컴퓨터로 실제 사물의 쌍둥이 구현
과거·현재 상태 파악 용이
발생 상황 미리 시뮬레이션 가능
3차원 영상으로 지형 분석 후
가장 적합한 군 경계 시스템 구축 등
레이더 활용 방위산업체 발전 기대

정부는 한국판 뉴딜 10대 과제를 발표하면서 안전한 국토·시설관리를 위해 자동차·드론 등 신산업 기반을 마련, 도로·지하공간·항만·댐 등을 대상으로 ‘디지털 트윈(Digital Twin)’을 구축하기로 했다. 세부적으로 주요 지역의 높이 값을 표현한 수치표고모형 구축, 고해상도 영상지도 작성, 국도 4차로 이상 지방도 정밀 도로지도 구축, 노후 지하공동구(120㎞) 계측기 설치, 디지털 트윈 기반의 스마트항만· 스마트 시티 구축 등을 제시했다.

이 같은 디지털 트윈이 완성되면 군 입장에서는 그동안 경계 및 작전계획을 수립하고 워게임을 진행해 얻은 결과들을 디지털 트윈으로 검증·보완할 수 있을 것으로 보인다. 또 각종 체계통합, 최적의 군 구조, 전투력 발휘를 위해 필요한 전력 증강 분야 및 군 관련 자산의 효율적 관리·유지에 대단히 좋은 결과를 얻을 것으로 생각된다.

개념

디지털 트윈(Digital Twin)은 미국 제너럴일렉트릭(GE)이 주창한 개념이다. 컴퓨터에 현실 속 사물의 쌍둥이(Twin)를 만들고, 현실에서 발생할 수 있는 상황을 시뮬레이션함으로써 결과를 예측하는 기술이다. 디지털 트윈은 제조업뿐 아니라 다양한 산업·사회 문제를 해결할 수 있는 기술로 주목받는다. 기본적으로는 다양한 물리적 시스템 구조·맥락·작동을 나타내는 데이터와 정보의 조합이며, 과거와 현재의 운용 상태를 이해하고 미래를 예측할 수 있는 인터페이스라고 할 수 있다. 물리적 세계를 최적화하기 위해 사용될 수 있는 강력한 디지털 객체로, 운용 성능과 사업 프로세스를 대폭 개선할 수 있다.


특징

현실에 존재하는 모든 것을 가상 세계에서 구현할 수 있기 때문에 디지털 트윈은 다음과 같은 특징을 갖고 있다. 필요에 따라 디지털 트윈을 적용·활용할 수 있으므로 그 사용범위는 대단히 넓다.

특징1 : 실시간 데이터를 통해 가상으로 구현된 디지털 트윈을 직관적으로 모니터링함으로써 시제품 및 장비에 대한 모든 것을 확인해 볼 수 있어 제품 실패를 사전에 보완하는 것이 가능하다.

특징2 : 현실과 연결된 가상의 디지털 트윈을 통해 현실의 객체를 쉽게 제어할 수 있고 원격관리로 거리에 관계없이 실시간 현장 관리 및 상호작용이 가능하다.

특징3 : 실시간 데이터를 분석한 시뮬레이션을 통해 최적화된 결과 도출이 가능하여 미래 상황에 대한 최적의 의사결정에 도움을 줄 수 있어 정보의 우위를 확보할 수 있다.


적용 분야

디지털 트윈의 개념과 특징을 이해하고 나면 가장 큰 장점이 미래를 예측할 수 있다는 것임을 알 수 있다. 군의 입장에서 볼 때 전투결과를 예측할 수 있다는 것은 승리를 확보한 것과 같다. 따라서 그동안 시대 요구에 부합하기 위해 국방개혁을 지속 추진해온 우리 군에 디지털 트윈을 적용한다면 획기적인 전투력 향상을 기대할 수 있다.

평소 육군이 당면한 가장 큰 부담은 GOP 및 해안경계다. 이 경계 분야를 개선하기 위해 디지털 트윈을 적용해 보자. 3차원 영상을 통해 GOP 지역의 모든 경계시설물을 구현한다. 이어 경계에 투입되고 있는 각종 장비의 탐지능력을 가시선 분석 등을 오버레이(overlay)해 검토하면 취약지점 분석 및 주·야 최적의 경계 초소 위치를 확인할 수 있을 것이다. 현 위치와 비교할 때 보완과 이전이 필요한 분야에 대한 소요 파악도 가능하리라 생각된다. 물론 이와 같은 디지털 트윈을 해안경계에 적용한다면 동·서·남해안에 적합한 경계 시스템을 구현할 수 있어 한국 지형에 가장 적합한 군 경계 시스템을 구축할 수 있다.

육군이 GOP, 해안 경계를 담당한다면 해·공군은 바다와 하늘을 경계해야 한다고 생각된다. 바다와 하늘을 경계하기 위한 수단은 레이더가 필수다. 우리 군은 군별·기능별 임무에 적합한 다양한 레이더를 운영하고 있다. 바로 이 레이더를 디지털 트윈에 적용해 본다면 먼저 해안에는 육군에서 설치한 해안 경계레이더가 있고, 도서 및 함정에는 함정레이더가 있다. 또 공군은 대공 작전을 위한 레이더와 방공용 레이더를 운영하고 있다.

만일 디지털 트윈을 통해 모든 레이더를 통합 운영하면서 관제할 수 있는 시스템을 구축한다면 대한민국의 바다와 하늘의 경계 개념은 획기적으로 바뀔 수 있을 것이다. 그동안 머릿속에서만 상상할 수 있었던 이런 개념들을 디지털 트윈을 통해 구현할 수 있게 된다. 아울러 미흡한 분야는 전투력 증강 소요로 보완한다면 한국군이 창설 이래로 많은 고민을 해왔던 육·해·공군의 경계 개념이 정립될 것이다.

처음부터 큰 그림을 그리는 것은 다소 무리가 될 수 있다. 디지털 트윈을 구현하기 위해서는 기술적인 성숙이 뒷받침돼야 하기 때문이다. 따라서 전투의 기본인 대대급 조직 및 장비 편제부터 군이 그동안 개념적으로 구상해왔던 작전계획 실행의 타당성 검토 등에 시범적용 해보면서 확장하는 것이 효과적이다. 끝으로 방위산업체도 이제는 디지털 트윈을 이용한 장비 및 체계 개발에 적극적으로 참여하고 과감한 투자로 한국 지형과 여건에 적합한 장비 및 무기체계를 개발해 주기를 기대한다.

필자 김관호(육사35기)는 육군 대령으로 전역했다. 육군 전술 C4I평가팀장, 주한미군기지이전사업단 C4I팀장을 역임했다. 현재 육군협회 사이버센터장으로 근무하고 있다.