[공학저널 전찬민 기자] 4차 산업혁명 시대에서 가장 중요한 핵심기술 중 하나로 디지털 트윈이 손꼽히고 있다. 특히 SOC 시설물의 건설, 관리, 유지보수 등을 효과적으로 실현하기 위해 물리적 환경과 가상환경을 상호 연결하는 디지털 트윈 기반으로 구축하고 있다.
디지털 트윈은 활용 가능한 데이터의 디지털화와 기술정보, 운영 기술 등을 분석해 개선된 의사결정을 위한 정보의 시각화와 예측 기능 등을 이용한다. 이에 지금보다 안전하고 효율적인 활용과 운영을 기반으로 자연재해 등 다양한 경우의 안전사고를 사전에 인지해 대응하는 운영기술 개발과 대응 체계를 구축해 안전하고 경제적인 시설물 운영을 가능하게 하는 것이다.
이에 따라 디지털 트윈의 가장 중요한 것은 ‘디지털트윈 구축’에 대한 명확한 목표 설정하는 것이며, 엔지니어링 정보, 운영기술, 기술정보의 융합을 통해서 디지털 트윈을 구축할 수 있다.
이러한 현재 디지털 뉴딜에 따라 국가 주요 SOC 시설물을 효율적인 관리하기 위한 핵심과제가 ‘SOC디지털화’이며, 데이터 수집의 디지털화를 시작으로 데이터의 가공·분석·시뮬레이션 확산방안 등 디지털 트윈사업 강화에 앞 다투고 있다.
이에 수자원공사는 댐과 물 인프라 관리에 대한 오랜 경험을 토대로 축척된 운영기술을 기반으로 시설점검과 안전관리 등의 위한 디지털 트윈을 구축하기 위해서 기술 개발과 연구를 추진하고 있다.
디지털 트윈을 활용하면 수자원 시설물의 생애주기에 걸쳐 인프라를 시각화하고, 변경 사항을 추적하고, 분석을 수행해 자산 성과를 최적화할 수 있다. 이러한 인프라 디지털 트윈은 엔지니어링 데이터, 현실 데이터와 IoT 데이터를 결합해 지상과 지하 인프라의 통합뷰를 제공한다. 몰입형 시각화와 분석 가시성을 통해 보다 정확한 정보로 의사 결정을 내리고 더 나은 결과를 도출할 수 있다.
댐, 정수시설 등 수자원 시설물의 운영관리 측면에서의 디지털 트윈 기술은 드론을 이용해 현실 세계를 3차원 디지털 모델로 구축해 이를 기반으로 시설물의 현재 상황에 대한 시각화하고 현장의 안전사고 등 사고 위험 예방을 위해서 적용되고 있다.
또한 시설 안전 점검 등을 위해서 구축된 디지털 데이터를 AI/머신러닝 등을 활용해 균열부위, 부식 등에 대해서 자동 탐지 등의 IT정보 기술을 활용한 새로운 운영기술이 개발되고 있다.
이러한 디지털 트윈 기반 운영기술을 개발하고 있는 벤틀리시스템즈의 디지털 트윈은 정보 모델링 구축과 엔지니어링, 운영과 정보 기술을 통합해 몰입형 시각화·분석하는 것이다. 이를 통해 엔지니어링 BIM 데이터를 통합하고 프로젝트 진행에 따른 변경관리, 설계 검토와 데이터를 검증을 통해서 업무 전반에 대한 통찰력과 의사결정을 디지털 기반으로 지원할 수 있다.
또한 인공 지능과 머신 러닝을 적용한 디지털 트윈은 다양한 분석의 시각화와 통찰력을 제공하고 문제점을 사전에 예측해 신속하게 대응할 수 있다는 것이 장점으로 손꼽힌다.
벤틀리시스템즈코리아 김덕섭 지사장(사진)은 “수자원 공사의 댐과 유역관리는 시설물의 안전과 자연재해에 대한 예측과 대응을 디지털 데이터를 기반으로 수자원공사의 운영기술을 접목해 한국형 수자원 인프라관리 디지털 트윈을 구현할 것”이라며 “물 관리와 수자원 안전관리에 새로운 다양한 기술 개발과 확장성을 제공할 것으로 기대하고 있다”고 말했다.
두산중공업 제주풍력단지 AI/머신 러닝을 적용한 시설 운영 점검을 위한 디지털 트윈 구축, 현대자동차 울산공장 시설점검을 머신 러닝을 정용해 공장 지붕의 부식과 볼트 조립상태 등을 자동 검출을 위한 디지털 트윈 구축 등 다양한 프로젝트를 수행하고 있다.
김 지사장은 “이처럼 벤틀리시스템즈는 도로, 교량, 공항, 고층 건물, 산업과 전력 플랜트, 유틸리티 네트워크 등 세계 인프라를 창조하고 관리하는 전문가들을 지원하고 있다”며 “인프라 자산의 전체 생애주기에 걸쳐 해당 자산에 대해 작업하는 엔지니어, 건축가, 설계자, 협력업체, 제작자, IT 관리자, 운영자, 유지관리 엔지니어 등 다양한 전문가의 필요에 맞춘 솔루션을 제공할 수 있도록 노력하겠다”고 전했다.
