 필요할 것으로 보인다. 디지털 분야에서 앞서나가고 있는 우리 한국 IT 기업의 많은 진출을 기대해본다.
자료: 일본경제신문, ITmedia, Markets and Markets 및 주요 제조사 홈페이지 참조, KOTRA 도쿄 IT지원센터 자료 종합
디지털 트윈이란?
디지털 트윈은 운용 중인 실제 물리적 자산을 표현하는 최신의 방법입니다. 디지털 트윈은 자산의 현재 상태를 반영하며, 자산에 대한 관련 있는 이력 데이터를 포함합니다. 디지털 트윈은 자산의 현재 상태를 평가하는 데 사용할 수 있으며, 보다 중요하게는 미래 동작을 예측하거나 제어를 계량하거나 운용을 최적화하는 데 사용할 수 있습니다.
디지털 트윈은 구성요소, 구성요소로 이루어진 시스템 또는 시스템으로 이루어진 시스템(예: 펌프, 엔진, 발전소, 제조 라인, 일군의 차량 등)의 모델일 수 있습니다. 디지털 트윈 모델은 물리학 기반 접근 방법이나 통계적 접근 방법을 포함할 수 있습니다. 디지털 트윈 모델은 운용 중인 자산의 현재 환경, 현재 수명 및 구성을 반영하며, 일반적으로 이를 위해 자산 데이터가 튜닝 알고리즘으로 직접 스트리밍됩니다.
Digital Twins – 모델링 및 시뮬레이션
뒤로 애플리케이션 개발
애플리케이션 개발
개발 및 테스트 모든 플랫폼에서 개발 및 테스트(개발/테스트)를 간소화하고 가속화하세요.
DevOps 사용자, 프로세스 및 제품을 통합하여 고객 및 동료에게 지속해서 가치를 제공하세요.
DevSecOps 신뢰할 수 있는 플랫폼에서 안전한 앱을 빌드합니다. 개발자 워크플로에 보안을 포함하고 DevSecOps 프레임워크로 공동 작업을 촉진합니다.
전자상거래 스케일링이 가능하고 안전한 맞춤형 쇼핑 환경을 제공하세요.
Azure에서 로우 코드 애플리케이션 개발 작업에 대한 적절한 도구를 사용하여 아이디어를 더욱 빠르게 애플리케이션에 구현합니다.
마이크로서비스 애플리케이션 신뢰할 수 있는 앱과 기능을 대규모로 만들고 더 빠르게 출시하세요.
모바일 위치와 관련 없이 하나의 모바일 앱 빌드로 원하는 디바이스에서 고객과 연결하세요.
최신 애플리케이션 개발 변화에 빠르게 대응하고, 비용을 최적화하고, 자신 있게 제공하세요.
서버리스 컴퓨팅 인프라를 관리할 필요 없이 더 빠르게 앱을 빌드하세요.
Azure의 메시징 서비스 Azure에서 최신 애플리케이션을 포괄적인 메시징 서비스 모음과 연결하세요.
애플리케이션 및 데이터 현대화 Azure 애플리케이션 및 데이터 현대화를 사용하여 출시 시간을 가속화하고 혁신적인 환경을 제공하고 보안을 향상하세요.
비즈니스 SaaS 앱 Azure의 비즈니스 인사이트 및 인텔리전스를 사용하여 SaaS(Software as a Service) 앱 구축
‘디지털 트윈’ 알아보기 (2)
‘디지털 트윈’ 알아보기 (1) 블로그와 이어집니다.
디지털 트윈 유형
스마트 시티 시뮬레이션
스마트 시티가 많은 지역에서 생겨나고 있습니다. 도시들은 비디오 카메라, 엣지 컴퓨팅 , AI를 사용하여 주차에서 교통 흐름, 범죄 패턴에 이르기까지 모든 것을 파악할 수 있죠. 도시 계획자는 이러한 데이터를 연구하여 도시 디자인을 구축하고 개선할 수 있습니다.
스마트 시티의 디지털 트윈은 더 나은 건설 계획과 지방 자치 단체의 지속적인 개선을 가능하게 합니다. 스마트 시티는 시뮬레이션을 실행하기 위해 도시의 3D 복제본을 구축하고 있습니다. 이러한 디지털 트윈은 교통 흐름, 주차, 가로등 등의 여러 요소를 최적화하여 도시의 삶의 질을 높이고, 개선 사항을 현실 세계에서 구현할 수 있습니다.
다쏘시스템(Dassault Systèmes)은 전 세계의 디지털 트윈 구축을 지원하고 있습니다. 홍콩에서는 시각화를 위해 도시의 3D 시뮬레이션을 사용하여 보행성 연구에 대한 예를 제시했습니다.
NVIDIA Metropolis 는 개발자와 서비스 제공업체가 AI 로 구현한 비전을 통해 물리적 공간을 더 잘 계측하고 더욱 스마트한 인프라와 공간을 구축할 수 있도록 지원하는 애플리케이션 프레임워크, 개발자 도구 세트, 전문 파트너들로 구성된 대규모 에코시스템입니다. 이 플랫폼은 AI 훈련에서 추론에 이르기까지 엣지 투 클라우드 배포를 용이하게 하며, 엣지 노드 플릿을 더 잘 관리하기 위한 Fleet Command와 같은 엔터프라이즈 관리 도구를 포함합니다.
지구 시뮬레이션 디지털 트윈
디지털 트윈은 기후 모델링에도 적용되고 있습니다.
NVIDIA 창립자 겸 CEO 젠슨 황(Jensen Huang)은 기후 변화 예측에 특화된 세계에서 가장 강력한 AI 슈퍼컴퓨터 구축 계획을 공개했습니다.
Earth-2 또는 E-2라는 이름의 이 시스템은 Omniverse에서 지구의 디지털 트윈을 생성합니다.
이와 별도로, 유럽연합(EU)은 지구의 디지털 시뮬레이션을 구축하기 위한 계획인 데스티네이션 어스(Destination Earth ) 를 시작했습니다. 이 계획의 목적은 과학자들이 기후 발달과 극한 날씨를 정확하게 매핑할 수 있도록 돕는 것입니다.
2050년까지 기후 중립을 달성하기 위한 EU 법을 지원하는 디지털 트윈은 기후, 대기, 기상 센서에서 지속적으로 업데이트되는 관측 데이터를 기반으로 1km 범위로 렌더링됩니다. 이 디지털 트윈은 인간 활동이 환경에 미치는 영향에 대한 측정도 고려할 계획입니다.
네이처 전산 과학(Nature Computational Science ) 에 발표된 논문 에 따르면, 데스티네이션 어스 디지털 트윈 프로젝트가 최대치로 구현되기 위해서 20,000개의 GPU를 탑재한 시스템이 필요할 것으로 예상됩니다. 시뮬레이션 통찰력은 과학자들이 시나리오를 개발하고 테스트하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 이는 정책 결정과 지속 가능한 개발 계획에 도움이 되는 정보를 제공할 수 있습니다.
이러한 프로젝트는 가뭄 위험을 평가하고 해수면 상승을 모니터링하며 극지방의 기후 변화를 추적하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한 식량과 물 문제, 풍력 발전소나 태양열 발전소와 같은 재생 에너지에 대한 계획에도 사용할 수 있습니다. 목표는 주요 디지털 모델링 플랫폼을 2023년까지 운영하고 디지털 트윈을 2027년까지 구현하는 것입니다.
데이터센터 네트워킹 시뮬레이션
네트워킹은 디지털 트윈이 데이터센터의 가동 중지 시간을 줄일 수 있는 영역입니다.
네트워크는 갈수록 복잡해지고 있습니다. 네트워크 규모, 노드 수, 구성요소 간의 상호 운용성은 복잡성을 가중시켜 사전 프로덕션과 스테이징 운영에 영향을 주죠.
네트워크 디지털 트윈은 시뮬레이션에서 라우팅, 보안, 자동화, 모니터링을 사전 테스트하여 초기 배포 속도를 높입니다. 또한 시뮬레이션에서 네트워크 변경 요청을 검증하는 것을 포함해 지속적인 운영을 향상시켜 유지관리 시간을 단축해 줍니다.
API와 자동화의 도입으로 네트워킹 운영도 고급 기능으로 발전했습니다. 스트리밍 텔레메트리(디바이스와 장비용 IoT 연결 센서)는 문제에 대한 가시성을 확보하기 위해 네트워크에서 데이터와 분석을 지속적으로 수집할 수 있습니다.
NVIDIA Air 인프라 시뮬레이션 플랫폼은 네트워크 엔지니어가 데이터센터 네트워크의 디지털 트윈을 호스팅할 수 있게 합니다.
디지털 트윈을 활용한 5G 서비스
통신 장비, 서비스 글로벌 기업인 에릭슨(Ericsson)은 수십 년간 쌓아온 무선 네트워크 시뮬레이션 전문 지식을 NVIDIA Omniverse Enterprise와 결합하고 있습니다.
에릭슨은 5G 마이크로 셀과 타워, 그리고 주변 환경 간의 상호 작용을 정확하게 시뮬레이션하여 성능과 적용 범위를 극대화하기 위해 도시 규모의 디지털 트윈을 구축하고 있습니다.
자동차 제조 디지털 트윈
전 세계에 31개의 공장이 있는 독일의 BMW 그룹은 디지털 트윈에 대해 NVIDIA와 협력하고 있습니다. BMW 그룹은 공장 시뮬레이션을 실행하여 운영을 최적화하는데 NVIDIA Omniverse Enterprise를 활용하고 있죠.
BMW 공장에서는 각 차량에 대해 100가지 이상의 옵션과 40가지 이상의 BMW 모델을 제공하여 총 2,100가지의 가능한 신차 구성을 제공합니다. BMW 공장에서 생산되는 차량의 약 99%는 맞춤형 구성이기 때문에 조립 라인에 자재를 비축하는 데 어려움이 있습니다.
BMW 그룹은 공장의 자재 흐름을 유지하기 위해 NVIDIA Isaac 로보틱스 플랫폼을 활용해 물류용 로봇을 배치함으로써 생산 환경의 자재 유통을 개선하고 있습니다. 사전 생산 단계에서 디지털 휴먼과 함께 시뮬레이션 시나리오에 투입되는 이러한 인간 지원 로봇을 통해, BMW 그룹은 생산에 착수하기 전에 디지털 트윈의 공장 환경에서 로봇 애플리케이션을 안전하게 테스트할 수 있습니다.
BMW 그룹은 또한 가상 시뮬레이션을 통해 조립 라인은 물론 작업자의 인체 공학과 안전을 최적화할 수 있습니다. 다양한 지역의 계획 전문가가 NVIDIA Omniverse에 가상으로 연결할 수 있어, 글로벌 3D 설계 팀이 공유 가상 공간에서 여러 소프트웨어 제품군에 대해 동시에 협업할 수 있습니다.
NVIDIA Omniverse Enterprise는 다양한 산업 애플리케이션을 위한 디지털 트윈을 가능하게 합니다.
건축, 엔지니어링, 건설 분야
건물 설계 팀들은 효율적인 협업, 더 빠른 렌더링 반복, 정확한 시뮬레이션과 포토리얼리즘에 대한 기대치에 대한 높아지는 요구를 직면하고 있습니다.
팀이 전 세계에 분산되어 있다면 이러한 요구가 더욱 어려워질 수 있죠.
건축가, 엔지니어, 건설 팀을 위한 Omniverse 에서 디지털 트윈을 생성하면 개발 속도를 높이고 기한 안에 계약을 수행할 수 있습니다.
팀들은 서로 다른 소프트웨어 애플리케이션에서 동시에 작업하는 경우에도 단일 대화형 플랫폼인 Omniverse를 통해 가상으로 함께 모여 마치 같은 공간에 있는 것처럼 빠르게 건축 모델을 개발하고, 완벽한 물리적 정확성과 충실도로 시뮬레이션할 수 있습니다.
유통, 풀필먼트 분야
주문 풀필먼트를 위한 물류는 복잡한 구조의 거대 산업입니다. 풀필먼트 센터는 이제 로봇의 도움을 받아 작업자 부상을 방지하고 효율성을 높일 수 있습니다. AI와 엣지 컴퓨팅으로 구동되는 카메라로 가득 찬 환경으로 제품을 빠르게 찾아 꺼내고 포장할 수 있습니다. 이 덕분에 우리가 당일 배송으로 물품을 받을 수 있게 됐습니다.
디지털 트윈을 사용하면 이 중 상당 부분을 가상 환경에서 생성할 수 있으며, 시뮬레이션을 실행하여 병목 현상과 기타 문제를 제거할 수 있습니다.
Kinetic Vision은 디지털화와 AI기술을 통해 디지털 트윈으로 지능형 풀필먼트와 물류 센터를 재창조하고 있습니다. 지능형 매장과 풀필먼트 센터 네트워크를 성공적으로 구현하기 위해서는, 실시간 제품 인식과 같은 혁신적인 엣지 컴퓨팅과 AI 솔루션을 가능하게 하는 강력한 정보, 데이터, 운영 기술이 필요합니다. 이러한 기술은 보다 빠르고 민첩한 제품 검사와 주문 이행을 가능하게 합니다.
에너지 산업의 디지털 트윈
지멘스 에너지는 NVIDIA Omniverse 플랫폼을 통해 발전소의 예지 정비를 지원하는 디지털 트윈을 구축하고 있습니다.
지멘스 에너지는 NVIDIA A100 Tensor Core GPU에서 실행되는 NVIDIA Modulus 소프트웨어 프레임워크를 사용해, 시간이 지남에 따라 발생되는 금속에 대한 열, 물, 기타 조건의 부식 효과를 시뮬레이션함으로써 유지 관리 요구 사항을 세밀하게 조정할 수 있습니다.
탄화수소 탐사
석유 회사는 새로운 저류층을 발굴하거나 재정적, 환경적 단점이 가장 적은 생산 단계의 유전을 재평가하려면 막대한 위험을 감수해야 합니다. 시추 작업은 수억 달러의 비용이 들 수 있습니다. 에너지 기업은 탄화수소를 찾은 후 신규 또는 지속적인 생산을 위한 가장 수익성 있는 전략을 신속하게 파악해야 합니다.
저류층 시뮬레이션을 위한 디지털 트윈은 수백만 달러를 절약하고 환경 문제를 방지할 수 있습니다. 기술 소프트웨어 애플리케이션을 사용함으로써, 에너지 기업들은 물과 탄화수소가 지하 우물 속으로 흐르는 방식을 모델링할 수 있습니다. 이를 통해 슈퍼컴퓨터에서 잠재적으로 문제가 될 수 있는 상황과 가상 생산 전략을 평가할 수 있습니다.
디지털 트윈에서 사전에 위험을 평가한 탐사 업체는 새로운 프로젝트에 착수할 때 손실을 최소화할 수 있습니다. 디지털 트윈의 분석을 기반으로 실제 생산 버전은 생산량 확대를 위해 최적화될 수도 있습니다.
공항 효율성
공항은 디지털 트윈을 통해 고객 경험을 개선할 수 있습니다. 예를 들어, 비디오 카메라로 미국 교통안전국(TSA)을 모니터링하고, 피크 시간 병목 현상을 분석에 AI를 적용하는 방법을 찾을 수 있습니다. 이러한 문제는 디지털 모델에서 처리된 다음, 항공편을 놓치는 사례를 줄이기 위해 실제 프로덕션에 적용될 수 있습니다. 수하물 처리 영상을 평가하여 디지털 환경에서 수하물의 정시 도착율을 높일 방법을 고안할 수 있습니다.
항공기 턴어라운드(turnaround)도 개선할 수 있습니다. 많은 조업사들이 도착한 항공기가 다시 출발 준비를 마치고 활주로로 나갈 수 있도록 서비스를 제공합니다. 항공사는 적시 턴어라운드를 위하여 이러한 조업사들을 추적하는데 비디오를 활용할 수 있습니다. 또한 디지털 트윈은 서비스 관리를 분석함으로써 실제 변경을 하기 전에 워크플로우를 최적화할 수 있습니다.
이렇게 함으로써 항공사는 조업사가 서비스를 신속하게 수행하도록 책임을 물을 수 있습니다. 케이터링 서비스 제공업체, 청소업체, 연료 보급, 쓰레기와 폐기물 수거, 기타 서비스 제공업체는 모두 항공기가 정시에 운행되도록 하기 위해 항공사와 서비스 수준 계약(SLA)라는 것을 체결합니다. 이러한 모든 활동은 디지털 세계의 시뮬레이션에서 실행한 다음, 실제 결과를 위해 프로덕션 일정에 적용하여 출발 지연을 줄일 수 있습니다.
NVIDIA Metropolis는 공항과 기타 산업이 엣지에서 방대한 양의 비디오를 처리함으로써 실시간으로 운영을 분석하고 분석 결과에서 통찰력을 얻을 수 있도록 돕습니다.
디지털 트윈의 미래는?
디지털 트윈 시뮬레이션은 등장한지 반세기가 되었습니다. 그러나 GPU, AI, 소프트웨어 플랫폼의 지난 10년간의 발전은 고충실도의 보다 몰입도 높은 경험을 구현하게 되면서 기술 도입을 촉진하고 있습니다.
이는 가상 현실과 증강 현실의 보급이 증가할수록 더 가속화될 것입니다.
분석 전문 기업IDC에 따르면, VR 헤드셋의 전 세계 판매량은 2021년 약 700만 대에서 2025년 2800만 대 이상으로 증가할 것으로 예상됩니다.
이는 가상 환경을 위해 훨씬 더 많은 헤드셋이 연결되고 콘텐츠가 소비된다는 뜻이죠.
그리고 그 안에 있는 모든 사람들은 AI, 인간과 로봇의 상호 작용, 무한 시뮬레이션을 위한 NVIDIA Omniverse 플랫폼에 액세스하여 디지털 트윈의 엄청난 발전을 주도할 것입니다.
NVIDIA의 레바레디안은 “가상 세계와 디지털 트윈은 오랫동안 이야기된 주제입니다. 이제 AI가 가능해졌고 가능성이 폭발적으로 증가하고 있는 만큼, 우리는 이론을 현실로 전환하는 시작 단계에 있습니다”라고 말했습니다.
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