18세기 영국에서부터 시작된 산업혁명 이래, 3차례의 산업혁명을 거쳐 현재 4차 산업혁명의 시대 속에 살아가고 있다. 이전 3차례의 산업혁명이 각각 증기기관, 전기 에너지, 컴퓨터/인터넷과 같은 특정 유형의 기술에 기인한 산업 및 사회 전반의 변화였다면, 4차 산업혁명은 이들을 종합적으로 활용/발전시켜: 1) 사람과 사물이 고도로 연결되고 (ex) IoT), 2) 더욱 지능화된 기능 및 솔루션을 제공하고 (ex) AI), 3) 사람과 사물 간의 교류에 있어 신뢰 (ex) block chain)를 증진하며, 4) 친환경, 건강증진, 안전 등 (ex) 나노기술) 다방면으로의 발전을 꾀하고자 한다. 즉, 특정 유형의 기술에 의존하는 것이 아닌, 다분야의 기술을 복합적으로 활용하여 초연결, 초지능, 초신뢰, 초생명성 사회를 구현하겠다는 것이다.

4차산업혁명의 구현기술엔 ICT (정보통신기술)가 절대적인 비중을 차지한다. 특히 ICBM (IoT, Cloud, Big data, Mobile) 및 AI는 핵심 기술이자, 다양한 매체로부터 접해본 적이 있을 것이다. 그러나, 이러한 기술들을 개별적으로 적용한다고 해서 상기 4차산업혁명의 목적이 달성되는 것은 아니다. 이들 기술의 적용에 앞서 Big picture 내지 공통의 원칙/방향성에 대해 공유가 되어있지 않다면 상호 연계로 인한 시너지 효과는커녕 개발하는 시스템의 복잡도만 증가하고, 유의미한 효과를 얻지 못할 공산이 크다. 실제 개별 요소기술들에 대해 다루는 책은, 분야별로 정도의 차이는 있지만, 국내외적으로 상당히 출판이 활발하나 이들을 효과적으로 엮을 수 있는 방향성 내지 가이드를 제시한 책의 경우 적어도 국내에선 많지 않은 실정이다.

이러한ICT 기술을 적용하는 근본적인 목적은 실제 사물, 사람에게 유용한 기능과 정보 등을 제공하는 데 있다. 상기 목적을 현실화하기 위해서는 실로 다방면의 요소기술들이 연루가 되는데, 본 책에서는 디지털트윈이라는 개념을 활용하여 내용을 전개하고자 한다. 즉, 디지털트윈은 개별 ICT 요소기술이라는 구슬들을 목걸이로 꿸 수 있는 줄과 같은 개념이라고 볼 수 있다. 본 책의 내용은 크게 디지털트윈의 개요 및 개발/활용으로 구성되어 있다. 디지털트윈의 배경과 개념을 소개한 후, 이를 토대로 어떻게 구조화할 것이고, 기존의 다양한 ICT 기술들과 어떤 연관성을 갖는지, 그리고 어떤 구현 기술들이 접목 가능한지 섬세하게 풀어나간다.

서문 12
Part 1. 디지털트윈의 개요 14
디지털트윈의 도래 배경 15
디지털트윈의 정의 19
초기 디지털트윈의 정의 19
디지털트윈 정의의 발전 20
디지털트윈 관련 개념들 23
PLM 24
버츄얼 프로토타입 26
디지털쉐도우 29
디지털쓰레드 30
시뮬레이션 33
IoT (Internet-of-Things) platform 35
CPS (Cyber-Physical System) 37
디지털트윈 운용 개념 및 성숙도 레벨 44
디지털트윈을 구성하는 3가지 축 44
디지털트윈 운용 개념 46
디지털트윈에 대한 As-Is vs To-Be 49
디지털트윈 성숙도 모델 50
디지털트윈 관련 주요 연구 항목 53
연구 테마로서의 디지털트윈에 대한 관심 증대 53
디지털트윈에 대한 연구 항목 분류 55
시간 흐름에 따른, 디지털트윈 관련 연구 트렌드 변화 57
디지털트윈 관련 시장 동향 61
디지털트윈 관련 시장 통계 61
디지털트윈 관련 주요 마켓 솔루션 65
주요 국가별 디지털트윈 추진 동향 66
해외 주요 업종별 디지털트윈 관련 동향 68
국내 주요 업종별 디지털트윈 관련 동향 72
디지털트윈 관련 표준 동향 75
표준의 범위 설정 및 ISO 23247 표준 소개 75
ISO 23247에 대응한, 유관 표준의 분류 78
전체 구조 통합 측면에서의 관련 표준 80
리소스 접근 및 교체 서브개체에서의 관련 표준 87
운용 및 관리 서브개체에서의 관련 표준 91
디바이스 통신 도메인에서의 관련 표준 106
디지털트윈의 기대 효과 114
Part 2. 디지털 트윈의 개발 117
Part 2에 대한 전개방향 118
디지털트윈 탑재 플랫폼의 신뢰성 및 구성에 대한 요구사항 120
플랫폼의 신뢰성 관련 요구사항 121
플랫폼 아키텍처 구성 관련 요구사항 132
디지털트윈 및 이를 둘러싼 플랫폼의 운영에 대한 요구사항 147
관련 요구항목 상세 148
디지털트윈 및 플랫폼 관련 제반 요소기술 도출 176
요소 기술 정리 176
모델 관련 요소기술 179
데이터 관련 요소기술 202
서비스 관련 요소기술 233
인프라 관련 요소기술 268
디지털트윈 적용 case study 351
공구 마모 현상의 이해 및 관련 주요 인자 353
공구 마모 관련 데이터 수집 359
현재 마모 상태 파악 및 예측 363
가상 공간 상 공구 마모 시뮬레이션 및 디지털트윈 뷰 업데이트 368
관련 전사 인프라 구조 예시 373
참조 문헌 376