디지털 트윈, 도입 확대

데이터로 가상공간에서 미래를 예측

현실세계를 컴퓨터 상의 가상공간에 쌍둥이로서 재현하는 ‘디지털 트윈’. DX(디지털 변혁)의 선진기업들을 중심으로 디지털 트윈의 도입이 잇따르고 있다. 센서나 카메라로부터 얻은 정보를 이용해 현실공간의 변화를 가상공간에 순차적으로 반영하여, 제조 설비의 유지 보수나 건물의 관리 등에 활용하는 용도가 주류이다.

도입 기업들은 무엇을 목표로 하고 있으며, 어떤 성과를 올리고 있고, 어떠한 IT 시스템이 필요한지 등에 대해 선도기업들의 사례를 통해 확인해본다.

Part 1. 데이터로 미래를 예측
DX의 새로운 조류로

제조와 건설, 유통을 중심으로 디지털 트윈의 도입이 국내에서 잇따르고 있다. 현실공간의 데이터를 고정밀도와 고빈도로 수집해 가상공간에서 미래를 예측하는 디지털 트윈이 DX의 새로운 조류가 되고 있다. 현실세계에 존재하는 건물이나 설비, 제품, 사람 등을 가상공간에 그대로 재현하는 디지털 트윈. 그 구축을 추진하는 일본 기업들이 잇따라 등장하고 있다.

특히 도입 기업들이 많은 곳은 제조업이다. 다이킨공업은 디지털 트윈 기능을 갖춘 새로운 생산관리 시스템을 2020년부터 본격적으로 활용하고 있다. 제조 설비에 설치된 센서나 카메라로부터 얻은 데이터를 기반으로 설비 이상이나 라인의 정체 등을 예측해 2차원 맵에 표시하는 등, 신속한 대응에 활용하고 있다.

반복되는 예측 불가능 사태에 즉각 대응

‘재고’의 의미를 다시 생각해야 하는 시기다. 코로나19 감염증의 확대에 수반하는 공장 폐쇄나 수송의 정체 등을 계기로, 국내외를 불문하고 공급망이 혼란을 일으키고 있다. 반도체를 비롯한 각종 부재가 부족해 가격이 치솟고 있다.

전에 없는 광범위하고 수습이 보이지 않는 비상 사태에 각 기업은, 지금까지 적을수록 좋다고 여겨 온 ‘재고’에 대해 새로운 룰을 모색하고 있다. 앞으로의 제조에서는 어떻게 부재를 조달하고, 제품을 생산해 나가야 하는가? 재고 관리에 고민하는 각 기업의 현상과 대응을 확인해본다.

Part 1. 총론
부재 부족이 ‘재고’의 상식을 바꾼다, 반복되는 예측 불가능한 사태에 즉각 대응

재고의 의미를 재검토하는 움직임이 확산되었다. ‘재고는 악’이라고 생각해 최소화하는 것이 아니라 ‘어느 정도의 재고는 가질 필요가 있다’라는 생각으로 바뀌기 시작했다. 배경에는 전례가 없는 부재 부족을 비롯한 공급망의 혼란이 있다.

-- 감산이나 개발∙설계의 지연도 --
현재 공급망의 혼란은 제조업에 큰 영향을 주고 있다. 예를 들어 경제산업성과 국토교통성은 21년 12월 10일, 연명으로 '가정용 급탕기의 안정 공급'을 일본가스석유기기공업회와 일본냉동공조공업회에 요청했다.

유리 생산 대기업 AGC, 연간 1,000시간 줄인 스마트 재고 관리

연재되고 있는 ‘건설 자재 폭등의 메커니즘’은 지금까지 건설 자재의 가격 동향과 공급 프로세스에 대해 깊이 파헤쳐 왔다. 연재 9회인 이번부터는 이에 대한 대책을 살펴본다. 기업이나 행정이 추진하는 공급망 개혁 사례를 취재하기 위해 이번에 선택한 기업은 유리 생산 대기업 AGC이다. AGC가 디지털 트랜스포메이션(DX)을 서두르는 이유는 무엇일까?

AGC는 전사적 차원에서 DX를 추진하고 있다. 2017년 경영기획본부 내에 DX추진부를 설치. 2018년에 정보시스템부와 자재·물류부 등, 각 사업 부문 내에 DX 추진 조직을 정비했다. 경영진이 주체가 되는 톱다운(하향식)과 사업 현장으로부터의 보텀업(상향식)이란 2가지 방향에서 DX를 추진하고 있다.

AGC는 DX를 통해 유리제품의 공급 프로세스의 상류와 하류에서 각각 개혁을 추진하고 있다. “모두 비용 절감으로 이어지고 있다”라고 자재·물류부의 다카하시(高橋) 프로패셔널은 말한다.

공급망의 상류인 조달·제조 과정부터 살펴보자. AGC가 개혁한 것은 원료와 배수 처리 재료 관리이다. 유리제품은 수주 예측을 기반으로 한 생산 계획을 접수해 원료 등의 조달 계획을 세운다. 발주와 납기 관리, 수용검사 및 재고보관 등을 거쳐 원료와 배수 처리 재료를 사용하기까지의 과정에서 재고량을 관리할 필요가 있다.

양산 EV 최초, 2단 구조가 열쇠

독일 폭스바겐의 전기자동차(EV) ‘ID.3’에 대한 리포트는 이번이 최종회이다. 이번에 조사한 대상은 지금까지의 양판차로부터 쇄신한 ID.3의 HMI(휴먼머신인터페이스). 특히, HMI의 핵심인 HUD(헤드업디스플레이)를 분해해 내부 구조를 살펴보았다.

HMI 쇄신의 배경에 있는 것은 자동차의 소비 형태에 대한 변화이다. 소유에서 이용으로 전환되고 있는 가운데, ‘처음 접한’ 사람이라도 직감적으로 사용할 수 있는 HMI가 중요해졌다.

ID.3에 탑재되어 있는 HMI의 표시계는 3가지이다. 첫 번째는 중앙에 배치된 10인치 디스플레이. 스마트폰을 의식한 화면 디자인으로, 한 화면에 8개의 아이콘이 나열되어 있다. 두 번째 표시계는 스티어링휠(핸들)과 대시보드 사이에 배치된 미터 디스플레이다. 주행 속도가 디지털로 표시되며, 배터리 잔량, 항속 가능 거리 등이 표시된다.

그리고 세 번째가 HUD이다. 옵션 장비로, AR(증강현실) 기능을 선택할 수 있는 것이 특징이다. AR 표시에 대응하는 HUD의 채택은 양산 EV에서는 ID.3가 처음이다. 일부 일러스트의 위치를 도로나 전방 차량에 맞춰 제어하는 HUD를 탑재하여, 운전자의 직감적인 상황 이해를 도와 안전성을 높인다.

다이와하우스공업, 26년도까지 감독 업무를 30% 효율화

다이와하우스공업은 단독주택의 모든 공사 현장에 웹(Web) 카메라를 도입한다고 2월 17일에 발표했다. 분양을 포함한 단독주택 공사 현장은 연간 7,000여동에 이른다. 우선은 1곳의 공사 현장에 웹 카메라를 1대 설치한다.

단독주택과 같은 소규모 공사 현장은 현장 감독이 여러 곳을 겸무하는 것이 일반적이다. 현장을 돌기 위해 이동하는 시간이 부담스럽고, 현장 작업자들도 현장 감독의 도착을 기다리는 불필요한 시간이 발생하고 있었다. 이것이 장시간 노동의 한 요인이 되었다.

웹 카메라의 도입으로 인해 다이와하우스공업에서는 원격으로 현장 확인을 병용하는 감독 업무가 표준 스타일이 된다. 주된 용도는 현장 감독이 웹 카메라를 통해 작업자와 커뮤니케이션을 하는 것이다.

현장 감독은 여러 현장의 조례를 한번에 확인하면서, 카메라 너머로 몇 사람의 작업자에게 말을 거는 일이 가능해진다. 웹 카메라가 있으면 작업자에게 안전 순시 사항을 주지시키기 쉽다는 이점도 있다.

사람을 규범으로 한 로봇의 운동∙신체 설계

학생시절에는 사람의 운동을 로봇의 운동으로 변환하는 방법에 대해 연구했었다. 인체는 많은 관절과 구동부(근육)를 포함한 복잡한 기구임에도 불구하고, 사람은 경험적으로 몸을 능수능란하게 움직이는 방법을 습득하는 것이 가능하다. 사람이 지닌 고도의 운동 스킬을 로봇에게 이식할 수 있다면, 기존에는 실현하기 어려웠던 운동도 가능해질 것이라는 생각이 동기부여가 되었다.

바꿔 말하면 사람을 운동 기능의 선생님, 규범으로 하고, 학생인 로봇의 운동을 설계하는 연구다. 검증 사례로서 사람의 제자리걸음 운동을 모션 캡쳐 시스템으로 계측하고, 그 운동을 역학적인 구속 조건을 충족하도록 변환함으로써 사람과 크게 다른 다이내믹한 탭 댄스 로봇의 제자리걸음 운동을 실현했다.

박사과정 수료 후에 앞에서 말한 연구를 발전시켜, 로봇의 신체도 설계 대상에 포함하는 연구를 진행했다. 로봇의 태스크 성능을 최대화하기 위해서는 목적한 태스크에 대해, 운동뿐 아니라 신체도 최적화할 필요가 있다.

일반적인 로봇의 설계에서는 처음에 태스크를 설정하고, 그에 적합한 로봇의 신체를 설계한 후, 그 신체에 대해 운동을 설계한다. 이처럼 운동과 신체를 개별적으로 설계하면 운동은 먼저 설계된 신체의 다이내믹에 의해 제약을 받는다.

Career의 미래

일본의 통신사업자가 공통으로 도전하고 있는 것이 있다. 기업과 사회의 디지털 트랜스포메이션 (DX, 디지털 전환)을 지원하는 “DX Company”로의 변신이다. 이러한 모습을 목표로 지금 본격화되고 있는 것이, 통신사업자 자신의 DX이다. 통신사업자는 어떠한 미래를 목표로 하여 DX를 추진하고 있을까? 조직, 인재, 업무, 기지국, 시스템, 인프라 점검, 네트워크 운용의 7가지 시점에서 통신사업자 자신의 DX 대응과 나가야 할 미래에 대해 알아본다.