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Nikkei X-TECH_2023.4.5

물류와 공장에 디지털 트윈 이용
아마존, BMW 등이 활용

현실공간의 물체나 환경을 가상공간에 재현한 '디지털 트윈'을 이용해 최첨단 대규모 시설의 설계와 구축, 검증을 실시하는 움직임이 활발해지고 있다. 선도하고 있는 것은 해외 기업들이다. 아마존닷컴은 물류시설, 독일 BMW는 전기자동차(EV) 공장을 가상공간에서 구축해 생산성 향상과 비용 절감을 도모하고 있다.

아마존과 BMW가 이용하는 것은 엔비디아(NVIDIA)의 산업용 메타버스용 툴 기반인 ‘옴니버스(Omniverse)’이다. 원격지에서 여러 명이 동시에 옴니버스에 접속해 가상공간상에서 시뮬레이션이나 3차원(3D) CG 제작 등의 작업을 공동으로 할 수 있다는 점이 특징이다.

올 3월에 엔비디아가 개최한 이벤트 'GTC 2023'에서는 아마존과 BMW가 각각 옴니버스의 이용 현황을 소개했다. 아마존은 아마존 최초의 자율주행 운송로봇(AMR) '프로테우스(Proteus)'의 배치 등을 위해 옴니버스를 활용했다. 엔비디아의 로봇 개발 환경 ‘아이작(Isaac)’에 있는 시뮬레이터 ‘아이작심(Isaac Sim)’을 통해 옴니버스상에서 프로테우스의 배치 및 검증 등을 실시했다.

프로테우스는 사람과 협업할 수 있으며, 복수의 화물이 탑재된 바퀴 달린 이동식 선반을 옮길 수 있다. 옴니버스의 이용을 통해 가상공간상에서 사람과의 협업을 미리 검증할 수 있게 되어 프로테우스의 배치에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있었다고 한다.

엔비디아는 이러한 물류 시설에서의 디지털트윈 용도 증가를 전망하고, 옴니버스에서 이용할 수 있는 아이작심의 기능을 확장해왔다. 예를 들어, 사람의 이동이나 장애물 회피, 사람에 의한 물품의 픽업 및 드롭 등을 가상공간 내에서 재현할 수 있도록 했다. 아이작심 내에서는 벨트 컨베이어도 재현할 수 있다.

또한, 사람과 로봇이 협업하기 위한 플래닝 툴도 도입했다. 로봇에는 LiDAR가 탑재되어 있는 경우가 많다. 그래서 보다 고해상도의 LiDAR 시뮬레이션을 가능하게 하고, 아이작 심 내에서 재현할 수 있는 LiDAR 모델의 종류를 늘렸다.

-- 도요타도 채택 --
BMW는 이전에도 첨단 공장의 설계 및 구축 등에 옴니버스를 이용해왔다. 각지에서 복수의 직원들이 동시에 옴니버스에 접속해 가상공간상에서 공장의 설계나 구축, 검증 등을 실시. 작업원과 로봇, 건물, 부품 등, 공장의 각 요소를 재현해 공장의 설계 시간 단축과 설계 변경의 유연성 향상 등으로 연결할 수 있었다.

BMW는 2025년에 운영을 개시할 예정인 헝가리 데브레첸에 위치한 전기자동차(EV) 공장 설계에도 옴니버스를 이용하고 있다. 옴니버스를 통해 완전히 가상화하여 설계한 최초의 공장이 될 것이라고 한다.

또한 BMW는 전세계에 있는 자사의 제조 거점으로 옴니버스 이용을 확대해나갈 방침을 제시했다. 옴니버스에서 각종 툴을 이용해 공장 내 새로운 레이아웃이나 장치 배치, 운용 방법 등을 가상공간에서 검증할 계획이다.

BMW는 옴니버스에서 이용할 커스텀앱(기업 내부 앱)을 개발하고 있다. 앱을 통해 전세계 공장의 데이터 검색과 분석 등을 실시할 것이라고 한다.

다른 세계적 자동차 업체들도 공장이나 생산라인의 설계, 구축, 검증에 옴니버스를 이용하고 있다. 독일의 메르세데스 벤츠(Mercedes-Benz)는 조립라인 구축과 최적화 등에 이용하고 있다. 영국의 로터스 카(Lotus Cars)는 가상공간에서 용접 스테이션을 조립하고 있다고 한다.

일본의 대형 자동차 업체도 활용을 시작했다. 엔비디아에 따르면 도요타자동차는 생산효율 향상을 위해 옴니버스상에서 제조라인 설계, 구축, 검증을 진행하고 있다.

옴니버스의 용도는 광범위하다. 게임이나 영화, 건축 등의 3D CG 제작에 많이 사용되고 있다. 이 밖에도 철도망 구축이나 도시 지역의 5G 네트워크 설계, 해상풍력 발전시설의 레이아웃 최적화, 자연재해 시뮬레이션 등에서도 이용되고 있다.

생성 AI(인공지능) 기능도 강화되고 있다. 예를 들어, 음성 파일에서 캐릭터의 표정이나 상반신 움직임을 자동으로 생성하는 AI를 이용할 수 있다. 간략하게 손으로 그린 그림(스케치)에서 고정밀한 8K의 환경 화상을 자동 생성하는 기능 ‘엔비디아 캔버스(NVIDIA Canvas)’에도 대응한다.

엔비디아는 옴니버스를 현실세계와 가상세계를 잇는 '허브'로 규정하고, 메타버스의 기반으로 성장시키기 위해 기능 확장에 주력하고 있다. 옴니버스의 유저를 늘려 반도체 제품이나 AI 서버 등 하드웨어의 판매 확대로 이어나간다는 전략이다.

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