최근 다양한 산업 현장에서 디지털 트윈(Digital Twin)이 급부상하고 있다. 디지털 트윈은 디지털 쌍둥이라는 뜻으로 가상세계에 현실세계를 복제해 시뮬레이션을 돌려 결과를 예측하고 전략을 수립하는 기술을 의미한다. 

효율적인 제품 생애주기 관리를 위해 처음 제시된 개념으로 현실의 데이터를 가상세계로 이동시킨 다음 다시 가상세계에서 현실로 정보와 프로세스가 순환하는 방식이다. 

KB금융지주 경영연구소의 ‘산업 혁신을 향한 디지털 트윈의 진화’ 보고서에 따르면 디지털 트윈은 지난 2002년 미국에서 처음 제시된 개념으로, 오늘날에 와서는 제품의 제조와 생산 효율화뿐만 아니라 ESG 경영, 지속가능한 경영에도 유용할 것으로 전망되며 미래 핵심 기술로 부상했다. 

글로벌 리서치회사 캡제미니(Capgemini)의 ‘디지털 트윈 서베이 2022’(Digital Twin Survey 2022)를 보면 조사 대상 기업 800개사 중 456개사(57%)가 디지털 트윈을 지속적인 ESG 경영의 필수 기술로 지목하기도 했다. 

디지털 트윈은 시제품 생산을 줄이고 생산 공정 오류를 최소화해 온실가스 배출량을 감축하는 데 일조한다. 또 사물인터넷(IoT) 기기를 통해 공장 제조 환경을 모니터링 및 제어해 설비 효율성을 개선함으로써 에너지 소비를 최적화하는 데에도 기여한다. 

글로벌 컨설팅회사 액센츄어(Accenture)는 향후 디지털 트윈 기술이 확산되면 2030년까지 실질 탄소배출량이 7억5000톤 감소할 것으로 예측했다. 

디지털 트윈은 비대면 트렌드, 자동화 시장 수요, 생산성 및 효율성 증대 니즈에 대응한 솔루션으로 제조업을 넘어 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 확산하고 있다. 맥킨지앤컴퍼니에 따르면 디지털 트윈을 도입해 신기능 배포시 필요시간의 최대 60%, 자본 지출 및 운영 비용의 최대 15%까지 절약 가능하다. 주요 대기업 C레벨 중 70%는 디지털 트윈에 대한 투자를 검토 중이다. 

우리나라에서는 주로 제조업 분야의 대기업이나 공공분야의 사회간접자본(SoC) 등 자본 집약도와 기술 수용성이 높고 비용 절감 수요가 많은 산업을 중심으로 우선 도입되는 추세다. 포스코A^C는 철강 생산공정에 디지털 트윈을 적용, 시공 중 발생하는 공기 지연과 공사 비용 증가, 안전사고 발생 등의 리스크를 최소화했다. 

현대자동차는 소나타 등 일부 차량 설계에 디지털 트윈을 적용했으며 향후 전기차 설계 및 시범 생산분야에도 적용할 계획이다. 서울시는 교통, 기상 데이터 등 분석 기반 도시 건축 행정 및 관광, 홍보 서비스 지원을 위한 디지털 트윈 플랫폼을 구축했다. 

특히 인공지능(AI), 빅데이터, 3D, 시뮬레이션, IoT와 스마트센서 등 디지털 트윈 구현에 필요한 IT 기술의 비약적인 발전으로 디지털 트윈은 그 개념과 적용 범위를 확장하며 산업 전반의 진화를 견인하고 있다. 

최근에는 디지털 트윈을 의료 분야로 확장한 ‘인체 디지털 트윈’의 개념도 등장했다.  개인별로 전신을 모델링해 맞춤형 의료 서비스를 제공할 수 있게 된 것이다. 이에 따라 인간 면역체계 간 연결을 시각적으로 확인할 수 있게 되면서 장기 이식·암·자가면역질환 등 면역 의존성 질환 치료 프로세스를 혁신하고 임상 시뮬레이션을 통해 부작용이 적은 신약 개발이 가능하게 됐다. 

글로벌 리서치 기업 마켓앤마켓(Marketandmarkets)은 글로벌 디지털 트윈 시장 규모가 향후 5년간 매년 약 60% 성장해 2028년에는 1101억 달러(약 143조200억원)까지 확대될 것으로 전망했다. 

정부는 산업 전반에 걸친 디지털 전환과 디지털 트윈 생태계 구축에 필요한 핵심 기술 확보를 위한 지원에 나설 예정이다. 특히 현재 2단계(과제)에 머물러 있는 기술 수준을 3단계(모의), 나아가 4단계(연합)까지 발전시킨다는 계획이다.