2023년 디지털 트윈 기술개발과 응용, 서비스 사업화 전략
AI, IoT, 메타버스로 구현하는 DX(디지털전환)
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| Publication Date | 2023/02/15 |
| Pages/Weight/Size | 210*297*35mm |
| ISBN | 9791186934920 |
| Categories | 경제 경영 > 경제 |
Contents
Ⅰ. 디지털 트윈 개요와 기술, 시장 동향과 전망25
1. 디지털 트윈 개요25
1-1. 디지털 트윈 정의 개념25
1) 디지털 시대의 핵심 키워드, ‘디지털 트윈’25
(1) 디지털 트윈의 개념25
(2) 디지털 트윈의 중요성28
(3) 디지털 트윈의 혁신성29
2) 분야별 디지털 트윈 적용 사례와 내용31
(1) 디지털 트윈 핵심기술과 응용서비스31
(2) 분야별 디지털 트윈 적용 사례와 내용32
(3) 적용 분야별 디지털 트윈이 가져올 변화 전망33
1-2. 사이버물리시스템(CPS)과 디지털 트윈35
1) 사이버물리시스템(Cyber Physical System,CPS)의 개념35
2) 사이버물리시스템(CPS)과 사물인터넷(IoT)38
3) 사이버물리시스템(CPS)과 디지털 트윈40
(1) CPS의 고급형 기술, 디지털 트윈40
(2) 모델링 시뮬레이션(M&S) 기술41
4) 스마트 팩토리와 사이버물리시스템(CPS)43
(1) 스마트 팩토리에서의 사이버물리시스템(CPS)43
(2) 사이버물리생산시스템(CPPS)46
1-3. 메타버스(Metaverse)와 디지털 트윈48
1) 메타버스 기술 개요와 동향48
(1) 메타버스 기술 개요48
(2) 메타버스 5대 핵심기술 개발전략54
2) 메타버스와 자율트윈58
(1) 자율트윈 플랫폼 및 자율트윈 컴퓨팅 기술59
(2) 자율트윈 인터넷 및 보안 기술60
(3) 메타버스 자율트윈(Metaverse for Autonomous Twin) 기술60
2. 디지털 트윈 요소기술 개발동향과 발전방향62
2-1. 디지털 트윈 5대 요소기술별 기술분류62
1) 디지털 트윈 5대 요소기술62
2) 디지털 트윈 5대 요소기술 분류체계와 내용63
2-2. 디지털 트윈 5대 요소기술과 개발동향65
1) 디지털 가상화 기술65
(1) 개요65
(2) 세계 동향65
(3) 국내 동향66
2) 디지털 트윈 동기화 기술67
(1) 개요67
(2) 세계 동향67
(3) 국내 동향68
3) 디지털 트윈 모델링 & 시뮬레이션68
(1) 개요68
(2) 세계 동향69
(3) 국내 동향70
4) 디지털 트윈 연합 기술71
(1) 개요71
(2) 세계 동향71
(3) 국내 동향71
5) 지능형 디지털 트윈 서비스 기술72
(1) 개요72
(2) 세계 동향72
(3) 국내 동향72
2-3. 디지털 트윈 기술발전 단계와 전망73
1) 디지털 트윈 기술발전 5단계(LEVEL)73
2) 디지털 트윈 핵심기술 발전전망74
2-4. 국내외 기술수준 및 표준화 동향77
1) 국내외 기술수준 비교77
(1) 국내 기술수준과 경쟁력77
(2) 국내 보유자원(역량) 평가78
2) 국내외 표준화 동향79
(1) 세계 표준화 동향79
(2) 국내 표준화 동향82
3. 국내외 디지털 트윈 관련 시장과 주요국 정책동향83
3-1. 국내외 디지털 트윈 시장규모와 주요기업 동향83
1) 국내외 디지털 트윈 시장규모와 전망83
(1) 세계 디지털 트윈 시장규모83
(2) 국내 디지털 트윈 시장규모84
2) 국내외 디지털트윈 주요기업 동향84
(1) 세계 디지털 트윈 주요기업 동향84
(2) 국내 디지털 트윈 주요기업 동향88
3-2. 세계 주요국 디지털 트윈 정책 추진 동향91
1) 미국91
2) 유럽(EU)91
(1) EU91
(2) 영국92
(3) 독일92
(4) 기타(네덜란드·그리스)93
3) 아시아, 오세아니아93
(1) 중국93
(2) 일본93
(3) 싱가포르93
(4) 호주94
4. 디지털 트윈 관련 연관 기술 동향과 전망95
4-1. 5G/6G, 위성통신 산업 동향과 전망95
1) 개요95
(1) 정의 및 표준화 동향95
(2) 5G 핵심기술 개요97
(3) 5G 핵심 서비스100
(4) 주요국 간 5G 기술경쟁 동향103
2) 5G 시장동향과 전망107
(1) 주요국 5G 시장 동향107
(2) 5G Network 최근동향과 전망110
3) 5G 특화망, POST 5G, 6G 개발동향과 전망118
(1) 5G 특화망(Private 5G, Local 5G, 이음 5G) 동향과 전망118
(2) 6G 기술 동향 및 도입 전망122
4) 6G 시대를 준비하는 위성통신기술 발전전략124
(1) 위성통신산업 개요124
(2) 초소형위성개발 동향135
4-2. 메타버스산업 동향과 전망139
1) 메타버스 등장과 혁신 전망139
(1) 메타버스의 등장과 변화139
(2) 메타버스 활용과 비즈니스 동향140
2) 메타버스 산업 동향과 전망142
(1) 메타버스 주요기업 동향142
(2) 국내 메타버스 시장전망과 정책동향147
(3) 메타버스 시장전망148
(4) AR/VR 디바이스 시장 전망156
4-3. IOT, 빅데이터, 컴퓨팅기술과 시장동향160
1) 지능형 사물인터넷(AIoT) 동향과 전망160
(1) AIoT 개념과 발전 방향160
(2) AIoT 디바이스 개발 동향161
(3) 사물인터넷 지능 기술 개발 동향163
(4) 사물인터넷 시장 트랜드와 전망166
2) 빅데이터 동향과 전망173
(1) 빅데이터의 개념과 기반 기술173
(2) 빅데이터 플랫폼 산업 동향175
(3) 빅데이터 분석 솔루션 산업 동향179
3) 클라우드 동향과 전망183
(1) 클라우드 컴퓨팅 개요183
(2) 클라우드 시장 동향과 전망186
(3) 클라우드 서비스 기업 동향192
4) 에지컴퓨팅 동향과 전망194
(1) 에지컴퓨팅 부상 배경과 특징194
(2) 에지컴퓨팅 기술 요소와 발전 동향196
(3) 국내·외 에지컴퓨팅 산업 동향200
Ⅱ. 디지털 트윈 기술 응용, 서비스 개발동향과 전망205
1. 응용분야별 디지털 트윈 기술개발, 사업화 동향과 전망205
1-1. 제조업 디지털 트윈기술 개발동향과 전망205
1) 디지털 트윈 기술과 스마트 제조(팩토리)205
(1) 제조공정의 디지털 트윈205
(2) 사이버물리생산시스템(CPPS)과 디지털 트윈209
(3) 스마트 팩토리에서의 사이버물리시스템(CPS)210
2) 메타버스, XR기술과 스마트 제조(팩토리)213
(1) 메타버스 기술 주요 이슈213
(2) 산업 영역에서 메타버스의 의의216
(3) 제조업 분야 XR(VR·AR) 기반 교육훈련 사례217
3) 제조분야 디지털 트윈 개발 동향과 사례220
(1) 국내외 주요기업 운영사례220
(2) 이음5G기반 디지털트윈 활용 지능형공장 고도화224
(3) 디지털트윈 기반 ‘가상협업공장’을 구축 사업226
1-2. 스마트도시(시티)의 디지털 트윈기술 개발동향과 전망228
1) 스마트도시(시티) 개념과 밸류체인228
(1) 스마트시티 정의228
(2) 스마트시티 밸류체인230
2) 스마트시티 플랫폼 개요와 시장, 기술동향232
(1) 스마트시티 플랫폼 개요232
(2) 스마트시티 플랫폼 시장 동향233
(3) 스마트시티 플랫폼 기술 동향234
(4) 국내외 스마트시티 플랫폼 사례242
3) 글로벌 디지털 트윈 스마트도시(시티) 주요 사례243
(1) 싱가포르, ‘버추얼 싱가포르’243
(2) 영국, ‘국가 디지털 트윈(National Digital Twin, NDT)’245
(3) 중국, 항저우 ‘시티 브레인’ 프로젝트248
(4) 호주, 공간정보기반(Spatial Data Infrastructure, SDI) 디지털 트윈249
4) 국내 디지털 트윈 스마트도시(시티) 주요 사례251
(1) 세종시 도시행정 디지털트윈 프로젝트251
(2) 인천시, ‘인천 디지털트윈 플랫폼’ 공개258
5) 스마트시티 해외 진출 전략259
(1) K-City 네트워크260
(2) 스마트도시 ODA 사업262
1-3. 의료산업 디지털 트윈(메디칼 트윈) 개발동향과 전망264
1) 의료산업의 디지털 트윈(메디칼 트윈)264
(1) 개념264
(2) 의료분야 디지털 트윈 활용을 위한 조건264
2) 메디칼 트윈의 활용분야265
(1) 중증환자 실시간 모니터링266
(2) 진료방법의 시뮬레이션268
(3) 의료인 훈련269
(4) 병원운영 최적화269
(5) 장기 질병환자의 주치의 보조270
3) 메디칼 트윈 개발 주요기업 동향271
(1) 메디칼 트윈의 기대 효과271
(2) 주요 활용 사례와 기업동향272
4) 메디칼 트윈관련 주요 기술 개념과 동향275
(1) XR융합(메타버스)와 메디칼 트윈, 의료 메타버스275
(2) 가상환자(Virtual patient), 디지털 환자(digital patient)278
(3) 스마트병원, 가상병원 279
5) 국내 메디칼 트윈 개발 정책동향280
1-4. 물관리(댐, 하천) 분야 디지털 트윈 개발동향282
1) 수자원(물) 관리와 디지털 트윈 사업 개요282
2) 디지털 트윈 댐 안전관리 플랫폼 1단계 시범사업283
(1) 사업 개요283
(2) 주요 성과284
3) 디지털 트윈 유역 물 관리 플랫폼(K-Twin SJ) 시범 구축285
(1) 섬진강 유역 디지털 트윈 구축사업 개요285
(2) 섬진강 유역 디지털 트윈 세부 기술과 플랫폼286
1-5. 조선산업 디지털 트윈 개발 동향290
1) 디지털 트윈 선박 통합플랫폼 중요성290
2) 디지털 트윈 선박 구축개념도291
3) 디지털트윈선박 통합플랫폼 구축 방안293
4) 조선업 디지털 트윈 개발 사례와 동향295
(1) 해외 디지털트윈 선박 대응동향295
(2) 국내 디지털트윈 선박 개발 사례297
2. 디지털 트윈 응용, 융합 서비스별 핵심기술 개발전략과 전망300
2-1. 디지털 트윈 응용·확산 13대 분야별 세부기술과 발전전망300
1) 의료·헬스케어300
(1) 의료·헬스케어분야 5대 요소기술 세부내용300
(2) 현상과 발전전망301
2) 웰니스302
(1) 웰니스분야 5대 요소기술 세부내용302
(2) 현상과 발전전망303
3) 스마트시티304
(1) 스마트시티분야 5대 요소기술 세부내용304
(2) 현상과 발전전망306
4) 교통·모빌리티307
(1) 교통·모빌리티분야 5대 요소기술 세부내용307
(2) 현상과 발전전망309
5) 농축수산·환경311
(1) 농축수산·환경분야 5대 요소기술 세부내용311
(2) 현상과 발전전망313
6) 제조314
(1) 제조분야 5대 요소기술 세부내용314
(2) 현상과 발전전망316
7) 해양318
(1) 해양분야 5대 요소기술 세부내용318
(2) 현상과 발전전망320
8) 건설·토목321
(1) 건설·토목분야 5대 요소기술 세부내용321
(2) 현상과 발전전망322
9) 유통·물류323
(1) 유통·물류분야 5대 요소기술 세부내용323
(2) 현상과 발전전망325
10) 에너지326
(1) 에너지분야 5대 요소기술 세부내용326
(2) 현상과 발전전망329
11) 국방331
(1) 국방분야 5대 요소기술 세부내용331
(2) 현상과 발전전망332
12) 재난안전333
(1) 재난안전분야 5대 요소기술 세부내용333
(2) 현상과 발전전망333
13) 생활안전335
(1) 생활안전분야 5대 요소기술 세부내용335
(2) 현상과 발전전망336
2-2. 디지털 트윈 기반 융합 서비스 기술 전망과 로드맵338
1) 디지털 트윈기반 융합서비스 분야별 기술 수준(성숙도)338
(1) 디지털 트윈 기술 수준(성숙도) 정의와 분류338
(2) 디지털 트윈 융합서비스 분야별 기술 수준 평가와 기술 요구사항339
2) 디지털 트윈기반 융합서비스 분야별 핵심기술과 로드맵342
(1) 재난안전 분야342
(2) 농축수산 분야345
(3) 스마트시티 분야347
(4) 디지털 에너지 분야350
(5) 의료 분야353
(6) 제조 분야356
(7) 사이버보안 분야359
3) 디지털 트윈 기술 발전 방향361
3. 국내 디지털 트윈 실증, 시범사업 동향과 추진전략362
3-1. 디지털 트윈 주요 추진 성과와 계획362
1) 2022년 주요 추진 성과 발표362
(1) 과학기술정보통신부, ‘2022 디지털 트윈 커넥트 데이’362
(2) 산업통상자원부, 지식서비스 R&D 우수사례 발표363
(3) 국토부, 환경부, 홍수예방용 디지털 트윈에 3D공간정보 공유 365
2) 2023년 주요 추진 사업 계획366
(1) 중소벤처기업부, 메타버스팩토리 구축 지원366
(2) 산업부, ‘가상 협업공장’ 구축367
(3) 과기부, XR트윈, 디지털 치료제 기술개발사업368
3-2. 디지털 트윈 국토 시범사업(국토부, LX)371
1) 시범사업 개요371
2) 2차 디지털 트윈국토, 7개 시범사업 선정(2022)371
3) 1차 디지털 트윈국토, 10개 시범사업 선정(2021)373
3-3. 디지털 트윈 실증, 공공선도사업(과기부, NIPA)377
1) 2022년 디지털 트윈 실증사업(3개 실증, 15개 세부사업)377
(1) 사업 개요377
(2) 선정 과제와 내용379
2) 5G기반 디지털 트윈 공공선도 사업(2020)380
(1) 사업 개요380
(2) 2020년 선정 내용381
3) 5G기반 디지털트윈 공공선도 사업(2021)383
(1) 5G기반 디지털트윈 시설물 안전 실증사업383
(2) 5G 기반 디지털트윈 제조산업 적용 실증사업385
4. 국내 디지털 트윈 육성, 지원 정책 동향388
4-1. 디지털 트윈 활성화 전략388
1) 개요388
(1) 세계는 지금 ‘디지털 大전환’ 시대388
(2) 디지털뉴딜과 디지털 트윈389
2) 디지털 트윈 활성화 전략 비전 및 목표390
3) 중점 추진과제391
(1) 산업 성장기반 조성391
(2) 대규모 선도 시장 창출395
(3) 기술경쟁력 강화401
(4) 표준화·제도개선403
4) 디지털 트윈 전략으로 그리는 미래상408
(1) 산업 성장기반 조성408
(2) 대규모 선도시장 창출408
(3) 글로벌 기술경쟁력 강화408
(4) 표준화와 제도개선408
(5) 민간 중심 미래형 디지털 트윈 생태계 구축409
5) 추진일정 및 소요예산410
6) 주요 부처별 디지털 트윈 사업 현황411
4-2. 디지털 트윈 기술, K-로드맵412
1) 개요412
(1) 로드맵 수립배경412
(2) 로드맵 수립방향413
2) 기술로드맵 수립414
(1) 비전 및 목표414
(2) 13대 분야별 핵심이슈와 대응 기술 요소415
(3) 로드맵 대상 기술 과제와 내용426
3) 13대 분야별 연차별 세부기술 로드맵(2023-2030)438
(1) 연차별 목표 서비스·제품438
(2) 13대 분야별 세부 핵심기술441
4-3. 산업 AI 내재화 전략443
1) 전략 개요443
(1) 추진 배경443
(2) 글로벌 동향445
2) 국내 현황 및 문제점448
(1) (현황) 산업 DX 수준이 저조하며, 특히 산업 AI 활용은 미미448
(2) (현황) 산업 분야를 주도하는 국내 공급기업 無449
(3) (문제점) 수요기업(DX 주체)의 디지털 기반·역량·인식 부족450
(4) (문제점) 공급기업(DX 조력)이 성장하기 어려운 비즈니스 환경450
(5) (문제점) 그간 정부 정책은 산업 DX 가속화보다 양적 목표 달성에 치중451
3) 향후 정책 추진방향452
(1) 향후 추진방향452
(2) 비전 및 추진 전략453
4) 세부 추진 과제454
(1) AI 내재화 + 공급산업 육성454
(2) 수요기업 AI 활용 역량 강화459
(3) 민간 주도 DX 생태계 조성463
5) 추진체계 및 향후 일정471
(1) 추진체계471
(2) 향후 일정472
Ⅲ. 디지털 트윈 기술 관련 특허동향과 연구개발 테마477
1. 디지털 트윈 기술 관련 특허 동향477
1-1. 디지털 트윈 기술 특허 동향477
1) 분석 개요477
2) 특허 동향478
(1) 연도별, 출원국별 동향478
(2) 주요 출원국 내외국인 특허 출원 현황479
(3) 주요출원인 현황480
(4) 특허 점유율 분석481
(5) 주요 5개국 기술시장 성장 단계482
1-2. 디지털 트윈 관련 기술 특허 동향484
1) 디지털트윈 생산시스템 특허동향484
(1) 연도별 출원동향484
(2) 국가별 내·외국인 출원현황485
(3) 주요 출원인 분석486
2) 디지털 도로기술 특허 동향487
(1) 연도별 출원 현황487
(2) 주요 기술별 특허 동향488
(3) 주요 5개국 특허출원 동향489
2. 디지털 트윈 기술개발 연구 테마494
2-1. 2022년 추진 디지털 트윈 기술 연구테마494
1) 에너지 디지털 트윈을 위한 고해상도(High Resolution)하이브리드 모델링 프레임워크 개발494
2) 국민 SOC 안전관리를 위한 재난 상황인지 데이터 연계 지원 디지털 트윈 플랫폼 기술 개발497
3) 농·축산시설 탄소 배출량 통합관리를 위한 디지털 트윈 플랫폼 기술 개발502
4) 디지털 트윈 환경에서 센서 음영지역을 해소하기 위한 가상센서 프레임워크 기술 개발508
5) 감정노동자의 정신건강 위험 예측 및 관리를 위한 휴먼 디지털 트윈 기술 개발515
6) 디지털 객체의 다양한 해석 정보 제공을 위한 비착용식 시-촉각 디지털 트윈 플랫폼 기술 개발521
7) 동적 객체 행동 모델링 및 휴먼-사물-공간 상호작용 기반 휴먼 디지털 트윈 기술 개발526
8) AI·데이터 기반 재정·경제 디지털트윈 플랫폼 개발531
9) (총괄·1세부) 지능형 디지털 트윈 연합 운용 및 예측 핵심기술 개발541
10) (2세부) 지능형 디지털 트윈 연합 객체 구성 및 데이터 프로세싱 기술 개발549
11) (3세부) 지능형 디지털 트윈 연합 지원 개방형 서비스 플랫폼 및 저작도구 기술 개발556
12) (총괄·세부1) 대규모 확장성 및 고신뢰 분산 시뮬레이션을 지원하는 제조 디지털 트윈 프레임워크 기술 개발563
13) (세부2) 대규모 CPPS 최적 운용을 위한 국제표준 기반 제조 디지털 트윈 관리 기술 개발569
14) (세부3) 디지털 트윈 연계 활용 기반 제조현장 최적 환경관리 기술 개발573
15) 디지털 지능 트윈 기반 실시간 비대면 심혈관계 질환 예측 및 모니터링 기술개발576
16) 노인 만성 피부 질환 관리를 위한 XR 트윈 기술개발582
17) 연속 혈당 및 라이프로깅 기반 당뇨 관리 XR트윈 기술개발587
18) XR트윈 기반 재활 훈련 콘텐츠 기술개발592
19) 차량 내 전력이용효율 제고를 위한 디지털 트윈 활용 전원체계 최적화기술 개발597
20) 수소버스 연료전지 하이브리드 최적화 기술개발 및 실증599
21) 반도체 공정장비의 디지털트윈 적용을 통한 예지보전 및 가상훈련 서비스 기술 개발604
2-2. 2021년 추진 디지털 트윈 기술 연구테마606
1) 디지털트윈 형상 모델링 지원을 위한 비정형 데이터 기반 3D 모델 자동생성 및 보정 기술 개발606
2) 디지털트윈 기반의 환경설비 운영·유지보수와 안전 증대를 위한 서비스 개발610
3) (총괄) 글로벌 비대면 교육시장 선점을 위한 디지털트윈 기반 K-STEAM 서비스 지원 시스템 개발 및 교육현장 실증614
4) (1세부) 클라우드 기반 비대면 K-STEAM 디지털트윈스쿨 플랫폼 기술개발616
5) (2세부) 비대면 환경에서 디지털 학습역량 증강을 위한 디지털 리터러시 서비스 개발618
6) (3세부) 예체능/실습 영역의 비대면 학습활동지원 디지털트윈스쿨 서비스 개발620
7) 생활 속 안전시설을 위한 IT융합기술 기반 스마트 안전센서 및 운영 시스템 기술 개발622
8) 기능성 작물 적용 디지털 트윈 핵심기술 개발624
9) IoT 센서를 활용한 빅데이터 기반 양·배수장 진단관리시스템 개발 626
10) AI, 빅데이터 기술 활용 태양광 모듈 제조공정 혁신을 통한 품질관리 최적화627
11) 수요 복잡도가 높은 건물 대상 동적 에너지 최적화를 지원하는 디지털 트윈 플랫폼 개발 및 실증630
12) 도심 공동물류 택배터미널 구축/운영기술 개발632
1. 디지털 트윈 개요25
1-1. 디지털 트윈 정의 개념25
1) 디지털 시대의 핵심 키워드, ‘디지털 트윈’25
(1) 디지털 트윈의 개념25
(2) 디지털 트윈의 중요성28
(3) 디지털 트윈의 혁신성29
2) 분야별 디지털 트윈 적용 사례와 내용31
(1) 디지털 트윈 핵심기술과 응용서비스31
(2) 분야별 디지털 트윈 적용 사례와 내용32
(3) 적용 분야별 디지털 트윈이 가져올 변화 전망33
1-2. 사이버물리시스템(CPS)과 디지털 트윈35
1) 사이버물리시스템(Cyber Physical System,CPS)의 개념35
2) 사이버물리시스템(CPS)과 사물인터넷(IoT)38
3) 사이버물리시스템(CPS)과 디지털 트윈40
(1) CPS의 고급형 기술, 디지털 트윈40
(2) 모델링 시뮬레이션(M&S) 기술41
4) 스마트 팩토리와 사이버물리시스템(CPS)43
(1) 스마트 팩토리에서의 사이버물리시스템(CPS)43
(2) 사이버물리생산시스템(CPPS)46
1-3. 메타버스(Metaverse)와 디지털 트윈48
1) 메타버스 기술 개요와 동향48
(1) 메타버스 기술 개요48
(2) 메타버스 5대 핵심기술 개발전략54
2) 메타버스와 자율트윈58
(1) 자율트윈 플랫폼 및 자율트윈 컴퓨팅 기술59
(2) 자율트윈 인터넷 및 보안 기술60
(3) 메타버스 자율트윈(Metaverse for Autonomous Twin) 기술60
2. 디지털 트윈 요소기술 개발동향과 발전방향62
2-1. 디지털 트윈 5대 요소기술별 기술분류62
1) 디지털 트윈 5대 요소기술62
2) 디지털 트윈 5대 요소기술 분류체계와 내용63
2-2. 디지털 트윈 5대 요소기술과 개발동향65
1) 디지털 가상화 기술65
(1) 개요65
(2) 세계 동향65
(3) 국내 동향66
2) 디지털 트윈 동기화 기술67
(1) 개요67
(2) 세계 동향67
(3) 국내 동향68
3) 디지털 트윈 모델링 & 시뮬레이션68
(1) 개요68
(2) 세계 동향69
(3) 국내 동향70
4) 디지털 트윈 연합 기술71
(1) 개요71
(2) 세계 동향71
(3) 국내 동향71
5) 지능형 디지털 트윈 서비스 기술72
(1) 개요72
(2) 세계 동향72
(3) 국내 동향72
2-3. 디지털 트윈 기술발전 단계와 전망73
1) 디지털 트윈 기술발전 5단계(LEVEL)73
2) 디지털 트윈 핵심기술 발전전망74
2-4. 국내외 기술수준 및 표준화 동향77
1) 국내외 기술수준 비교77
(1) 국내 기술수준과 경쟁력77
(2) 국내 보유자원(역량) 평가78
2) 국내외 표준화 동향79
(1) 세계 표준화 동향79
(2) 국내 표준화 동향82
3. 국내외 디지털 트윈 관련 시장과 주요국 정책동향83
3-1. 국내외 디지털 트윈 시장규모와 주요기업 동향83
1) 국내외 디지털 트윈 시장규모와 전망83
(1) 세계 디지털 트윈 시장규모83
(2) 국내 디지털 트윈 시장규모84
2) 국내외 디지털트윈 주요기업 동향84
(1) 세계 디지털 트윈 주요기업 동향84
(2) 국내 디지털 트윈 주요기업 동향88
3-2. 세계 주요국 디지털 트윈 정책 추진 동향91
1) 미국91
2) 유럽(EU)91
(1) EU91
(2) 영국92
(3) 독일92
(4) 기타(네덜란드·그리스)93
3) 아시아, 오세아니아93
(1) 중국93
(2) 일본93
(3) 싱가포르93
(4) 호주94
4. 디지털 트윈 관련 연관 기술 동향과 전망95
4-1. 5G/6G, 위성통신 산업 동향과 전망95
1) 개요95
(1) 정의 및 표준화 동향95
(2) 5G 핵심기술 개요97
(3) 5G 핵심 서비스100
(4) 주요국 간 5G 기술경쟁 동향103
2) 5G 시장동향과 전망107
(1) 주요국 5G 시장 동향107
(2) 5G Network 최근동향과 전망110
3) 5G 특화망, POST 5G, 6G 개발동향과 전망118
(1) 5G 특화망(Private 5G, Local 5G, 이음 5G) 동향과 전망118
(2) 6G 기술 동향 및 도입 전망122
4) 6G 시대를 준비하는 위성통신기술 발전전략124
(1) 위성통신산업 개요124
(2) 초소형위성개발 동향135
4-2. 메타버스산업 동향과 전망139
1) 메타버스 등장과 혁신 전망139
(1) 메타버스의 등장과 변화139
(2) 메타버스 활용과 비즈니스 동향140
2) 메타버스 산업 동향과 전망142
(1) 메타버스 주요기업 동향142
(2) 국내 메타버스 시장전망과 정책동향147
(3) 메타버스 시장전망148
(4) AR/VR 디바이스 시장 전망156
4-3. IOT, 빅데이터, 컴퓨팅기술과 시장동향160
1) 지능형 사물인터넷(AIoT) 동향과 전망160
(1) AIoT 개념과 발전 방향160
(2) AIoT 디바이스 개발 동향161
(3) 사물인터넷 지능 기술 개발 동향163
(4) 사물인터넷 시장 트랜드와 전망166
2) 빅데이터 동향과 전망173
(1) 빅데이터의 개념과 기반 기술173
(2) 빅데이터 플랫폼 산업 동향175
(3) 빅데이터 분석 솔루션 산업 동향179
3) 클라우드 동향과 전망183
(1) 클라우드 컴퓨팅 개요183
(2) 클라우드 시장 동향과 전망186
(3) 클라우드 서비스 기업 동향192
4) 에지컴퓨팅 동향과 전망194
(1) 에지컴퓨팅 부상 배경과 특징194
(2) 에지컴퓨팅 기술 요소와 발전 동향196
(3) 국내·외 에지컴퓨팅 산업 동향200
Ⅱ. 디지털 트윈 기술 응용, 서비스 개발동향과 전망205
1. 응용분야별 디지털 트윈 기술개발, 사업화 동향과 전망205
1-1. 제조업 디지털 트윈기술 개발동향과 전망205
1) 디지털 트윈 기술과 스마트 제조(팩토리)205
(1) 제조공정의 디지털 트윈205
(2) 사이버물리생산시스템(CPPS)과 디지털 트윈209
(3) 스마트 팩토리에서의 사이버물리시스템(CPS)210
2) 메타버스, XR기술과 스마트 제조(팩토리)213
(1) 메타버스 기술 주요 이슈213
(2) 산업 영역에서 메타버스의 의의216
(3) 제조업 분야 XR(VR·AR) 기반 교육훈련 사례217
3) 제조분야 디지털 트윈 개발 동향과 사례220
(1) 국내외 주요기업 운영사례220
(2) 이음5G기반 디지털트윈 활용 지능형공장 고도화224
(3) 디지털트윈 기반 ‘가상협업공장’을 구축 사업226
1-2. 스마트도시(시티)의 디지털 트윈기술 개발동향과 전망228
1) 스마트도시(시티) 개념과 밸류체인228
(1) 스마트시티 정의228
(2) 스마트시티 밸류체인230
2) 스마트시티 플랫폼 개요와 시장, 기술동향232
(1) 스마트시티 플랫폼 개요232
(2) 스마트시티 플랫폼 시장 동향233
(3) 스마트시티 플랫폼 기술 동향234
(4) 국내외 스마트시티 플랫폼 사례242
3) 글로벌 디지털 트윈 스마트도시(시티) 주요 사례243
(1) 싱가포르, ‘버추얼 싱가포르’243
(2) 영국, ‘국가 디지털 트윈(National Digital Twin, NDT)’245
(3) 중국, 항저우 ‘시티 브레인’ 프로젝트248
(4) 호주, 공간정보기반(Spatial Data Infrastructure, SDI) 디지털 트윈249
4) 국내 디지털 트윈 스마트도시(시티) 주요 사례251
(1) 세종시 도시행정 디지털트윈 프로젝트251
(2) 인천시, ‘인천 디지털트윈 플랫폼’ 공개258
5) 스마트시티 해외 진출 전략259
(1) K-City 네트워크260
(2) 스마트도시 ODA 사업262
1-3. 의료산업 디지털 트윈(메디칼 트윈) 개발동향과 전망264
1) 의료산업의 디지털 트윈(메디칼 트윈)264
(1) 개념264
(2) 의료분야 디지털 트윈 활용을 위한 조건264
2) 메디칼 트윈의 활용분야265
(1) 중증환자 실시간 모니터링266
(2) 진료방법의 시뮬레이션268
(3) 의료인 훈련269
(4) 병원운영 최적화269
(5) 장기 질병환자의 주치의 보조270
3) 메디칼 트윈 개발 주요기업 동향271
(1) 메디칼 트윈의 기대 효과271
(2) 주요 활용 사례와 기업동향272
4) 메디칼 트윈관련 주요 기술 개념과 동향275
(1) XR융합(메타버스)와 메디칼 트윈, 의료 메타버스275
(2) 가상환자(Virtual patient), 디지털 환자(digital patient)278
(3) 스마트병원, 가상병원 279
5) 국내 메디칼 트윈 개발 정책동향280
1-4. 물관리(댐, 하천) 분야 디지털 트윈 개발동향282
1) 수자원(물) 관리와 디지털 트윈 사업 개요282
2) 디지털 트윈 댐 안전관리 플랫폼 1단계 시범사업283
(1) 사업 개요283
(2) 주요 성과284
3) 디지털 트윈 유역 물 관리 플랫폼(K-Twin SJ) 시범 구축285
(1) 섬진강 유역 디지털 트윈 구축사업 개요285
(2) 섬진강 유역 디지털 트윈 세부 기술과 플랫폼286
1-5. 조선산업 디지털 트윈 개발 동향290
1) 디지털 트윈 선박 통합플랫폼 중요성290
2) 디지털 트윈 선박 구축개념도291
3) 디지털트윈선박 통합플랫폼 구축 방안293
4) 조선업 디지털 트윈 개발 사례와 동향295
(1) 해외 디지털트윈 선박 대응동향295
(2) 국내 디지털트윈 선박 개발 사례297
2. 디지털 트윈 응용, 융합 서비스별 핵심기술 개발전략과 전망300
2-1. 디지털 트윈 응용·확산 13대 분야별 세부기술과 발전전망300
1) 의료·헬스케어300
(1) 의료·헬스케어분야 5대 요소기술 세부내용300
(2) 현상과 발전전망301
2) 웰니스302
(1) 웰니스분야 5대 요소기술 세부내용302
(2) 현상과 발전전망303
3) 스마트시티304
(1) 스마트시티분야 5대 요소기술 세부내용304
(2) 현상과 발전전망306
4) 교통·모빌리티307
(1) 교통·모빌리티분야 5대 요소기술 세부내용307
(2) 현상과 발전전망309
5) 농축수산·환경311
(1) 농축수산·환경분야 5대 요소기술 세부내용311
(2) 현상과 발전전망313
6) 제조314
(1) 제조분야 5대 요소기술 세부내용314
(2) 현상과 발전전망316
7) 해양318
(1) 해양분야 5대 요소기술 세부내용318
(2) 현상과 발전전망320
8) 건설·토목321
(1) 건설·토목분야 5대 요소기술 세부내용321
(2) 현상과 발전전망322
9) 유통·물류323
(1) 유통·물류분야 5대 요소기술 세부내용323
(2) 현상과 발전전망325
10) 에너지326
(1) 에너지분야 5대 요소기술 세부내용326
(2) 현상과 발전전망329
11) 국방331
(1) 국방분야 5대 요소기술 세부내용331
(2) 현상과 발전전망332
12) 재난안전333
(1) 재난안전분야 5대 요소기술 세부내용333
(2) 현상과 발전전망333
13) 생활안전335
(1) 생활안전분야 5대 요소기술 세부내용335
(2) 현상과 발전전망336
2-2. 디지털 트윈 기반 융합 서비스 기술 전망과 로드맵338
1) 디지털 트윈기반 융합서비스 분야별 기술 수준(성숙도)338
(1) 디지털 트윈 기술 수준(성숙도) 정의와 분류338
(2) 디지털 트윈 융합서비스 분야별 기술 수준 평가와 기술 요구사항339
2) 디지털 트윈기반 융합서비스 분야별 핵심기술과 로드맵342
(1) 재난안전 분야342
(2) 농축수산 분야345
(3) 스마트시티 분야347
(4) 디지털 에너지 분야350
(5) 의료 분야353
(6) 제조 분야356
(7) 사이버보안 분야359
3) 디지털 트윈 기술 발전 방향361
3. 국내 디지털 트윈 실증, 시범사업 동향과 추진전략362
3-1. 디지털 트윈 주요 추진 성과와 계획362
1) 2022년 주요 추진 성과 발표362
(1) 과학기술정보통신부, ‘2022 디지털 트윈 커넥트 데이’362
(2) 산업통상자원부, 지식서비스 R&D 우수사례 발표363
(3) 국토부, 환경부, 홍수예방용 디지털 트윈에 3D공간정보 공유 365
2) 2023년 주요 추진 사업 계획366
(1) 중소벤처기업부, 메타버스팩토리 구축 지원366
(2) 산업부, ‘가상 협업공장’ 구축367
(3) 과기부, XR트윈, 디지털 치료제 기술개발사업368
3-2. 디지털 트윈 국토 시범사업(국토부, LX)371
1) 시범사업 개요371
2) 2차 디지털 트윈국토, 7개 시범사업 선정(2022)371
3) 1차 디지털 트윈국토, 10개 시범사업 선정(2021)373
3-3. 디지털 트윈 실증, 공공선도사업(과기부, NIPA)377
1) 2022년 디지털 트윈 실증사업(3개 실증, 15개 세부사업)377
(1) 사업 개요377
(2) 선정 과제와 내용379
2) 5G기반 디지털 트윈 공공선도 사업(2020)380
(1) 사업 개요380
(2) 2020년 선정 내용381
3) 5G기반 디지털트윈 공공선도 사업(2021)383
(1) 5G기반 디지털트윈 시설물 안전 실증사업383
(2) 5G 기반 디지털트윈 제조산업 적용 실증사업385
4. 국내 디지털 트윈 육성, 지원 정책 동향388
4-1. 디지털 트윈 활성화 전략388
1) 개요388
(1) 세계는 지금 ‘디지털 大전환’ 시대388
(2) 디지털뉴딜과 디지털 트윈389
2) 디지털 트윈 활성화 전략 비전 및 목표390
3) 중점 추진과제391
(1) 산업 성장기반 조성391
(2) 대규모 선도 시장 창출395
(3) 기술경쟁력 강화401
(4) 표준화·제도개선403
4) 디지털 트윈 전략으로 그리는 미래상408
(1) 산업 성장기반 조성408
(2) 대규모 선도시장 창출408
(3) 글로벌 기술경쟁력 강화408
(4) 표준화와 제도개선408
(5) 민간 중심 미래형 디지털 트윈 생태계 구축409
5) 추진일정 및 소요예산410
6) 주요 부처별 디지털 트윈 사업 현황411
4-2. 디지털 트윈 기술, K-로드맵412
1) 개요412
(1) 로드맵 수립배경412
(2) 로드맵 수립방향413
2) 기술로드맵 수립414
(1) 비전 및 목표414
(2) 13대 분야별 핵심이슈와 대응 기술 요소415
(3) 로드맵 대상 기술 과제와 내용426
3) 13대 분야별 연차별 세부기술 로드맵(2023-2030)438
(1) 연차별 목표 서비스·제품438
(2) 13대 분야별 세부 핵심기술441
4-3. 산업 AI 내재화 전략443
1) 전략 개요443
(1) 추진 배경443
(2) 글로벌 동향445
2) 국내 현황 및 문제점448
(1) (현황) 산업 DX 수준이 저조하며, 특히 산업 AI 활용은 미미448
(2) (현황) 산업 분야를 주도하는 국내 공급기업 無449
(3) (문제점) 수요기업(DX 주체)의 디지털 기반·역량·인식 부족450
(4) (문제점) 공급기업(DX 조력)이 성장하기 어려운 비즈니스 환경450
(5) (문제점) 그간 정부 정책은 산업 DX 가속화보다 양적 목표 달성에 치중451
3) 향후 정책 추진방향452
(1) 향후 추진방향452
(2) 비전 및 추진 전략453
4) 세부 추진 과제454
(1) AI 내재화 + 공급산업 육성454
(2) 수요기업 AI 활용 역량 강화459
(3) 민간 주도 DX 생태계 조성463
5) 추진체계 및 향후 일정471
(1) 추진체계471
(2) 향후 일정472
Ⅲ. 디지털 트윈 기술 관련 특허동향과 연구개발 테마477
1. 디지털 트윈 기술 관련 특허 동향477
1-1. 디지털 트윈 기술 특허 동향477
1) 분석 개요477
2) 특허 동향478
(1) 연도별, 출원국별 동향478
(2) 주요 출원국 내외국인 특허 출원 현황479
(3) 주요출원인 현황480
(4) 특허 점유율 분석481
(5) 주요 5개국 기술시장 성장 단계482
1-2. 디지털 트윈 관련 기술 특허 동향484
1) 디지털트윈 생산시스템 특허동향484
(1) 연도별 출원동향484
(2) 국가별 내·외국인 출원현황485
(3) 주요 출원인 분석486
2) 디지털 도로기술 특허 동향487
(1) 연도별 출원 현황487
(2) 주요 기술별 특허 동향488
(3) 주요 5개국 특허출원 동향489
2. 디지털 트윈 기술개발 연구 테마494
2-1. 2022년 추진 디지털 트윈 기술 연구테마494
1) 에너지 디지털 트윈을 위한 고해상도(High Resolution)하이브리드 모델링 프레임워크 개발494
2) 국민 SOC 안전관리를 위한 재난 상황인지 데이터 연계 지원 디지털 트윈 플랫폼 기술 개발497
3) 농·축산시설 탄소 배출량 통합관리를 위한 디지털 트윈 플랫폼 기술 개발502
4) 디지털 트윈 환경에서 센서 음영지역을 해소하기 위한 가상센서 프레임워크 기술 개발508
5) 감정노동자의 정신건강 위험 예측 및 관리를 위한 휴먼 디지털 트윈 기술 개발515
6) 디지털 객체의 다양한 해석 정보 제공을 위한 비착용식 시-촉각 디지털 트윈 플랫폼 기술 개발521
7) 동적 객체 행동 모델링 및 휴먼-사물-공간 상호작용 기반 휴먼 디지털 트윈 기술 개발526
8) AI·데이터 기반 재정·경제 디지털트윈 플랫폼 개발531
9) (총괄·1세부) 지능형 디지털 트윈 연합 운용 및 예측 핵심기술 개발541
10) (2세부) 지능형 디지털 트윈 연합 객체 구성 및 데이터 프로세싱 기술 개발549
11) (3세부) 지능형 디지털 트윈 연합 지원 개방형 서비스 플랫폼 및 저작도구 기술 개발556
12) (총괄·세부1) 대규모 확장성 및 고신뢰 분산 시뮬레이션을 지원하는 제조 디지털 트윈 프레임워크 기술 개발563
13) (세부2) 대규모 CPPS 최적 운용을 위한 국제표준 기반 제조 디지털 트윈 관리 기술 개발569
14) (세부3) 디지털 트윈 연계 활용 기반 제조현장 최적 환경관리 기술 개발573
15) 디지털 지능 트윈 기반 실시간 비대면 심혈관계 질환 예측 및 모니터링 기술개발576
16) 노인 만성 피부 질환 관리를 위한 XR 트윈 기술개발582
17) 연속 혈당 및 라이프로깅 기반 당뇨 관리 XR트윈 기술개발587
18) XR트윈 기반 재활 훈련 콘텐츠 기술개발592
19) 차량 내 전력이용효율 제고를 위한 디지털 트윈 활용 전원체계 최적화기술 개발597
20) 수소버스 연료전지 하이브리드 최적화 기술개발 및 실증599
21) 반도체 공정장비의 디지털트윈 적용을 통한 예지보전 및 가상훈련 서비스 기술 개발604
2-2. 2021년 추진 디지털 트윈 기술 연구테마606
1) 디지털트윈 형상 모델링 지원을 위한 비정형 데이터 기반 3D 모델 자동생성 및 보정 기술 개발606
2) 디지털트윈 기반의 환경설비 운영·유지보수와 안전 증대를 위한 서비스 개발610
3) (총괄) 글로벌 비대면 교육시장 선점을 위한 디지털트윈 기반 K-STEAM 서비스 지원 시스템 개발 및 교육현장 실증614
4) (1세부) 클라우드 기반 비대면 K-STEAM 디지털트윈스쿨 플랫폼 기술개발616
5) (2세부) 비대면 환경에서 디지털 학습역량 증강을 위한 디지털 리터러시 서비스 개발618
6) (3세부) 예체능/실습 영역의 비대면 학습활동지원 디지털트윈스쿨 서비스 개발620
7) 생활 속 안전시설을 위한 IT융합기술 기반 스마트 안전센서 및 운영 시스템 기술 개발622
8) 기능성 작물 적용 디지털 트윈 핵심기술 개발624
9) IoT 센서를 활용한 빅데이터 기반 양·배수장 진단관리시스템 개발 626
10) AI, 빅데이터 기술 활용 태양광 모듈 제조공정 혁신을 통한 품질관리 최적화627
11) 수요 복잡도가 높은 건물 대상 동적 에너지 최적화를 지원하는 디지털 트윈 플랫폼 개발 및 실증630
12) 도심 공동물류 택배터미널 구축/운영기술 개발632