포항산업과학연구원(RIST: Research Institute of Industrial Science and Technology)은 혁신기술 개발로 포스코그룹과 국가 산업 발전을 견인하는 실용화 전문 연구기관이다. 1987년 포스코의 자본으로 설립한 이래 국내 최초로 산(POSCO)-학(POSTECH)-연(RIST) 협력체계를 구축하여 실용화 기술개발의 산실로 자리매김했다. 설립 초기에는 차세대 제철 기술 상용화에, 2000년대에는 특수 소재 및 환경에너지로 연구 분야를 확대해 왔으며, 현재는 미래 핵심산업인 이차전지 소재 및 수소 분야 그리고 스마트 안전 분야에서 새로운 성장동력을 발굴하고 있다.

이차전지 소재 사업은 전기차 성장과 더불어 급속하게 성장하고 있으며, 특히 포스코그룹에서는 이차전지용 양극재 시장에 적극적으로 투자 중이다. 아울러 포항산업과학연구원은 글로벌 이차전지 소재의 원가경쟁력 확보에 기여하기 위해 2020년부터 과학기술정보통신부에서 추진 중인 XR 플래그십 프로젝트 지원사업 중에서 ‘XR 기반 제조 설비 디지털 운영 시스템 구축’ 프로젝트에 올해까지 참여 중이다.

포항산업과학연구원은 국내 제조업 분야에서 디지털 트윈 마지막 단계인 지능형 디지털 트윈까지 구현한 사례가 없어 이차전지 양극재 공정을 대상으로 3년이라는 짧은 시간 내에 기술을 검증하는 미션이 부담스러웠다. 그러나 본 프로젝트에 참여하는 기관(KETI, ETRI) 및 솔루션 전문기업(온메이커스, 버넥트, 스텐스)과의 협업을 통해 빠른 기간 내에 완성도 높은 솔루션을 검증할 수 있었다.

현재 연결형-시뮬레이션-지능형 트윈 3단계 중에서 지능형 트윈 단계를 수행 중에 있다. 2020년도 연결형 트윈 단계에서는 제조공간 복제 가시화, XR(Extended Reality) 기반 원격협업 및 교육훈련 솔루션 등을 이차전지 양극재제조공정에 실증을 하였으며, 2021년도에는 양극재 공정을 모사할 수 있는 시뮬레이션 트윈을 구현하여 트윈 모델과 실제 설비 간의 간격을 줄이기 위한 지능형 트윈 기술을 개발 중이다.

디지털 뉴딜 사업에 참여하기 전에는 공정에서 발생하는 문제를 해결하기 위한 기술 개발에 초점을 맞추었다면, 디지털 뉴딜 사업에 참여하면서 디지털 전환이라는 거대한 흐름에 맞추어 당면한 문제를 해결하기 위한 수단으로 빅데이터, AI, 네트워크, 플랫폼 등 최근 각광받는 디지털 솔루션을 자연스럽게 활용하고, 관련 솔루션을 가지고 있는 전문기업과의 협업을 통해 빠른 시간 내에 원하는 결과를 얻을 수 있었다.

포항산업과학연구원은 이차전지 소재(양극재) 파일롯 제조 공장에 디지털 트윈 기반 실감기술(XR)을 적용하기 위한 기술개발에 착수한 후 양극재 개발·생산·유지보수에 이르는 제조공정 전 단계에 XR 기술과 디지털 트윈 기술을 실증한 다음 확대해 나갈 계획이다.

설비를 포함해 실제 구축된 제조공간을 복제(스캔)해 3D 가상 제조공간을 구현하고, 제조공간에서 발생하는 실시간 데이터 연동이 가능한 하이브리드 기반의 디지털 트윈을 구축하였으며, 포스코그룹의 아르헨티나 염수리튬공장(해발 4,000m) 지원을 위한 AR(Augmented Reality) 기반 원격협업 솔루션과 교육 훈련 솔루션을 구축하여 데모공장 및 실제 공장에 검증·상용화를 추진 중이다.

포항산업과학연구원은 실용화 전문연구기관으로 단순히 연구개발에서 끝나는 것이 아니라 연구원이 가진 본연의 기술 역량을 바탕으로 우수기술을 자체적으로 사업화하고, 기술 확산을 통한 강소기업 육성에 앞장서고 있다. 이러한 연구원의 분위기로 상용화에 가까운 실용화 연구를 함으로써 좋은 결과를 낼 수 있었다.

디지털 트윈 기술은 기존의 기술들이 해결하지 못한 다양한 문제를 해결하고 각 산업 현장이나 민간 부문에서 새롭게 발굴되는 수요를 충족시킬 수 있는 바, 전문가들은 더욱 많은 기업과 조직이 디지털 트윈 기술을 채택할 것이라고 전망한다. 디지털 경제로의 전환과 관련된 다른 ICT 핵심기술과 마찬가지로 디지털 트윈 기술 역시 코로나19가 성장 견인차의 역할을 할 것으로 기대하고 있다.

국내 환경에서 아직 디지털 트윈 기술은 도입 초기 단계지만 코로나19 이후 급속도로 진행되고 있는 사회·경제의 디지털화에 발맞춰 관련 기술이 급성장할 것으로 예상된다. 따라서 디지털 뉴딜에 참여할 기업들이 국내 시장 환경에 대한 높은 이해를 바탕으로 디지털 트윈 기술을 활용해 생산성을 제고하고 새로운 비즈니스 기회를 창출하는 시도를 지속한다면 코로나19로 시시각각 변화하는 혼돈의 경제 속에서도 새로운 성장 기회가 될 수 있다. 또한 새로운 기술 분야에 프론티어로써 도전한다는 것은 매우 힘든 과정과 시행착오를 겪을 수밖에 없지만, 그러한 경험이 밑바탕이 되어 세상을 보는 시야가 넓어지고, 새로운 분야의 리더그룹으로 성장하게 될 것이라고 내다본다.

앞으로도 포항산업과학연구원은 국내 대표적인 이차전지 제조기업과의 상생 협력을 통한 동반성장을 위해 디지털 트윈 관련 기술 교류를 이어갈 것이며, 이차전지 분야의 글로벌 원가 및 품질 경쟁력 확보에 이바지할 것이다.