쉬운 목차:
- 산업용 5G의 녹색 전환 지원 1.1. 디지털 트윈 모델링(DT)을 통한 생산성과 지속가능성 향상 1.2. DT 기술의 작동 원리와 데이터 관리의 중요성 1.3. 에너지 산업에서 DT 기술 도입의 이점 1.4. 친환경 기술 혁신과 기업의 경쟁 우위
- 산업용 5G와 인더스트리 4.0 2.1. 인더스트리 4.0과 디지털화의 필요성 2.2. 인더스트리 4.0 기술과 자율 시스템 구현 2.3. 인더스트리 4.0 기술과 지속가능성 향상 2.4. 디지털화를 통한 생산성, 자원 효율성, 폐기물 감소
- 인더스트리 4.0 시대의 지속가능성 3.1. 지속가능성의 개념과 인더스트리 4.0에서의 도전 과제 3.2. TBL(Triple Bottom Line) 개념과 세 가지 핵심 요소 3.2.1. 경제적 지속가능성 3.2.2. 사회적 지속가능성 3.2.3. 환경 지속가능성 3.3. 포괄적이고 지속가능한 발전을 위한 경제 변화의 필요성
산업용 5G의 녹색 전환 지원
최신 산업 환경에서는 복잡한 5G 지원 시스템과 애플리케이션이 다양한 데이터 소스로부터 정보를 수집하고, 실시간으로 분석하며, 분산된 구조 내에서 처리해야 합니다. 이러한 맥락에서 디지털 트윈 모델링(DT)은 실시간 생산 모니터링 및 최적화 시스템을 통해 생산성과 지속가능성을 크게 향상시킬 수 있는 효과적인 접근 방식으로 입증되었습니다.
DT는 일반적으로 산업 과정에서 수집된 데이터를 기반으로 생성된 증강 3D 모델을 활용하여 유닛의 시뮬레이션과 시각화를 가능하게 합니다. 또한, DT는 산업 시스템에서 데이터를 수집하고, 그 데이터를 디지털 모델에 적용하여 실시간 시각화, 자율 최적화, 테스트 등을 수행합니다. DT는 클라우드 컴퓨팅, 기계 학습 기술, 향상된 컴퓨팅 성능이 결합되어 모든 데이터를 통합한다는 개념을 실현 가능한 현실로 만들어냈습니다\[4\].
DT 기술은 물리적 개체나 시스템의 실제 데이터를 입력받아 출력을 생성하는 컴퓨터 소프트웨어입니다. 분석, 예측, 자동화를 위해서는 양질의 데이터가 필수적이므로, DT 모델과 데이터 품질을 관리하는 것이 성공적인 운영에 있어 매우 중요합니다. DT의 주된 목적은 물리적 제품, 프로세스, 인프라의 성능에 대한 통찰력을 얻고 미래 성능을 예측하는 것입니다.
특히 에너지 산업에서 DT 기술을 도입하면 플랜트 성능 개선, 수익성 및 효율성 증대, 환경에 대한 부정적 영향 감소 등 다양한 이점을 얻을 수 있습니다. 더불어 기업이 환경 보호에 투자하는 것은 특정 산업 시장에서의 경쟁 우위 확보에도 긍정적인 영향을 줄 수 있다는 점에 주목해야 합니다. 기술 혁신은 기업이 한정된 자원을 활용하여 경쟁 우위를 확장하고 지속가능한 성과를 높이는 데 기여합니다.
실증 연구 결과에 따르면, 인더스트리 4.0 도구는 기업의 친환경 프로세스 혁신과 공급망 관리에도 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 인더스트리 4.0과 기업 디지털화에 있어 사물인터넷(IoT)의 중추적 역할을 고려할 때, IoT가 녹색 경쟁 우위를 제고할 것이라고 가정할 수 있습니다.
산업용 5G와 인더스트리 4.0
인더스트리 4.0과 디지털 전환은 모든 산업 분야에서 생산성과 지속가능성을 높이는 데 필수 불가결한 요인으로 여겨집니다. 인더스트리 4.0의 맥락에서 상호 연결된 컴퓨터, 센서, 지능형 기계들은 서로 소통하고 환경과 상호작용하며, 궁극적으로는 인간의 개입을 최소화하면서 의사결과를 내립니다.
인더스트리 4.0은 일반적으로 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅 등 신기술을 활용하여 자율 시스템을 구현하는 것으로 설명됩니다. 이는 시스템이 자체 조직화 및 진단, 실시간 모니터링 및 최적화, 환경 변화에 대한 학습 및 적응 능력을 통해 달성됩니다. 따라서 인더스트리 4.0 기술은 산업 전반에 걸쳐 지속가능성 향상에도 기여할 것으로 기대됩니다.
거시적인 관점에서 디지털 전환은 제조 및 산업 프로세스의 개선을 통해 생산성, 자원 효율성, 폐기물 감소 등의 이점을 실현할 수 있습니다. 본 장에서 “지속가능성”이라는 용어는 불평등, 평화, 기후변화, 환경오염 및 파괴 등 유엔이 정의한 의미로 사용됩니다.
인더스트리 4.0 시대의 지속가능성은 문제 해결에 대한 전통적 접근법에 도전하고, 변화 관리에 있어 보다 체계적인 방법론을 요구합니다\[1\]. 이러한 관점에서 TBL(Triple Bottom Line) 개념이 지속가능성을 위한 프레임워크를 제공하기 위해 개발되었으며, 세 가지 핵심 요소로 구성됩니다.
경제적 지속가능성은 환경 및 사회적 자원을 보존하면서 장기적인 경제 성장과 수익성을 추구하는 것입니다. 이 관점에서는 경제자본의 성장이 자연자본이나 사회자본의 쇠퇴를 초래해서는 안 됩니다.
사회적 지속가능성은 모든 사람이 차별로부터 보호받고, 보편적 인권과 안전, 의료 등 기본적 서비스에 접근할 수 있는 공동체 구축을 위해 인적 및 사회적 자본 개발을 촉진하는 것입니다.
환경 지속가능성은 재생가능 자원의 소비, 지구 환경 시스템의 균형, 천연자원 소비와 보충 간의 균형, 생태계 보전 등을 의미합니다.
현대 사회는 가치 창출이 단순한 경제적 이익을 넘어 사회적, 환경적 관점을 포괄하는 총체적 지속가능성으로 전환되기를 기대하고 있습니다. 따라서 TBL 접근법에서 요약된 바와 같이, 포용적이고 지속가능한 발전을 보장하기 위해서는 경제, 환경, 사회적 기준을 동등하게 충족시키는 방향으로 경제 체제를 변화시켜야 합니다.
해 필요한 정보를 제공하며, 디지털 트윈의 모델 및 데이터 품질 관리는 성공적인 운영에 매우 중요합니다. 주된 목표는 물리적 제품, 프로세스, 또는 인프라의 성능에 대한 깊은 이해를 얻고 예측하는 것입니다. 에너지 분야에서 이 기술을 적용함으로써, 설비의 성능 개선, 수익 및 효율성의 증대, 환경적 영향의 감소와 같은 다양한 이점을 얻을 수 있습니다. 특히, 환경에 대한 투자는 특정 산업 분야에서 기업의 경쟁력에 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 기술적 혁신을 통해, 기업은 제한된 자원을 최대한 활용하여 경쟁 우위를 확보하고 지속 가능한 성과를 개선할 수 있습니다. 인더스트리 4.0 도구는 기업의 친환경적 프로세스 혁신과 공급망 관리에 긍정적인 영향을 미친다는 경험적 증거가 있습니다. 인더스트리 4.0과 기업 디지털화의 핵심적인 요소로서 IoT는 녹색 경쟁력을 향상시킬 수 있다는 가정이 있습니다.