일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2022.11.7

메타버스에 없어서는 안될 '디지털 트윈'
효과가 뛰어난 사례 정리

2021년 후반 이후 '메타버스' 열풍이 이어지고 있다. 메타버스에 관련된 요소 기술들은 다방면에 걸쳐 응용 영역도 넓기 때문에 그 구체적인 윤곽은 아직은 완벽하게 파악하기 어려울지도 모른다. 이러한 가운데 차근차근 실적을 쌓아가고 있는 것이 '디지털 트윈'이다.

사회 전체의 디지털화를 목표로 하는 메타버스에서 디지털 트윈은 물리적 공간의 디지털화로 표현된다. 제조업과 건설업을 중심으로 활용이 추진되고 있으며, 메타버스 열풍 전후부터 적용 범위가 단번에 넓어지고 있다.

가상공간에 구축한 공장에서 제조라인에 영향을 줄 가능성이 있는 개선책을 시험한다, 숙련된 장인 기술을 디지털로 재현해 누구나 능숙하게 사용할 수 있도록 한다 등, 여기서는 기업을 중심으로 뛰어난 성과를 거둔 사례를 정리했다. 정부와 지자체에서도 디지털 트윈의 활용이 추진되고 있어 메타버스의 조류와 함께 그 동향에 주목하고 싶다.

■ 고마츠 계열의 어스브레인, 디지털트윈과 AI로 시공 계획을 하루 만에 작성

고마쓰 등이 2021년 설립한 어스브레인(EARTHBRAIN, 도쿄)은 디지털 트윈과 인공지능(AI)을 활용해 굴삭공사 시공 계획을 단시간에 세울 수 있는 서비스 '스마트 컨스트럭션 시뮬레이션'을 제공하기 시작했다. 기존에는 시공 계획 작성에 수 주에서 수 개월이 소요되었지만, 이 서비스라면 하루 만에 정밀도가 높은 계획을 도출할 수 있다.

■ 오사카대학, '휴먼 메타버스 질환 연구 거점' 발족. 디지털 트윈을 의료 연구에 응용

오사카대학은 올해 안에 인간의 디지털 트윈을 질환 연구에 응용하는 새로운 연구체제를 본격적으로 발족시킬 예정이다. 오사카대학은 10월 14일, 동 대학의 '휴먼 메타버스 질환 연구 거점'이 문부과학성의 2022년도 세계 최고 수준의 연구 거점 프로그램(WPI)에 채택되었다고 발표했다. 사람의 체내에서 발생하는 생명 현상이나 질병에 걸리는 프로세스를 가상공간 내에서 재현해 질환의 발병 메커니즘 해명 등을 목표로 하고 있다.

■ 다케나카공무점 등, 모빌리티 자율주행에서 디지털 트윈 실험

다케나카공무점(竹中工務店)과 히타치제작소(日立製作所), gluon(도쿄)은 8월, 도시와 건물을 디지털 트윈으로 재현해 자율주행형 퍼스널 모빌리티 실증실험에 활용하는 연구개발을 개시한다고 발표했다. 전동 휠체어, 전동 킥보드와 같은 퍼스널 모빌리티의 보급 및 발전을 목표로 한다. 국토교통성이 주도하는 '프로젝트 플라토(Project PLATEAU)'의 일환으로 실시할 예정이다.

■ 가상공간에서 미래를 예측하는 '디지털 트윈', DX의 새로운 조류로

현실세계에 존재하는 건물이나 설비, 제품, 사람 등을 가상공간에 똑같이 재현하는 디지털 트윈. 최근 디지털트윈 구축을 추진하는 일본기업들이 속속 등장하고 있다.

특히 도입하는 기업들이 많은 것이 제조업이다. 다이킨공업은 디지털 트윈 기능을 구비한 새로운 생산 관리 시스템을 2020년부터 본격적으로 활용하고 있다. 제조설비에 설치한 센서 및 카메라로부터 수집한 데이터를 기반으로 설비의 이상이나 라인 정체 등을 예측해 2차원 맵에 표시. 신속한 대응에 활용하고 있다. 아사히카세이(旭化成)는 수소 제조 플랜트의 내부 전체를 가상 공간에 재현. 제조 설비에 장착한 센서 및 카메라로부터 수집한 데이터를 바탕으로 설비의 이상 상태를 원격지에 있는 베테랑 기술자와 공유해 대응의 신속화를 목표로 하고 있다.

■ 다이킨, 공장의 '디지털 트윈'. 제조라인 정체를 예측해 손실을 30% 넘게 줄인다

“디지털 기술을 활용한 프로세스 개혁을 통해 ‘멈추지 않는 공장’을 실현, 손실을 낮추겠다”---. 에어컨 제품을 생산하는 다이킨공업의 다카야마(高山) 테크놀로지이노베이션센터 생산시스템혁신그룹 리더 수석기사는 2020년경부터 본격적으로 활용하고 있는 디지털 트윈 시스템의 목적을 이렇게 설명한다.

■ 산토리식품, IoT 플랫폼 '디지털 트윈' 구축, 제조설비 이상을 사전에 파악

청량음료 제조업체 산토리식품 인터내셔널은 2021년 5월에 가동한 '산토리 천연수 북알프스 시나노모리(信濃の森)공장에 디지털트윈 기능을 가진 IoT(사물인터넷) 플랫폼을 도입했다. 제품의 제조 공정(설비나 조달, 제조, 품질관리, 출하 등)에 관한 각종 데이터를 IoT 플랫폼에 집약. 데이터를 바탕으로 공장 내부의 가시화 및 제품 추적 등을 실현했다.

■ 다케나카공무점, 빌딩의 '디지털 트윈'. 공사 전에 설계의 부정합을 찾아낸다

다케나카공무점은 다양한 건설 업무의 생산성을 향상시키기 위해 빌딩의 영업에서 설계, 생산 준비, 시공, 유지보수까지 프로세스 전체를 커버할 수 있도록 복수의 디지털트윈을 구축해 활용하는 대응을 추진하고 있다.

디지털 트윈 기능을 가진 주요 시스템으로는 2021년 11월에 운영을 시작한 데이터 활용 플랫폼 '건설 디지털 플랫폼'과 2014년 10월 구축한 빌딩 운용 시스템인 '빌딩 커뮤니케이션 시스템' 등이 있다.

■ 니치가스(日本瓦斯), '디지털트윈'으로 봄베 사용량 파악. 배송 줄여 비용 절감

니치가스는 2021년 겨울부터 디지털 트윈 시스템인 ‘니치가스 트윈 on DL’의 운용을 개시. 이와 병행해 원격 개폐 장치 기능을 가진 스마트미터를 도입했다.

각 가정에 있는 봄베의 가스 사용량과 배송 중인 봄베의 위치와 같은 데이터를 '니치가스 스트림'이라고 이름 붙인 데이터 플랫폼을 통해 니치가스 트윈에 집약. 봄베의 배송 빈도 및 배송 경로를 최적화했다.

■ 가시마(鹿島), 대규모 시설의 '디지털 트윈'. VR로 화재 대피 시뮬레이션

가시마는 실제 건물의 데이터와 열·연기에 관한 시계열 데이터를 기반으로 대피 시뮬레이션을 실시하는 '사람·열·연연성(煙連成) 대피 시뮬레이터 PSTARS'(이하 PSTARS)를 2014년에 개발해 2021년, 마이크로소프트의 HMD(헤드 마운티드 디스플레이) 'HoloLens 2'에 대응시켰다.

BIM(빌딩 인포메이션 모델링)을 활용해 건물 구조를 가상공간에 3차원으로 재현하고 HoloLens 2를 착용한 사용자의 관점에서 MR(복합현실)로 사람 모델이 대피하는 모습을 확인할 수 있다는 것이 특징이다.

■ 코니카미놀타, '디지털 트윈'으로 의료지원. 내시경 수술을 시뮬레이션

코니카미놀타는 내시경을 이용한 척추 절삭 수술을 가상공간에서 시뮬레이션하는 디지털 트윈 애플리케이션 'Plissimo XV'를 2018년부터 제공하고 있다. 이 애플리케이션은 환자가 의료기관에서 촬영한 실제 CT(컴퓨터단층촬영장치)나 MRI(자기공명영상장치)의 화상(畵像)을 읽고 가상공간에 3차원으로 그리는 기능을 갖추고 있다.

뼈를 대상으로 한 척추 내시경수술의 시뮬레이션과 간 등 연조직 장기에 대한 절제·변형 시뮬레이션 기능도 제공하고 있다.

■ JFE스틸, 가상 용광로로 휴지 기간을 1/3로

JFE 그룹은 2021년 8월, DX(디지털 트랜스포메이션) 전략을 발표했다. 2021~2024년의 4개년 중기 경영 계획 기간에 그룹 총액으로 1,200억엔을 넘는 DX 투자를 실시. 기존 비즈니스의 변혁과 신규 비즈니스의 창출을 추진할 방침이다. JFE 홀딩스의 기타지마(北島) 상무는 “JFE 그룹은 창립 이래 최대 변혁기에 있다. 최대 변혁 실현의 열쇠가 되는 것이 DX이다”라고 강조한다.

■ 보쉬의 반도체 신(新)거점, 50만 개의 3D 데이터로 '공장의 분신' 구축

세계 최대 자동차 부품 기업인 독일 보쉬(Bosch)가 반도체 내제화에 주력하고 있다. 독일 드레스덴에 새로운 반도체 공장을 개설해 2021년 7월에 가동했다. 자동차가 '전자 부품 덩어리'가 되어가는 가운데, 디지털트윈 및 AI(인공지능) 등을 전면 도입한 새로운 공장을 통해 경쟁력을 높여 나갈 방침이다.

■ 니치가스, LP가스 배송비 반감. 경쟁사에도 개방

대형 가스 판매업체인 니치가스가 새로운 비즈니스 모델 'LPG가스 탁송(託送)' 구축에 주력하고 있다. 그 무기가 되는 것이 디지털 트윈 기술이다. 충전기지에서의 제조부터 일반 가정에서의 소비까지 LP 가스탱크의 물류망을 가상공간에 재현. 자체 배송의 효율화뿐만 아니라 공급 플랫폼을 경쟁사에도 대여하는 사업을 통해 성장을 도모하고 있다.

 -- 끝 --

Copyright © 2020 [Nikkei XTECH] / Nikkei Business Publications, Inc. All rights reserved.