디지털 트윈: 현대 제어 시스템의 핵심, 마이크로소프트 패브릭으로 더욱 강력하게

디지털 트윈은 현실 세계의 시스템을 가상으로 복제하여 시뮬레이션과 예측을 가능하게 하는 기술입니다. 특히 복잡한 대규모 시스템을 효율적으로 관리하고 운영하는 데 필수적인 요소로 자리 잡고 있습니다. 본 글에서는 디지털 트윈의 중요성과 구축의 어려움, 그리고 마이크로소프트 패브릭을 활용한 디지털 트윈 구축 방법에 대해 자세히 알아보겠습니다.

디지털 트윈의 중요성

디지털 트윈은 실제 시스템의 실시간 데이터를 기반으로 모델링되어 '가상 세계'와 '현실 세계'를 연결합니다. 이를 통해 운영자는 잠재적인 문제점을 사전에 파악하고 예측하여 시스템의 효율성을 극대화할 수 있습니다. 예를 들어, 용광로의 디지털 트윈은 코크스 공급망까지 포함하여 용광로 내부의 상태를 정확하게 예측하고 제어함으로써, 고장으로 인한 생산 중단을 예방하고 비용을 절감할 수 있습니다.

대규모 디지털 트윈 구축의 어려움

복잡한 시스템을 디지털 트윈으로 모델링하는 것은 쉽지 않습니다. 물리적 객체와 동적 프로세스를 모두 고려해야 하며, 방대한 양의 데이터가 필요합니다. 특히, 모델을 최신 상태로 유지하기 위해 실시간으로 데이터를 스트리밍하는 것은 상당한 기술적 과제입니다. 또한, 규제 프레임워크 내에서 단편화된 데이터를 통합하고 분석하는 것도 어려움을 더합니다.

마이크로소프트 패브릭의 디지털 트윈 빌더

마이크로소프트는 이러한 어려움을 해결하기 위해 패브릭 데이터 플랫폼에 디지털 트윈 빌더를 추가했습니다. 이 툴은 로우코드 개발 플랫폼으로 설계되어, 이해관계자와 전문가들이 협력하여 필요한 툴을 직접 구축할 수 있도록 지원합니다. 패브릭의 핵심은 디지털 트윈 모델에 필요한 주요 개념을 온톨로지로 정의하는 것입니다. 정의된 온톨로지는 대시보드에 매핑되어 디지털 트윈의 상황을 시각적으로 보여주어 빠른 의사 결정을 돕습니다.

패브릭을 활용한 디지털 트윈 구축 방법

패브릭을 사용하여 디지털 트윈을 구축하려면 먼저 모든 데이터를 레이크하우스에 저장해야 합니다. 그런 다음, 실제 시스템과 디지털 트윈이 모델링할 공정에 데이터를 매핑하는 온톨로지를 정의합니다. 이 과정에서 전문가의 개입이 중요하며, 모델이 사용하는 필수 엔티티를 정의하고, 쿼리로 불러오고, 의미 관계를 정의하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 엔티티는 장비, 프로세스, 입출력, 관련 시스템과 사람을 포함합니다.

시맨틱 캔버스를 활용한 온톨로지 관리

시맨틱 캔버스는 패브릭에서 제공하는 새로운 툴로, 온톨로지의 엔티티를 생성 및 관리하고 다른 엔티티와의 관계를 추가하며 데이터를 매핑하는 데 사용됩니다. 온톨로지 모델은 계층적으로 구성되어 엔티티를 네임스페이스 그룹으로 묶고 유형을 추가하며 여러 인스턴스를 둘 수 있습니다. 이렇게 구축된 엔티티와 매핑은 파워 BI를 통해 시각화하거나, 알림을 생성하는 데 활용할 수 있습니다.

데이터 분석 및 활용

패브릭을 통해 구축된 디지털 트윈은 다양한 방식으로 활용될 수 있습니다. 파워 BI를 통해 보고서를 작성하고, 패브릭 실시간 대시보드에 엔티티를 포함하여 실시간 모니터링을 수행할 수 있습니다. 또한, 온톨로지 데이터를 머신러닝 예측 모델과 함께 사용하여 원시 센서 데이터에 컨텍스트를 추가하고, 고장 예측이나 품질 관리와 같은 고급 분석을 수행할 수 있습니다. 애저의 오토ML 툴을 사용하거나 자체 맞춤형 모델을 활용할 수도 있습니다.

결론

마이크로소프트 패브릭은 디지털 트윈 구축을 위한 강력한 플랫폼을 제공합니다. 로우코드 개발 환경과 풍부한 데이터 분석 툴을 통해 기업은 복잡한 시스템을 효율적으로 모델링하고 운영할 수 있습니다. 디지털 트윈은 단순한 시뮬레이션을 넘어, 비즈니스 프로세스 전반을 최적화하고 경쟁력을 강화하는 데 기여할 것입니다.