Digital Twins 프로젝트

디지털트윈 프로젝트 

 

 

1. 디지털트윈 정의 

아주 간단하게 디지털트윈은 프로세스, 제품 또는 서비스의 가상모델 입니다. 이러한 가상세계와 물리적 세계의 결합을 통해 데이터 분석 및 시스템 모니터링을 통해 문제가 발생하기 전에 문제를 예방하고 다운타임을 방지하고 새로운 기회를 개발하고 시뮬레이션을 사용하며 미래를 계획할 수도 있습니다. 

디지털트윈의 개념은 새로운것이 아닙니다. 디지털트윈은 물리적 객체의 디지털 표현을 의미하며 30년 이상 컴퓨터 지원설계에 사용되었습니다, 예를들어 헬싱키의 첫 3D 도시모델은 캄피지역을 대표하는 1987년에 만들어졌습니다.  Gartner는 3년 연속 디지털트윈을 올해의 10대 전략적 기술 트렌드 중 하나로 선정했습니다. Bolton, McCollKennedy, Cheung, Gallen, Orsingher, Witell 및 Zaki (2018)는 디지털트윈을 생애주기 전반에 걸쳐 물리적 개체 또는 시스템의 동적 가상 표현으로서 실시간 데이터를 사용하여 이해, 학습 및 추리하는것으로 그들은 디지털트윈이 아닌 4차 산업혁명에서 중요한 역할을 하는것을 보고 있습니다. 

 

2. 도시모델의 새로운 개념  '디지털트윈'

디지털트윈은 도시모델로 사용하는것은 매우 새로운 개념입니다. 제품, 장비 및 플랜트 설계에서 디지털트윈은 수십년 동안 사용되었습니다. NASA의 John Vickers에 따르면 디지털 트윈의 궁극적인 비전은 가상 환경에서 먼저 모든것을 생성, 테스트 및 구축하는 것입니다.  도시 개념마다 디지털 트윈을 사용하는것은 산업 디자인에 비해 더 큰 비전입니다. 예를들어 스마트시티와 디지털트윈 개념은 사물 인터넷, 디지털트윈과 실제 세계간의 상호작용, 센서 시스템, 현재 및 계획된 도시환경의 시뮬레이션 및 분석, 유지관리 및 관리에 이르기까지 다양한 수준에서 상호 연결됩니다. 시스템, 비상계획 및 관리, 건설생산 체인 등이 있습니다. 

 

 

3. 헬싱키의 Kalasatama Project  목적 

헬싱키의 Kalasatama Project의 디지털트윈은 모든 운영자에게 개방형 데이터로 고품질 3D 도시모델을 제공합니다. 프로젝트팀은 이러한 도시모델 플랫폼이 다양한 제품개발, 연구, 교육 및 혁신을 촉진하기를 바라고 있습니다.

 

프로젝트의 일반적인 목표는 Kalasatama지역의 고품질 디지털트윈 도시모델을 생성하고 모델을 공개 데이터로 공유하는 것이었습니다. 이 모델은 구축된 환경의 전체 수명주기를 설계, 테스트, 적용 및 서비스하기위한 플랫폼 역할을 합니다. 프로젝트의 진행은 5개의 중간 목표로 나누어졌습니다. 모델 생산의 일반적인 목표가 첫번째였습니다.

 

3D 도시모델은 오픈데이터(OpenData)로 공유하는것이 프로젝트의 두번째 목표였습니다.  도시모델에 대한 애플리케이션은 수백가지가 있지만 적절한 크기와 세부 개발 플랫폼이 부족하여 개발에 병목이 되었습니다. 이 프로젝트의 두번째 마일드스톤의 목표는 이러한 병목현상을 제거하고 오픈소스 도구를 통해 플랫폼을 개발 할 수 있도록 지원하는 것입니다. 

 

세번째 목표는 주요 파트너인 smart  Kalasatama 프로젝트와의 협력에 초점을 맞추었습니다. 디지털트윈은 혁신과 개발을 위한 플랫폼인 smart  Kalasatama 프로젝트의 일부입니다. 이 프로젝트에서는 Kalasatama의 활동과 주민들과의 상호 작용을 위한 온라인 플랫폼이 3D모델 플랫폼에 구축되었습니다. 

 

네번째 목표는 3D 도시모델을 모델링, 테스트 및 활용하는 최신 방법을 시도하는 것이었습니다. 특히 CityGML 모델을 사용한 시뮬레이션 및 분석은 강력한 개발단계를 거치고 있습니다. 이 중간 목표는 디지털트윈의 기본개념인 먼저 디지털방식으로 설계, 테스트 및 구축을 적용합니다. 

 

다섯번째 목표는 도시 프로세스 및 서비스 생산에서 디지털트윈의 활용을 촉진하는 것이었습니다. 기존 도시구조의 정확한 최신모델과 향후 계획을 통해 3D 기술을 기반으로 한 프로세스, 관행 및 서비스를 개발할 수 있습니다.  

 

 

4. 디지털트윈 모델 생산 

 디지털트윈은 건설된 환경의 전체 수명주기와 스마트 도시 개발을 위한 설계, 테스트, 애플리케이션 및 서비스 플랫폼으로 작동합니다. 디지털트윈은 CityGML 표준 기반 시맨틱 도시정보 모델 및 현실 매쉬 모델(Mash Model)로 최신 모델링 기술 및 애플리케이션으로 제작 되었습니다. Kalasatama 쌍둥이 모델은 이 프로젝트를 위해 별도의 작업으로 제작되었으며 소스 데이터, 콘텐츠 및 정확성은 이전에 모델링 된 헬싱키의 3D  도시모델보다 더 높은 품질입니다. 

 

현실 매쉬모델(Mash Model)은 항공사진을 기반으로 도시의 현실과 일치하는 시각적 기하학적 모델을 생성하는 사실적인 도시 모델입니다. 모델의 최종 생산 프로세스가 고도로 자동화된 컴퓨팅을 기반으로 하기 때문에 대도시에서도 매쉬모델(Mash Model)을 생성하는것은 비용이 비효율적입니다. 그러나 도시 전체 모델을 계산하는것은 효율적인 컴퓨터 팜에서 실행하는데 몇달이 걸립니다. 

 

CityGML 모델은 Global OGC(Open Geospatial Consortium) 표준(CityGML Ver2.0)에 따른 시맨틱 도시정보 모델입니다. 유럽 대륙에서 CityGML 모델은 여러 주요 도시에서 생산되며 싱가포르와 뉴욕도 CityGML을 사용합니다. CityGML 모델의 강점은 개방형 글로벌 표준 및 개방형 정보모델이며 ADE(Application Domain Extention)가 있으며 정보모델 환경을 만들기 위한 수많은 진화하는 오픈 소스 도구를 사용할 수 있다는 것입니다. 또한 이 표준은 대학, 연구기관, 주 도시 및 점점 늘어나는 유틸리티 애플리케이션을 포함한 광범위한 글로벌 개발자가 지원합니다.