디지털 트윈 구축과 배포

애저 디지털 트윈을 활용한 디지털 트윈 설계와 개발, 배포

시암 바란 나트 , 피터 반 샬크윅 지음 | 최만균 옮김

에이콘출판 2024년 11월 25일 출간

작품소개

책소개

디지털 트윈의 개념을 소개하고 조직에서 비즈니스 성과에 긍정적인 영향을 미치도록 디지털 트윈 전략을 개발하는 방법을 제시한다.
디지털 트윈이 물리적 자산, 프로세스 및 기술과 어떻게 관련되는지 살펴보고, 디지털 트윈을 구축하기 위한 플랫폼, 조직 규모, 활용 사례와 같은 전제 조건에 대해 알아본다. 그 다음 마이크로소프트의 애저 디지털 트윈 플랫폼을 활용해 디지털 트윈을 개발하고 배포한다.
이 책을 읽고 나면 디지털 트윈 프로토타입을 구축 및 배포하거나 최소한의 실행 가능한 트윈을 구축해 자산 라이프 사이클의 특정 단계에서 프록시를 시연, 평가 및 모니터링할 수 있다.

목차

1부. 디지털 트윈 정의
1장. 디지털 트윈 소개
디지털 트윈의 역사
디지털 트윈 개념의 기원
디지털 트윈이란
디지털 트윈 유형
디지털 트윈의 특성
모델 및 데이터
디지털 스레드
디지털 트윈의 산업 활용
디지털 트윈 이해관계자
산업용 디지털 트윈 애플리케이션
디지털 트윈의 가치 제안
복잡도 감소를 통한 이해도 향상
변혁적 가치
잠재적 가치
기회 식별
요약

2장. 디지털 트윈 계획
핵심 기준
비즈니스 결과 예측
제조업 분야
공급망 관리
디지털 트윈의 전제 조건
조직적 요소
디지털 기술 및 인재
생태계 및 제휴
조직 구조 및 문화
조직 민첩성의 결과
기술적 요구 사항
프레임워크 및 모델
연결성
데이터 캡처 및 스토리지
엣지 컴퓨팅
알고리듬 및 분석
플랫폼 및 애플리케이션
시각화
인사이트 및 대응 : 루프 및 현장 서비스에서 상호작용
피드백 : 제품 피드백, 프로세스/운영, 트레이닝
소프트웨어 개발 패러다임 및 로우코드
요약
질문

2부. 디지털 트윈 구축
3장. 첫 번째 디지털 트윈 식별
디지털 트윈 후보 평가
산업 분야 대기업
단일 산업 분야에서의 대규모 기업
공공 부문
소프트웨어 및 퍼블릭 클라우드 제공 업체
ISV
SI
니치 기업
역할과 책임
조사 및 상호작용
애자일 선언문
최종 후보
요약
질문

4장. 첫 번째 디지털 트윈 구축
계획 프레임워크
프로젝트 계획 프레임워크
솔루션 계획 프레임워크
문제 기술서 및 결과 검증
디지털 트윈 개발을 위한 비즈니스 프로세스 탐색
기술적 고려 사항
자산 관리 쉘
디지털 트윈 정의 언어
디지털 트윈용 디지털 플랫폼 탐색
IoT 플랫폼
비즈니스 프로세스 관리 플랫폼
분석 및 데이터 플랫폼
애플리케이션 플랫폼
요약
질문

5장. 디지털 트윈 프로토타입 설정
디지털 트윈 플랫폼 식별
자산 소유자 관점
필요한 IoT 기능
기능 구축 vs 기능 구매
디지털 트윈을 위한 퍼블릭 클라우드, oIT, 전문 플랫폼 평가
마이크로소프트 애저 디지털 트윈
AWS IoT 플랫폼
오라클 IoT 애플리케이션
설정 및 구성
애저 디지털 트윈에 대한 데이터 고려 사항
솔루션 아키텍처
요약
질문

6장. 디지털 트윈 프로토타입 구축
기술 요구 사항
디지털 트윈 프로세스 개발
디지털 트윈 프로토타입으로서의 풍력 터빈
프레임워크 테스트
디지털 트윈 프로토타입을 업데이트하기 위한 애플리케이션 생성
노코드/로우코드 환경에서 DTP 업데이트를 위한 애플리케이션 생성
기술적 평가 고려 사항
비즈니스 검증 및 이해
요약
질문

7장. 배포 및 가치 추적
디지털 트윈 기능 테스트
디지털 트윈 인프라스트럭처 테스트
디지털 트윈 애플리케이션 테스트
파일럿 출시
파일럿 구현 범위
파일럿 단계의 성공 기준
타임라인 및 파일럿 솔루션 단계
파일럿 결과 발표
전체 배포
전체적인 구현 접근 방식
풍력 발전소 디지털 트윈 구축
가치 제안 및 추적
요약
질문

3부. 디지털 트윈 개선
8장. 디지털 트윈 개선
디지털 트윈의 복제 정의
표준의 역할
비전 설정
전체 시스템에서 첫 번째 디지털 트윈 평가
단계적 접근 방식을 사용해야 하는 이유
장점의 정량화
관련 디지털 트윈 식별
복합 트윈 계획
수력 발전용 디지털 트윈
태양열 발전용 디지털 트윈
태양열 PV 및 풍력 터빈 하이브리드
재생 가능한 발전 분야의 새로운 혁신
개선 사항 및 다음 단계
디지털 트윈의 전문가 조직
요약
질문
참고 문헌

윌리엄 빌 루(William Bill Ruh) 렌드리스 디지털(Lendlease Digital) CEO와의 디지털 트윈 인터뷰
안와르 아흐메드(Anwar Ahmed) GE 리뉴어블 에너지의 디지털 서비스 부문 CTO와의 디지털 트윈 인터뷰

책 속으로

이 책에서 다루는 내용
◆ 조직에서의 디지털 트윈 적용 가능성에 대한 주요 기준 식별
◆ 비즈니스에 적합한 기술 스택을 선택하기 위한 RACI 매트릭스와 효과적인 테스트 방법 탐색
◆ 프로토타입을 설정하기 위해 퍼블릭 클라우드, 산업용 사물인터넷(IoT, Internet of Things) 및 엔터프라이즈 플랫폼 평가
◆ 디지털 트윈 프로토타입을 개발하고 유닛 테스트, 통합 테스트, 기능 테스트로 검증
◆ 디지털 트윈에 대한 투자 수익률(ROI, Return On Investment) 분석을 통해 비즈니스의 실행 가능성 결정
◆ 향후 디지털 트윈을 개선하기 위한 기술 탐색

이 책의 대상 독자
산업 운영에 정량화 가능한 가치를 제공하는 디지털 전환을 추진하기 위해 디지털 트윈 활용 지침을 찾고 있는 IT 리더, 영업 부문(LOB, Line Of Business) 리더, 주제 전문가(SME, Subject-Matter Expert)가 읽을 수 있다. 풍력 터빈 디지털 트윈의 첫 번째 프로토타입을 구축하는 엔지니어, 운영 관리자 등과 같이 어느 정도 경력을 가진 주제 전문가 및 비즈니스 분야 전문가를 대상으로 한다. 이를 통해 비즈니스 전문가들은 실제 디지털 트윈의 전체 설계, 개발 및 배포 라이프 사이클 전반에 걸쳐 디지털 트윈의 리소스 요구 사항과 기능을 평가할 수 있다.

이 책의 구성
1장, ‘디지털 트윈 소개’에서는 디지털 트윈의 개념을 설명하고 이 개념에 대한 간단한 역사와 일반적인 이해를 위한 정의를 소개한다. 몇몇 산업 분야 사례와 함께 디지털 트윈 활용 및 애플리케이션을 다룬다.
2장, ‘디지털 트윈 계획’에서는 특정한 산업 분야의 문제 및 기회와 관련해 디지털 트윈의 활용을 평가하기 위한 핵심 기준을 설명한다. 이 장에서는 디지털 트윈을 위한 전제 조건과 조직적 요소를 다룬다.
3장, ‘첫 번째 디지털 트윈 식별’에서는 사용 사례에 대해 디지털 트윈을 평가하는 조직 유형의 관점에서 각 프로토타입에 대한 디지털 트윈 후보 선택을 살펴본다.
4장, ‘첫 번째 디지털 트윈 구축’에서는 계획 프레임워크, 문제 기술서 및 예상 결과를 검증하는 방법, 디지털 트윈 개발을 위해 제안된 비즈니스 프로세스에 대해 설명한다. 풍력 터빈의 첫 번째 디지털 트윈 프로토타입을 생성하는 데 사용할 수 있는 다양한 유형의 기술 플랫폼을 소개한다.
5장, ‘디지털 트윈 프로토타입 설정’에서는 6장의 내용을 준비하기 위해 클라우드 플랫폼에서 인프라스트럭처를 선택하고 구축하는 실용적인 단계별 지침을 제공한다.
6장, ‘디지털 트윈 프로토타입 구축’에서는 마이크로소프트 애저 디지털 트윈 플랫폼에 실제 디지털 트윈 프로토타입을 구축하는 엔드 투 엔드 프로세스를 설명한다. 이 장에서는 테스트, 기술 평가, 비즈니스 검증 단계를 포함한 전체 개발 프로세스를 다룬다.
7장, ‘배포 및 가치 추적’에서는 디지털 트윈 프로토타입의 기능 테스트를 통해 프로토타입을 운영 환경의 프로덕션 솔루션으로 확장하기 위한 다양한 배포 모델을 평가한다. 이 장에서는 산업 분야 기업의 다양한 이해 관계자들에게 디지털 트윈 솔루션의 가치를 보여주는 가치 추적 접근법을 추가로 다룬다.
8장, ‘디지털 트윈 개선’에서는 초기 디지털 트윈 프로토타입 이상의 가능성에 대해 설명한다. 디지털 트윈을 통해 “새로운 기술(art of possible)”을 살펴보고 모든 이해관계자의 가치에 대해 긍정적인 수익을 제공하면서 보다 안전하고 친환경적이며 책임감 있는 산업 운영을 제공할 수 있는 새로운 기회에 대해 알아볼 것이다. 이 장에서는 재생 에너지 생성을 위한 디지털 트윈 적용에 대해서도 자세히 다룬다.

출판사 서평

추천의 글
시암(Shyam)과 피터(Pieter)는 산업 인터넷, 사물인터넷(IoT, Internet of Things) 및 디지털 트윈 커뮤니티에서 인정받는 전문가들이다. 그들은 산업 IoT 컨소시엄(Industry IoT Consortium)(전 산업용 인터넷 컨소시엄(Industrial Internet Consortium))에서 OT/IT 태스크 그룹을 디지털 트윈 상호 운용성 태스크 그룹으로 전환했다. 또한 “산업 애플리케이션 분야를 위한 디지털 트윈” 백서를 개발하는 태스크 그룹을 이끌었다.
시암은 팩트(Packt)출판사에서 출판한 『Industrial Digital Transformation』(2020)의 저자다. 피터는 현재 디지털 트윈 컨소시엄(DTC, Digital Twin Consortium)에 속해 있는 내추럴 리소스(Natural Resources) 워킹 그룹의 의장을 맡고 있다. 그는 디지털 트윈 기능 프레임워크와 구성이 용이한 디지털 트윈 개발 방법론을 적극적으로 개발하고 있다.
이 책에서 저자들은 첫 번째 디지털 트윈 프로토타입을 만드는 과정을 단계적으로 설명한다. 애저 디지털 트윈 플랫폼에서 디지털 트윈 프로토타입 개발의 전체 라이프 사이클을 다루는 예시 프로젝트를 통해 디지털 트윈과 관련된 “무엇을, 왜 그리고 어떻게”에 대해 알아볼 것이다.
실제 산업용 디지털 트윈 프로젝트의 개발과 배포에 대한 저자들의 광범위한 지식과 경험은 책 전반에서 다루는 린 디지털 트윈 캔버스(Lean Digital Twin Canvas) 같은 도구의 실용적인 지침과 다양한 코드 리포지터리(repository)를 통해 알 수 있다. 애저 디지털 트윈 서비스 설정에 대한 유용한 설명과 이 서비스에서 디지털 트윈 모델 및 인스턴스를 생성하는 단계별 접근 방식을 통해 여러분은 몇 시간 안에 첫 번째 디지털 트윈 프로토타입을 시작할 수 있다.
기술적인 내용뿐만 아니라 실제 비즈니스 문제를 해결하기 위해 디지털 트윈을 활용하는 데 대한 명확한 지침을 제공해, 산업용 디지털 트윈 프로젝트를 시작하는 독자들에게 중요한 자료가 될 것이다.

─댄 아이작스(Dan Isaacs), 디지털 트윈 컨소시엄 최고기술책임자(CTO)

작가정보

저자(글) 시암 바란 나트

딜로이트(Deloitte)에서 분석 및 인지 분야 전문가의 리더를 맡고 있다. 그 전에는 오라클(Oracle), 제너럴 일렉트릭(General Electric), IBM과 할리버튼(Halliburton)에서 근무했다. 『Industrial Digital Transformation』(Packt, 2020), 『Architecting the Industrial Internet』(Packt, 2017)을 저술했다. 전문 분야는 산업용 사물인터넷(IIoT, Industrial Internet of Things), 클라우드 컴퓨팅, 데이터베이스, AI/ML 및 비즈니스 분석이다. 여러 대기업에서 디지털 전환을 주도하는 일을 수행했다. 또한 DTM(Distinguished Toastmaster)의 역할을 맡고 있으며 X(전 트위터)(@Shyamvaran)에서 적극적으로 활동한다. 분석 사용자 그룹인 오라클 유저 커뮤니티(AnDOUC, Analytics and Data Oracle User Community)(전 BIWA Summit)의 창립자이기도 하다. 인도 칸푸르 공과대학(IIT Kanpur)에서 학사 학위를 받고, 미국 플로리다(Florida)주 보카레이턴(Boca Raton) 소재 플로리다 애틀랜틱 대학교(FAU, Florida Atlantic University)에서 컴퓨터 공학 석사와 MBA를 취득했다. IoT 솔루션 월드 콩그레스(IoTSWC, IoT Solutions World Congress) 내 프로그램 위원회의 일원이며 대규모 기술 행사에서 정기적으로 연사로 활동하고 있다.

저자(글) 피터 반 샬크윅

XM프로(XMPro)의 CEO이자 조직이 실시간 이벤트 기반 디지털 트윈을 사용해 운영을 중단하지 않고 상황 인식, 프로세스 효율성 및 의사 결정을 개선하도록 돕는 숙련된 엔지니어이며 기술자다. 산업 디지털 혁신 분야에서 권위있는 리더로 인정받고 있으며 디지털 트윈, IIoT, AI/ML 및 산업 분야 블록체인 애플리케이션과 관련된 주제로 다양한 저술 및 연설을 하기도 했다. 기계 공학 학사 학위와 정보 기술 석사 학위를 보유하고 있다. DTC에서 내추럴 리소스 워킹 그룹(Natural Resources Working Group)의 의장을 맡고 있다. 그 전에는 IIC 산하 디지털 트윈 상호 운용성 워킹 그룹의 의장을 역임했다. 2019년 2월 IIC 기술 혁신상(IIC Technical Innovation Award)을 수상했다. 자신을 기업가, 기술 애호가, 팀 빌더, 야심찬 철인삼종경기(Ironman triathlete) 선수로 소개한다.

번역 최만균

한국과 뉴질랜드에서 15년 동안 IT 엔지니어로서 다양한 경험을 쌓고 있다. 한국에서는 네트워크 및 보안 분야 엔지니어로 근무하며 다양한 국내외 대기업 및 정부 프로젝트에 참여했다. 뉴질랜드에서는 기업의 소프트웨어 테스팅, 테스팅 자동화 및 웹 보안, 빅데이터 업무를 수행하는 중이다. 기술 관련 도서 번역을 제2의 직업으로 생각한다. 디지털 트윈과 관련된 도서로 『디지털 트윈 개발 및 클라우드 배포』(에이콘, 2022)를 번역한 바 있다.