[일본 이야기] 일본만의 디지털 트윈(Digital Twin) 기술 활용 사례 2탄

글로벌

[일본 이야기]
일본만의 디지털 트윈(Digital Twin)
기술 활용 사례 2탄

Written by MegazoneCloud

들어가며

디지털 트윈(Digital Twin)은 현실 세계의 자산이나 시스템을 가상 공간에 복제하여 분석하고 예측하는 기술이며, 제조업, 건설업, 에너지 산업, 스마트 시티, 의료 산업 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.

또한, 일본은 다양한 분야에서 디지털 트윈(Digital Twin) 기술을 적극적으로 활용하고 있으며, 앞서 일본만의 디지털 트윈 기술 활용 사례(1탄)을 통해 일부 사례를 소개했는데요. 2탄에서는 보다 세분화 하여

1️⃣ 도시 계획 및 관리
2️⃣ 재난/재해 방지 및 대응
3️⃣ 건설업
4️⃣ 제조업
5️⃣ 조선업

각 분야별 활용 사례를 통해 일본에서는 실질적으로 어떻게 디지털 트윈(Digital Twin) 기술을 활용하고 있는 지 본문에서 소개하도록 하겠습니다.

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1️⃣ 도시 계획 및 관리

영상 출처 ⓒ 51WORLD

도쿄 디지털 트윈 프로젝트(Tokyo Digital Twin Project, 東京都デジタルツインプロジェクト)

도쿄 디지털 트윈(Digital Twin) 프로젝트는 2030년 까지 도쿄 전역의 건물, 도로, 지형 등을 3D로 모델링하여 가상 공간에 구현하는 사업입니다. 도시의 물리적 환경을 가상 공간에서 정확하게 파악 후 분석하며, 실시간 데이터 연동을 통해 일조량, 풍량, 교통 상황, 인구 밀도 등 다양한 도시 데이터를 실시간으로 수집하여 3D 모델에 반영하여, 도시의 변화를 실시간으로 파악하고 예측하기 위해 디지털 트윈(Digital Twin) 기술을 활용하고 있습니다.

프로젝트 목표

  • 도시 계획의 효율성 향상
  • 재난 발생 시 신속한 대응
  • 시민 생활의 편의성 증진
  • 도시 문제 해결 및 지속 가능한 도시 개발
  • 적용 예시:
    • 도시 에너지 효율화: 에너지 소비량 분석, 스마트 그리드 관리, 신재생에너지 활용
    • 방재 및 도시 조성: 재난 시뮬레이션, 대피 경로 분석, 도시 계획 시뮬레이션
    • 모빌리티 활용: 교통 흐름 분석, 자율주행 시뮬레이션, 대중교통 최적화
    • 자연환경과의 공생: 녹지 공간 분석, 기후 변화 예측, 환경 오염 관리
    • 웰니스, 교육, 노동 방식의 다양화, 산업 진흥

영상 출처 ⓒ 国土交通省Project PLATEAU

플라토 프로젝트(Project PLATEAU, プロジェクトプラトー)

플라토 프로젝트(Project PLATEAU)는 일본 국토교통성이 주도하는 3D 도시 모델 구축 및 개방 프로젝트입니다. 이 프로젝트는 도시 계획, 재난 방지, 인프라 관리 등 다양한 분야에서 디지털 트윈 기술을 활용하여 도시 문제를 해결하고 효율성을 높이고, 스마트시티를 형성하는 것을 목표로 합니다.
플라토 프로젝트(Project PLATEAU) 목표
  • 디지털 트윈(Digital Tiwn) 및 3D 모델 데이터를 활용하여
    • 도시 계획 사업: 도시 개발 시뮬레이션, 건물 높이 제한 검토, 일조권 분석 등
    • 재난 방지 사업: 침수, 지진, 화재 등 재난 시뮬레이션, 대피 경로 분석, 재난 대응 계획 수립
    • 인프라 관리: 지하 매설물 관리, 통신망 설계, 도로 교통 관리 등
    • 관광 활성화: 가상 관광 체험, 관광 정보 제공, 관광객 유치 등
    • 도시 문제 해결: 도시 계획, 재난 방지, 인프라 관리 등 도시 문제 해결 및 효율성 향상
    • 시민 참여 확대: 시민 참여 지원(도시 문제 파악 및 의견 제시 등)
    • 산업 활성화: 다양한 분야에서 혁신적인 서비스 및 개발 촉진
이를 위해서 일본의 주요 도시를 3D로 모델링하여 디지털 공간에 재현하고, 건물, 도로, 지형 등 도시의 다양한 요소를 정밀하게 모델링을 하며, 오픈 데이터 플랫폼을 통해 구축된 3D 도시 모델 데이터를 개방형 플랫폼을 통해 누구나 활용할 수 있도록 제공하여, 다양한 분야에서 혁신적인 서비스와 애플리케이션 개발을 지원하고 있습니다.

2️⃣ 재난/재해 방지 및 대응

재해과학국제연구소(IRIDeS)

일본은 지진, 태풍 등 자연재해가 빈번하게 발생하는 국가로서, 재난 시뮬레이션을 수행하고 대응 계획을 수립하기 위해 디지털 트윈(Digital Twin) 기술을 활용하고 있습니다.

동일본 대지진 이후 2011년에 도호쿠대학교의 재해과학국제연구소(International Research Institute of Disaster Science, IRIDeS)가 설립되었는데요. 해당 연구소에서는 일본의 지진, 쓰나미, 화산 폭발 등 다양한 자연재해에 대한 과학적 연구를 수행하고 있으며, 이를 위해서 디지털 트윈(Digital Twin) 기술을 적극적으로 활용하여 재난 시나리오를 작성하고 예방 대책을 찾는 연구를 하고 있습니다.

영상 출처 ⓒ ANNnewsCH

재해 디지털 트윈 구축 프로젝트(災害デジタルツイン構築プロジェクト)

재해 디지털 트윈 구축 프로젝트는 IRIDeS에서 추진하고 있는 일본의 재해 및 재난 대응 프로젝트 중 일환으로 다음과 같이 3가지 목표를 가지고 있으며, 이를 위해 5가지 중점 주제로 연구를 진행하고 있습니다.
프로젝트의 3가지 목표

1. 피해 및 사회 동태의 가시화 및 동적 매핑 기능 구현
재해로 인한 피해 상황과 사회의 변화를 눈에 보이도록 보여주고, 실시간으로 지도를 통해 나타내는 기능

2. 사회 대응 분석 기능 구현
재해 발생 시 사회의 대응 과정을 분석하고 평가하는 기능

3. 방재 종합 지식 형성 기능 구현
재해 방지에 필요한 다양한 지식을 종합적으로 구축하고 활용하는 기능
프로젝트의 중점 연구 주제 5가지

1. 통합 시뮬레이션을 통한 재해의 연쇄 및 복합 과정 해명과 가시화
다양한 재해가 연쇄적으로 또는 복합적으로 발생하는 과정을 시뮬레이션을 통해 밝혀내고 시각화 자료로 구현

2. 센싱과 즉시 예측의 융합을 통한 실시간 재해 과학 창생
센서 기술과 즉각적인 예측 기술을 결합하여 실시간으로 재해를 과학적으로 분석

3. 지속적인 모니터링을 통한 피재 사회의 복원력 지표 평가
재해를 겪은 사회가 얼마나 빨리 회복하는지를 지속적으로 관찰하고 지표 평가

4. 사회 현상으로서의 재해 대응, 복구, 부흥 과정 분석과 복원력 수량화
재해에 대한 사회의 대응, 복구, 부흥 과정을 사회 현상으로 분석하고, 복원력을 수치로 정량화

5. 재해 대응의 가상 시나리오 분석과 복원력 최대화를 위한 종합 지식 구축
다양한 재해 대응 시나리오를 가상으로 분석하고, 복원력을 최대한 높일 수 있는 종합적인 지식 구축

3️⃣ 건설업

영상 출처 ⓒ Kajima Official Channel / 鹿島公式チャンネル

카시마 건설(鹿島建設株式会社, Kajima Corporation)

일본의 건설사인 카시마에서는 건설 현장의 효율성을 높이기 위해 BIM(Building Information Model)을 활용한 3D 설계, 시공 시뮬레이션, 유지 보수 최적화를 추진하고 있습니다. 또한, 카시마 건설은 건축 현장의 원격 감시를 위해 ‘3D K-필드’ 디지털 트윈(Digital Twin) 기술을 개발하여 안전 관리 및 생산성 향상에 기여하고 있습니다. 영상의 출처인 Kajima Official Channel의 유튜브 채널을 방문하시면, 기업의 다양한 디지털 혁신 사업도 함께 살펴보실 수 있습니다.

영상 출처 ⓒ [정통방통] 정보통신기획평가원

3i(주식회사 쓰리아이)

한국 기업인 3i(쓰리아이, VR, AR 기술 기업)도 NTT 커뮤니케이션즈의 자회사인 NTT 비즈링크와 비모(Beamo)대한 유통·공급 계약을 체결하며, 일본 진출 사업을 진행하고 있습니다. 

NTT 비즈링크는 일본의 종합 ICT 아웃소싱 기업이며, 화상 커뮤니케이션 및 협업 솔루션, 데이터 센터 통합 솔루션, 디지털 트윈(Digital Twin) 기술 기반 시설물 관리 서비스를 포함해 일본 기업의 ICT 환경 전반에 대한 컨설팅, 구축, 운영 서비스를 제공하고 있는데요.

3i의 비모(Beamo)는 디지털 트윈(Digital twin) 기술 기반인 기업용 시설물 관리 서비스이며, 해당 서비스를 활용하여 일본의 ICT 인프라 산업에 혁신을 일으킬 것으로 기대되고 있습니다.

4️⃣ 제조업

일본 제조업의 디지털 트윈(Digital Twin)

일본의 제조업체들은 디지털 트윈(Digital Twin) 기술을 활용하여 제품 설계, 생산 공정 최적화, 품질 관리하고 있습니다. 제조업에서 디지털 트윈(Digital Twin)을 통해 생산성을 높이고, 비용을 절감하며, 제품 개발 기간을 단축하고 있습니다.
  • 생산 라인 최적화: 가상 공간에 시뮬레이션(생산 라인 재현)을 통해 효율성 분석 및 개선
  • 유지 보수 및 고장 예측: 센서를 통해 데이터 수집 후 장비의 상태 실시간 파악 및 고장 예측
  • 제품 개발: 신제품 개발 시 생산 라인의 변경 사항 사전 검증하여 최적의 생산 환경 구축
  • 품질 관리: 제조 공정 시각화 및 분석을 통해 품질 문제 조기 발견 및 해결

영상 출처 ⓒ Microsoft Developer

가와사키 중공업(Kawasaki Heavy Industries, 川崎重工業株式会社)

가와사키 중공업은 디지털 트윈(Digital Twin) 기술을 활용하여, 로봇의 유지 보수 및 고장 예측 시스템을 구축하여 생산 중단 시간을 최소화 작업하며, 로봇 생산 라인을 최적화하고 있습니다.

해당 기업의 로봇 제조 현장에서는 Microsoft 사가 제공하는 Microsoft Azure 및 HoloLens (비접속형의 복합 현실 헤드셋)를 사용하여,  가상 공간에 실제 생산 라인을 재현하고 시뮬레이션을 통해 로봇의 움직임과 생산성을 분석하여 효율성을 높이고 있습니다.

영상 출처 ⓒ Komatsu North America

고마쓰 제작소(Komatsu, 小松製作所)

고마쓰 제작소는 일본의 대표적인 중공업 기업이며, 건설 및 산업 기계를 제조하는 기업입니다. 건설 및 산업 기계의 원격 모니터링 및 유지 보수를 수행하기 위해 디지털 트윈(Digital Twin) 기술을 활용하고 있습니다.

일명 Smart Construction 서비스를 통해 건설 기계에 센서를 부착하여 데이터를 수집하고 이를 디지털 트윈(Digital Twin)기술로 반영하여 장비의 상태를 실시간으로 파악하고 있습니다. 이를 통해 고장 발생 전에 예방 정비를 실시하고 장비의 수명을 연장하고 있습니다.

야마하(Yamaha Motor, ヤマハ発動機株式会社)

야마하는 일본의 대표적인 수송기기 제조 기업입니다. 오토바이 생산 라인의 디지털 트윈(Digital Twin) 기술을 도입하여 제품 생산 효율성을 높이고 있습니다. 가상 공간에 생산 라인을 재현하고 시뮬레이션을 통해 작업자의 움직임과 생산 과정을 분석하여 최적의 작업 환경을 구축하고 있습니다. 또한, 디지털 트윈(Digital Twin)을 활용하여 신제품 개발 시 생산 라인의 변경 사항을 미리 검증하고 있습니다.

키코만(Kikkoman, キッコーマン株式会社)

키코만은 치바현 노다시에 본사를 둔 간장을 주로 하는 조미료 및 가공식품 대기업이며, 간장 제조 공정의 디지털 트윈(Digital Twin) 기술을 도입하여 전통적인 제조 방식을 혁신하고 있습니다.

Matterport 캡처 서비스를 통해 공장을 가상 공간에 구현하고, 데이터를 분석하여 제조 공정을 최적화하며, 디지털 트윈(Digital Twin) 기술을 활용하여 제조 공정을 시각화하고 분석함으로써 품질 관리 및 생산 효율성을 높이고 있습니다.

5️⃣ 조선업

영상 출처 ⓒ JSTRA Channel

일본 조선업 디지털 트윈(Digital Twin) 프로젝트

  • Kawasaki Kisen Kaisha (K Line) (川崎汽船株式会社)
  • Kyokuyo Shipyard Corporation (旭洋造船株式会社)
  • Mitsui E&S Shipbuilding (常石造船株式会社)
  • Sumitomo Heavy Industries Marine&Engineering (住友重機械工業株式会社)
지난 2월 25일 위의 일본 기업 4개사에서 새로운 디지털 트윈(Digital Twin) 프로젝트에 참여한다고 하여 소개합니다. 본 프로젝트는 조선소와 선주 간에 안전한 데이터 공유 프레임워크를 구축하여 선박 수명 주기 전반에 걸쳐 디지털 트윈(Digital Twin)의 사용을 확대하고, 운영 효율성과 안전성을 개선하는 것이 목표라고 합니다.

해당 프로젝트를 위해 다양한 이해관계자 간의 협력을 통해 안전하게 3D 모델을 공유하고, 운영 데이터를 조선소와 공유하며, 피드백을 통해 새로운 수익원을 창출할 수 있는 기회를 모색하는 방향으로 추진될 것이라고 하네요.

마무리하며

오늘은 일본에서 디지털 트윈(Digital Twin) 기술을 어떻게 활용하고 있는지 소개했는데, 재미있게 읽으셨나요? 메가존클라우드에는 ‘Go-Japan’ 프로그램과 ‘메타비즈니스 플랫폼센터’을 함께 운영하고 있으니, 해외 진출과 디지털 트윈(Digital Twin) 기술 도입에 대한 고민하고 계신 분이라면 메가존클라우드를 통해 한 번에 비즈니스 고민을 해결해보세요. 그럼 다음에도 또 다른 재미있는 일본 이야기로 돌아오겠습니다.


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글 │ 메가존클라우드 마케팅그룹 김주성 매니저

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