“Digital Twin, 인프라엔지니어링의 혁신을 이끌다”

세계에서 가장 뛰어난 인프라산업계 전문가 1500여명이 싱가포르에 모였다. 이들 전문가들은 에너지 및 건축부문의 설계와 시공, 운영에서 ‘디지털 트윈(Digital Twin)’을 적용한 새로운 디지털시티(Digital Cities)의 계획(Initiative)를 공유하며, 인프라엔지니어링의 혁신을 논의했다.

인프라 종합 소프트웨어 솔루션을 제공하는 벤틀리시스템즈(Bentley Systems Incorporated)는 현지시간으로 지난 21일부터 24일까지 싱가포르 마리나 배이 샌즈 엑스포 앤 컨벤션센터에서 ‘The Year in Infrastructure 2019 Conference(YII2019)’를 개최했다.

‘The Year in Infrastructure Conference’는 모범 사례 및 디지털화 기술을 중심으로 전 세계 인프라 설계, 시공, 운영의 리더인 전문가들이 모이는 자리이다. 이 컨퍼런스는 인프라 산업을 좌우할 현재의 우선 순위와 기회를 탐색하는 선도적 포럼으로 국제적 인정을 받고 있다. 참석자들은 산업 리더들의 생생한 목소리를 듣고 포럼과 토론에 참여하며, 인프라 납품 및 운영의 미래를 만드는 기술과 모범 사례를 만날 수 있다.

YII2019의 주제는 ‘디지털 트윈을 통한 BIM 발전(Advancing BIM through Digital Twins. The agenda features)’으로 벤틀리 경영진 및 저명한 업계 리더들로 구성된 기조연설을 비롯해 ▲4D 건설 모델링 ▲석유 및 가스(공정 및 제조) ▲전기 유틸리티(전력 발전, T&D) ▲디지털 트윈 ▲철도 및 교통 ▲도로 및 교량 ▲디지털시티 및 현실 모델링 ▲구조 및 지반 분석 ▲프로젝트 배송 ▲물과 상하수도 등 10개 분야 산업별 세션으로 진행됐다.

크리스 배런(Chris Barron) 벤틀리시스템즈 홍보책임자는 “전 세계 인프라 리더를 위한 특별한 네트워킹과 학습의 장인 YII2019 컨퍼런스는 70명에 이르는 강연자와 50개가 넘는 정보 세션을 만날 수 있으며, 트렌드를 선도하는 업계 전문가의 기조 연설, 소통형 워크숍, 산업포럼, 패널토론, 제품시연 등으로 진행됐다”고 말했다.

아울러 참석자들은 벤틀리시스템즈 및 전략 파트너인 마이크로소프트(MicroStation), 지멘스(SIEMENS), 톱콘(Topcon) 등의 전시 및 프레젠테이션이 열리는 테크놀로지 파빌리언(Technology Pavilion)을 방문해 신기술을 직접 눈으로 확인하는 기회도 제공됐다.

컨퍼런스 첫째 날인 21일, 디지털 발전 아카데미(Digital Advancement Academy)에서는 현실모델링(Reality modeling), BIM(Building Information Modeling) 전략, 자산 라이프사이클(asset lifecycles) 등 주제별 전문가들의 프레젠테이션과 프로젝트 실무자(엔지니어)간 토론을 통해 향후 비전과 모범 사례를 제시했다.

◆그렉 CEO “4D 디지털트윈 통한 BIM‧GIS 발전”
특히 이날 오전 원자력신문를 비롯해 전 세계 인프라스트럭처 분야 150여개 언론사, 200여명의 기자들을 대상으로 열린 ‘Media Day: AGENDA’에서 그렉 벤틀리(Greg Bentley) 벤틀리시스템즈 회장(CEO)는 “벤틀리의 기술적 추진력은 인프라 분야 전반에 걸친 디지털 트윈(digital twin)의 발전”이라며 “마침내 ET(엔지니어링기술) 및 데이터의 소유자들에게 전통적인 IT(정보기술) 및 새롭게 연결된 OT(운영기술)을 통합할 수 있는 길이 열렸다”고 밝혔다.

디지털 트윈(digital twin)은 제너럴 일렉트릭(GE, General Electric)에서 만든 개념으로 실제 물리적인 자산 대신 소프트웨어로 가상화한 자산의 디지털 트윈(쌍둥이)을 만들어 모의실험(시뮬레이션)함으로써 실제 자산의 특성(현재 상태, 생산성, 동작 시나리오 등)에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있다. 에너지, 항공, 헬스케어, 자동차, 국방 등 육해공을 넘나드는 차세대 기술로 주목받고 있는 디지털 트윈은 자산 최적화, 돌발사고 최소화, 생산성 증가 등 설계부터 제조, 서비스에 이르는 모든 과정의 효율성을 향상시킬 수 있다.

그렉 회장은 “BIM의 폭넓은 수용은 지난 15년 동안 인프라 분야 전문가와 프로젝트에 큰 도움이 됐지만 앞으로는 디지털 트윈을 통한 클라우드 서비스, 현실모델링 및 고급 분석으로 BIM을 더욱 발전시킬 수 있다”면서 “현재까지는 BIM의 사용은 정적 결과물로 한정돼 있었는데, 이는 시공에 인계하자마자 바로 구식이 되버려 BIM 모델에 고정돼 엔지니어링 데이터의 잠재적인 추가 가치를 잃게 됐다”고 설명했다

그러나 디지털 트윈을 활용해 디지털 구성 요소를 BIM 모델에서 엔지니어링 데이터를 개방할 수 있으며, 드론 측량과 현실 모델링으로 디지털 컨텍스트를 지속적으로 업데이트할 수 있다다. 또 수명주기인 디지털 연대기 동안 자산의 목적에 적합하도록 계속 모델링하고 시뮬레이션할 수 있다.

그렉 회장은 “BIM 모델에서 엔지니어링 데이터의 가치는 시공 단계로의 인계를 넘어 운영 단계로까지 확장돼 프로젝트와 자산 성과 모두를 보장하고 개선할 수 있다”며 “최신 버전의 디지털 트윈을 통해 BIM을 4D로 발전시키는 것은 설계 모델과 시뮬레이션이 실물 자산의 디지털 DNA로서 단순한 프로젝트 결과물보다 더 큰 목적을 달성할 수 있음을 의미한다”고 강조했다.

4D 디지털 트윈은 사진 측량(UAV 포함) 또는 포인트 클라우드에서 운영 상태의 3D 모델을 유도하는 컨텍스트캡쳐(ContextCapture) 및 Orbit GT에 의한 4D 측량 및 현실 모델링을 통해 시작되고 업데이트된다. 현실모델링(Reality modeling)은 엔지니어링에 필요한 정확한 실제 상황을 파악해 계획, 설계, 시공 및 운영을 지원한다. 벤틀리의 개방형 애플리케이션(▲OpenBuildings ▲OpenSite ▲OpenRoads ▲OpenRail ▲OpenUtilities) 사용자는 디지털 컨텍스트를 활용해 새롭게 개선된 건물, 도로, 운송 시스템, 터널, 교량, 유틸리티 등을 모델링할 수 있다.

4D 디지털 트윈은 소스 시스템의 기존 환경 또는 데이터 형식을 변경하지 않아도 이전의 격리된 정보에 대한 공통 및 통합 색인할 수 있다. 모든 디지털 트윈의 기초 컨텍스트에는 현실 메쉬, 지형 모델, 이미지 및 GIS 소스가 포함된다. 건물, 거리, 운송 시스템, 유틸리티 및 기타 인프라(모든 BIM 소프트웨어가 소스)의 엔지니어링 모델은 지표 및 지반 모두 의미론적으로 정렬되고 지리적으로 참조되므로 시간이 지날수록 디지털 트윈의 풍부한 정보와 관련성이 개선된다.

한편 YII2019가 열렸던 싱가포르는 가장 ‘기술적으로 준비된 국가’로 꼽힐 만큼 디지털시티(Digital Cities) 구현에 앞장서고 있다. 싱가포르 정부가 2018년 약 700억원을 들여 완성한 버추얼 싱가포르(Virtual Singapore)는 국가전체의 모습을 3차원의 공간에 그대로 재현해내는 프로젝트이다. 디지털트윈 기술을 이용해 도심의 도로나 아파트, 빌딩 등 주요 시설은 물론 가로수나 주변의 육교까지도 실제를 그대로 옮겨 놓아 노라움을 자아냈다.

특히 이 프로젝트는 도시계획과 교통, 환경관리까지 여러 분야에서 활용되고 있는데, 실제로 싱가포르는 건물 사이의 공기 흐름을 파악해 지역 전체의 통풍이 더 잘 될 수 있도록 건물을 설계해 대기질을 높인 것은 물론 가스유출 같은 비상사태에 주민들이 조금 더 신속하게 대피할 수 있도록 가스유출 방향 및 범위 등을 미리 파악해 둘 수도 있다고 한다.

국내에도 비슷한 사례가 있다. 세종시는 오는 2022년까지 190억원을 투자해 현재 추진 중인 스마트시티에 적용할 디지털트윈 기술을 개발하고 있다. 실제 세종시 도시데이터를 기반으로 시민의 안전과 복지, 환경, 교통 등 다양한 분야에서 디지털트윈 기술을 적용할 예정으로 삶의 질 개선, 관련 산업 일자리 창출 등의 효과가 있을 것으로 기대된다.

그렉 회장은 “벤틀리의 마이크로스테이션(MicroStation) 기반 개방형 모델링 애플리케이션과 개방형 시뮬레이션 애플리케이션은 설계 통합을 가속화하고 더불어 프로젝트와이즈(ProjectWise)와 싱크로(SYNCHRO)가 제공하는 서비스로 프로젝트 납품을 강화하며 애셋와이즈(AssetWise) 서비스를 사용해 자산 및 네트워크 성능을 높이는 등 인프라 엔지니어링을 포괄하는 벤틀리의 ‘iTwin Services’는 기본적으로 BIM 및 GIS를 4D 디지털 트윈으로 발전시키고 있다”고 강조했다.

그러면서 그는 “결국 벤틀리의 임무는 설계 및 건설분야 기업체와 전문가들에게 혁신적인 소프트웨어와 서비스를 제공해 전 세계 인프라 시설을 운영하며 향상된 삶의 질을 위한 세계 경제와 환경을 유지하는 것으로 우리 모두에게 ‘왜 우리가 이 일을 하는지’를 다시 일깨워주는 의미를 담고 있다”이라고 밝혔다.