디지털 트윈은 현실 세계의 물리적 물체, 장비, 프로세스, 환경 등을 가상 모델이나 디지털 표현으로 만들어 실제와 유사한 동작, 시뮬레이션, 외관을 구현하는 혁신적인 기술이다.
전 산업 분야에서 디지털 트윈 기술이 확산되고 있는 가운데, 이 기술을 가장 적극적으로 활용하고 있는 분야는 바로 자동차 산업이다. 시장조사 전문기관 얼라이드 마켓 리서치(Allied Market Research)의 조사에 따르면, 자동차 산업의 디지털 트윈 시장은 2022년 현재 약 22억 달러 규모로 성장하고 있으며, 향후 10년간 연평균 33%의 성장률을 보여 2032년에는 346억 달러 규모의 시장으로 확대될 전망이다.
자동차 산업은 디지털 트윈 기술을 통해 설계부터 생산, 유지 보수까지 전반적인 혁신을 이루고 있다.
디지털 트윈이란
디지털 트윈은 현실 세계의 물리적 대상을 가상 공간에 정확하게 복제한 모델을 의미한다. 3D 모델링, 센서 데이터, 인공지능 등을 활용하여 현실 대상의 모든 특징과 행동을 디지털 세계에 재현하는 것이 핵심이다. 마치 물리적 대상의 쌍둥이처럼 동일한 정보를 가지고 있으며, 실제 대상과 상호작용을 통해 지속적으로 업데이트 된다.
자동차 산업에 가져올 혁신
디지털 트윈 기술은 자동차 산업 전반에 걸쳐 혁신을 가져올 것으로 예상된다. 디지털 트윈을 통해 실제 제작 전에 설계를 시뮬레이션하고 테스트하여 문제점을 파악하고 개선할 수 있다. 이는 개발 기간을 단축하고 생산 비용을 절감하는 데 기여한다.
디지털 트윈을 통해 제품의 성능과 기능을 사전에 검증하고 개선할 수 있어 보다 완성도가 높은 자동차 제조가 가능하다. 디지털 트윈에 센서 데이터를 연동하여 제품의 상태를 실시간으로 모니터링하고 예측 분석을 통해 고장을 미리 예측하여 사전에 조치를 취할 수 있다. 이는 유지 보수 비용을 절감하고 가동 시간을 늘리는 데 도움이 된다.
개인 맞춤형 자동차 제작도 쉬워진다. 고객의 요구와 선호도를 반영하여 개인 맞춤형 자동차를 설계하고 제작하는 데 활용될 수 있다.
디지털 트윈 기술은 아직 초기 단계이지만, 자동차 산업에서 활발하게 연구 개발되고 있으며, 이미 일부 실제 적용 사례도 등장하고 있다.
포드는 디지털 트윈 기술을 활용하여 F-150 트럭의 설계 및 개발 단계를 효율적으로 최적화했다. 실제 트럭을 제작하기 전에 가상 공간에서 디지털 트윈 모델을 구축하고 시뮬레이션을 진행하여 다양한 설계 옵션을 테스트하고 문제점을 파악했다. 이를 통해 실제 제작 과정에서 발생할 수 있는 오류와 비용을 크게 줄였다.
폭스바겐은 디지털 트윈 기술을 통해 생산 공장의 효율성을 크게 개선했다. 실제 공장의 모든 설비와 생산 라인을 디지털 트윈 모델로 구축하고, 생산 데이터를 실시간으로 연동하여 공장 운영 상황을 모니터링하고 분석했다. 이를 통해 생산 병목 현상을 파악하고 개선 방안을 마련하며, 생산 라인의 효율성을 최적화했다. 포드는 디지털 트윈의 도입으로 생산 라인의 효율성을 최적화하여 생산량을 늘렸다. 또 생산 병목 현상을 사전에 파악하고 해결함으로써 납품 지연을 줄였다.
이밖에 메르세데스-벤츠는 디지털 트윈 기반으로 차량 성능 및 안전성 시뮬레이션 진행했고, 이를 통해 개발 기간 단축 및 제품 품질 향상을 가져왔다. 보쉬는 디지털 트윈 기반 예측 유지 보수 시스템 구축, 고장 예측 및 사전 조치를 통한 가동 시간 늘렸다.
디지털 트윈의 앞날
디지털 트윈 기술의 복잡성으로 인해 숙련된 인력이 필요하며, 현재 기술 격차는 빠른 도입에 어려움을 겪고 있다. 또한, 디지털 트윈과 관련된 데이터의 프라이버시 및 보안을 보장해야 한다는 점도 시장 성장을 저해하는 요인으로 작용할 수 있다.
그러나 주요 기업들은 데이터 유출과 프라이버시 침해를 방지하기 위해 데이터 암호화 및 인증 기술의 발전을 지속적으로 모색하고 있다. 디지털 트윈을 증강현실, 가상현실, 블록체인과 결합하면 자동차 산업은 새로운 성장의 길을 열 수 있다.
