[논문]디지털 트윈, 환경 모니터링 등 디지털·그린 뉴딜 정책 관련 지질자원 유망기술·시장 분석

안은영; 이재욱; 배준희; 김정민

doi:10.9719/eeg.2020.53.5.609

디지털 트윈, 환경 모니터링 등 디지털·그린 뉴딜 정책 관련 지질자원 유망기술·시장 분석
Analysis of Emerging Geo-technologies and Markets Focusing on Digital Twin and Environmental Monitoring in Response to Digital and Green New Deal 원문보기

자원환경지질 = Economic and environmental geology, v.53 no.5, 2020년, pp.609 - 617

안은영 (한국지질자원연구원 미래전략연구센터) , 이재욱 (한국지질자원연구원 미래전략연구센터) , 배준희 (한국지질자원연구원 미래전략연구센터) , 김정민 (한국지질자원연구원 미래전략연구센터)

초록
AI-Helper

4차 산업혁명(industry 4.0)으로 제시되는 지능정보사회 전환 정책 이후, 정부는 2020년 한국형 뉴딜 정책으로 디지털 뉴딜과 그린 뉴딜 정책을 발표하였다. 본 연구는 해당 정책을 분석하고 지질자원 분야 공공연구기관의 정부출연 R&D사업을 분석하였다. 해당 사업 중에서 유망기술 분야로 디지털 트윈, 환경 모니터링에 주목하여 유망기술·시장 분석을 실시하였다. 한국판 뉴딜 종합계획의 '데이터댐'과 관련하여 지질자원 기술 분야에서는 실감기술(AR/VR)을 적용한 디지털 지질자원 콘텐츠 개발, 공공데이터 구축·공유 시스템 개발이 가능하다. '1, 2, 3차 전산업으로 5G, AI 융합 확산'에 대응하여 스마트 마이닝, 디지털 오일 필드 등 ICT와 융합한 지질자원기술의 산업적용이 필요하다. '디지털 트윈'과 관련하여 정부는 도심지 등 주요지역 3D 지도 구축을 제시하고 있다. 지질자원 기술 분야에서는 안전한 국토/시설 관리를 위한 3차원 지도 및 사물인터넷(IoT) 시스템 개발이 가능하다. 그린 뉴딜 정책으로 정부는 자원순환을 포함한 녹색산업 기술개발, CCUS 통합실증, 전기차·수소차 보급 확대를 제시하였으며 한국지질자원연구원은 관련 연구사업 수행 및 국내 에너지 저장광물 개발 연구를 착수했다. 디지털 트윈 관련하여 논문 및 국제 시장분석기관에서 석유가스분야를 제시하고 있으며 광산자동화, 디지털 지도 측면에서도 많은 진전이 일어나고 있다. 디지털 트윈어스(Digital Twin Earth) 구축 또한 지질자원 분야의 유망 기술 분야이다. 디지털 트윈, 환경 모니터링 관련 지질자원 연구 분야는 데이터 분석, 시뮬레이션, 인공지능·기계학습, 사물인터넷(IoT)과 깊은 관련이 있으며, 관련 센서 및 컴퓨팅 소프트웨어/시스템 등 민간 회사와의 협업이 중요하다.

Abstract ▼ AI-Helper

After introducing the industry 4.0 policy, Korean government announced 'Digital New Deal' and 'Green New Deal' as 'Korean New Deal' in 2020. We analyzed Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources (KIGAM)'s research projects related to that policy and conducted markets analysis focused on Digital Twin and environmental monitoring technologies. Regarding 'Data Dam' policy, we suggested the digital geo-contents with Augmented Reality (AR) & Virtual Reality (VR) and the public geo-data collection & sharing system. It is necessary to expand and support the smart mining and digital oil fields research for '5th generation mobile communication (5G) and artificial intelligence (AI) convergence into all industries' policy. Korean government is suggesting downtown 3D maps for 'Digital Twin' policy. KIGAM can provide 3D geological maps and Internet of Things (IoT) systems for social overhead capital (SOC) management. 'Green New Deal' proposed developing technologies for green industries including resource circulation, Carbon Capture Utilization and Storage (CCUS), and electric & hydrogen vehicles. KIGAM has carried out related research projects and currently conducts research on domestic energy storage minerals. Oil and gas industries are presented as representative applications of digital twin. Many progress is made in mining automation and digital mapping and Digital Twin Earth (DTE) is a emerging research subject. The emerging research subjects are deeply related to data analysis, simulation, AI, and the IoT, therefore KIGAM should collaborate with sensors and computing software & system companies.

주제어

표/그림 (5)

그림 Fig. 1. Korean New Deal Master Plan (Interagency association, 2020).
그림 Fig. 2. Virtuality continuum (Milgram and Kishino, 1994).
그림 Fig. 3. Digital Twin (Modified from Qi el al., 2019).
그림 Fig. 4. Digital Oil Field Market Interconnection (Markets and Markets, 2020).
그림 Fig. 5. Digital New Deal & Green New Deal Policy and KIGAM government-supported projects.

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구에서는 지질자원 기술 분야 공공연구기관인 한국지질자원연구원의 최근 3년 종료 및 현재 수행하고 있는 정부출연 연구사업을 대상으로 디지털 뉴딜과 그린 뉴딜 정책과 관련되는 연구사업을 살펴보고, 앞으로 수행해야 할 유망기술 분야로 디지털 트윈과 환경 모니터링에 주목하여 해당되는 기술 분야와 시장 환경을 분석한다. 디지털 트윈은 현실 세계의 디지털 복제품으로 한국판 뉴딜 종합계획의 디지털·그린 융복합 대표과제 중의 하나로 제시되었다.
본 연구에서는 지질자원 기술 분야 공공연구기관인 한국지질자원연구원의 최근 3년 종료 및 현재 수행하고 있는 정부출연사업을 대상으로 디지털 뉴딜과 그린 뉴딜 정책 관련 연구사업을 분석하였다. 그리고 디지털 트윈과 환경 모니터링 분야에 주목하여 해당 분야의 기술 및 시장 동향을 조사하였다(Fig.
European Space Agency (ESA) (2020)에서는 Digital Twin Earth (DTE)라는 이름으로 도전과제를 제시하였다. 이는 지구 모니터링 정보를 기반으로 인공지능, 사물인터넷, 머신러닝, 클라우드 컴퓨터 등의 데이터 분석 기술과 접목하여 지구의 과거, 현재, 미래의 신뢰성 있는 변화 정보를 얻는 것을 목적으로 한다.

제안 방법

한국판 뉴딜 종합계획에서는 10대 대표과제로 디지털 뉴딜에 ① 데이터댐, ② 지능형 정부, ③ 스마트 의료 인프라를 제시하고 있으며 디지털·그린 융복합 과제로 ④ 그린 스마트 스쿨, ⑤ 디지털 트윈, ⑥ 국민안전 SOC 디지털화, ⑦ 스마트 그린 산단, 그린 뉴딜 과제로 ⑧ 그린 리모델링, ⑨ 그린 에너지, ⑩ 친환경 미래 모빌리티를 제시하고 있다. 그리고 디지털 뉴딜 관련 12개 세부과제, 그린 뉴딜 관련 8개 세부과제, 안전망 강화 8개 세부과제로 총 28개 세부과제를 제시하였다.
본 연구에서는 지질자원 기술 분야 공공연구기관인 한국지질자원연구원의 최근 3년 종료 및 현재 수행하고 있는 정부출연사업을 대상으로 디지털 뉴딜과 그린 뉴딜 정책 관련 연구사업을 분석하였다. 그리고 디지털 트윈과 환경 모니터링 분야에 주목하여 해당 분야의 기술 및 시장 동향을 조사하였다(Fig. 5).
그린 뉴딜 관련하여 녹색산업으로 자원순환을 포함한 5대 선도분야의 기술개발을 포함하여 기술실증·생산·판매 융합의 지역거점인 ‘녹색 융합 클러스터’ 구축을 제시하였다.
‘디지털 트윈’과 관련하여 정부는 도심지 등 주요지역 3D 지도 구축을 제시하고 있다. 또한 관련 사항으로 디지털 뉴딜의 SOC 디지털화에는 교통, 수자원, 도시, 물류 등 기반시설 디지털화를 제시하였다. 세부내용으로 지하구조물(15종) 3D 통합지도 구축, 국가하천·저수지 등 원격제어 시스템·실시간 모니터링 체계 구축, 급경사지 등 재해 고위험지역 재난대응 조기경보시스템 설치(510개소) 등을 제시하였다.
본 논문의 2장 1절에서 한국판 뉴딜 정책 분석을 통해 디지털·그린 뉴딜 정책의 전반에 대해 제시하고 외국에서 연구된 가상현실/증강현실(VR/AR), 디지털 트윈의 개념과 일반적인 동향을 제시한다.
세부내용으로 지하구조물(15종) 3D 통합지도 구축, 국가하천·저수지 등 원격제어 시스템·실시간 모니터링 체계 구축, 급경사지 등 재해 고위험지역 재난대응 조기경보시스템 설치(510개소) 등을 제시하였다.
지질자원 기술 분야 공공연구기관인 한국지질자원연구원의 최근 3년 종료과제 및 현재 수행하고 있는 사업에 대해 디지털·그린 뉴딜 정책과 관련성을 분석하여, 해당 내용을 2장 2절과 3절에서 제시한다.

대상 데이터

또한 온실가스 감축을 위해 대규모 CCUS 통합실증·상용화 기반 구축(2023년까지), CO2로 화학원료 등 유용물질 생산 기술개발지원(2024년까지)을 제시하였다.
안전망 강화에는 고용·사회안전망 등 투자에 2025년까지 28.4조원(국비 26.6조원)을 투자한다.

성능/효과

10대 과제 중 디지털·그린 융복합으로 제시한 ‘스마트 그린 산단’에서는 기업간 폐기물 재활용 연계 지원(81개 산단), ‘친환경 미래 모빌리티’에서는 전기차, 수소차 보급 확대를 제시하였다.
(2019)에서도 디지털 트윈의 대표적 적용분야로 석유가스산업을 제시하며 상세 적용 분야로 석유가스 원격 모니터링 및 제어, 자산 관리, 생산 최적화, 장비오작동 감지를 제시하고 있다. Accelerate Market Research (2018)의 광업 자동화 시장, Markets and Markets (2018a, b)의 디지털 지도 시장 및 디지털 오일 필드 시장보고서를 분석한 Ahn (2019)에 따르면 1) 광산 노동자 안전에 대한 요구 증가, 2) 생산력 향상을 위한 요구 증가, 3) 운영비용(먼 지역, 혹독한 환경에 의한 에너지비용 소비) 절감의 이점으로, 광업에서는 신뢰성 있고 효율적인 개발 및 생산을 위해 드론, 자동화 드릴, 자가 운전 광석 운반선, 로봇 보조 등을 적용하여 광산 자동화를 늘리고 있다. Markets and Markets (2018a)에서는 천연자원 평가 및 분석, 탐사 계획, 파이프라인 모니터링, 비상 대응을 위해 석유가스 등 천연자원 분야에서 디지털 지도가 유용하며, 석유가스 등 천연자원의 디지털 지도 시장이 2024년까지 연간 성장률 17.
4장의 결론 및 시사점에서 디지털·그린 뉴딜 정책 관련으로 지질자원 기술 분야 공공연구기관인 한국지질자원연구원의 최근 3년 종료과제 및 현재 수행하고 있는 사업에서 대응하고 있지 못하는, 추가적으로 연구할 수 있는 유망 분야와 향후 연구수행에 대한 시사점을 제시한다.

후속연구

‘깨끗하고 안전한 물 관리체계 구축’과 관련하여 지질자원 기술인 지하수질/수생태계 모니터링 및 기후변화 대응 수자원 확보를 위한 ICT 적용 기술 개발로 대응가능하다.
10대 대표과제 중 ‘스마트 그린 산단’과 관련되어 오염물질 배출 최소화 및 자원/에너지 고생산성의 녹색 공장 실용화/기반 기술 개발, 산업폐기물을 활용한 CO2 광물화 재자원화 기술 개발로 대응할 수 있다.
28개 세부과제 중 ‘녹색 선도 유망기업 육성 및 저탄소/녹색산단 조성’과 관련하여 자원순환 실용화 기술 개발, 오염물질 배출 최소화 및 자원/에너지 고생산성의 녹색공장 실용화/기반 기술 개발, 산업폐기물을 활용한 CO2 광물화 재자원화 기술 개발로 대응할 수 있다.
마지막으로 28개 세부과제 중 ‘R&D/금융 등 녹색혁신 기반 조성’과 관련하여 대규모 CCUS 통합실증/상용화 기반 구축 기술개발, CO2로 유용물질 생산 기술개발, 희소금속 회수/활용 기술 개발로 대응할 수 있다.
지상·수중·공중 센서로부터 취득한 원시 자료를 인간과 컴퓨터가 이해가능한 적절한 고분해능의 공간자료로 변환하는 데 인공지능이 큰 역할을 할 것으로 기대하여, 기후변화·수자원 변동 등의 지구 환경에 대한 불확실성의 해소에 인공지능이 기여할 것으로 보았다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	디지털 트윈과 관련하여 정부는 어떤 구축을 제시하고 있는가?	'1, 2, 3차 전산업으로 5G, AI 융합 확산'에 대응하여 스마트 마이닝, 디지털 오일 필드 등 ICT와 융합한 지질자원기술의 산업적용이 필요하다. '디지털 트윈'과 관련하여 정부는 도심지 등 주요지역 3D 지도 구축을 제시하고 있다. 지질자원 기술 분야에서는 안전한 국토/시설 관리를 위한 3차원 지도 및 사물인터넷(IoT) 시스템 개발이 가능하다.
	정부는 2020년 한국형 뉴딜 정책으로 어떤 정책을 발표하였는가?	4차 산업혁명(industry 4.0)으로 제시되는 지능정보사회 전환 정책 이후, 정부는 2020년 한국형 뉴딜 정책으로 디지털 뉴딜과 그린 뉴딜 정책을 발표하였다. 본 연구는 해당 정책을 분석하고 지질자원 분야 공공연구기관의 정부출연 R&D사업을 분석하였다.
	한국판 뉴딜 종합계획에 따르면 디지털뉴딜과 그린뉴틸에 어느정도의 투자를 할 것으로 전망되고 있는가?	1). 디지털 뉴딜에는 2025년까지 58.2조원(국비 44.8조원) 투자하며 세부내용으로 D.N.A. (Data-Network-AI) 생태계 강화(국비 31.9조원), 비대면 산업 육성(국비 2.1조원), SOC 디지털화(국비 10조원) 등에 투자한다. 그린 뉴딜에는 2025년까지 73.4조원(국비 42.7조원) 투입하며 도시·공간·생활 인프라 녹색 전환(국비 12.1조원), 저탄소·분산형 에너지 확산(국비 24.3조원), 녹색산업 혁신 생태계 구축(국비 6.3조원)에 투자한다. 안전망 강화에는 고용·사회안전망 등 투자에 2025년까지 28.4조원(국비 26.6조원)을 투자한다.

참고문헌 (21)

Accelerate Market Research (2018) Global Mining Automation Market, 157p.
Ahn, E.Y. (2019) Basic Researches in Application and Development of Geological Samples and Geo-technology R&D Policy, 345p.
Ahn, E.Y. and Lee J.W. (2020) KIGAM's Response to the Korean New Deal, KIGAM Policy Issue Report(2020-03), 10p.
Bakker, K. and Ritts, M. (2018) Smart Earth: A metareview and implications for environmental governance. Global Environmental Change, v.52, p.201-211.

상세보기
Barricelli, B.R., Casiraghi, E., and Fogli, D. (2019) ''A Survey on Digital Twin: Definitions, Characteristics, Applications, and Design Implications,'' IEEE Access, 7, p.167653-167671.

상세보기
Digital twin driven smart manufacturing European Space Agency (ESA) (2020) ESA DIGITAL TWIN EARTH CHALLENGE, https://copernicusmasters.com/prize/esa-challenge/#.
Global Market Insights (2019) Digital Twin Market Size By Application (Product Design & Development, Machine & Equipment Health Monitoring, Process Support & Service), By End Use (Manufacturing, Healthcare, Automotive, Aerospace & Defense, Energy & Utility, Infrastructure Buildings, Retail & Consumer Goods), Industry Analysis Report, Regional Outlook, Growth Potential, Competitive Market Share & Forecast, 2019 - 2025, https://www.gminsights.com/industry-analysis/digital-twin-market.
Im, S.W. and Seo, K.W. (2018) AR/VR Technology, KISTEP Technology Trend Brief 2018-09, 27p.
Interagency association (2020) Korean New Deal Master Plan, 122p.
Joppa, L. (2017) AI for Earth: The case for technology investments in the environment, Create an artificialintelligence platform for the planet. Nature, v.552, p.325-328.
Kim, J.J., Ko, D.Y., and Park, J.S. (2018). VR, AR, MRFusion of the real and virtual world. Journal of the Korean Society of Mechanical Engineers, v.58(8), p.35-39.
Markets and Markets (2018a) Digital Map Market, 112p.
Markets and Markets (2018b) Digital Oilfield Market, 210p.
Markets and Markets (2019a) Digital Twin Market by Technology, Type (Product, Process, and System), Industry (Aerospace & Defense, Automotive & Transportation, Home & Commercial, Healthcare, Energy & Utilities, Oil & Gas), and Geography - Global Forecast to 2025, https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/digital-twin-market-225269522.html?gclidCjwKCAjwrcH3BRApEiwAxjdPTfHhalk9fRbX2Qu3wM6HKFolEx3hkeXJ7cY-Uptoh-dgxQwwyKycGhoCmMAQAvD_BwE.
Markets and Markets (2019b) Environmental Monitoring Market by Product (Indoor, Outdoor Monitors (Fixed, Portable), Sensors, Wearables), Component (Particulate, Gas, Temperature, Noise), Sampling Method (Continuous, Active), Application - Global Forecast to 2024, https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/environmental-monitoring-market-216846315.html?gclidCjwKCAjw26H3BRB2EiwAy32zhdJV1a76Jhlv8LDBn_GqhlOASaPQP6DTEW-TUgulKTlMKN8usg_azhoChgEQAvD_BwE.
Markets and Markets (2020) Digital Oilfield Market by Solutions (Hardware, Software & Service, and Data Storage Solutions), Processes (Reservoir, Production, and Drilling Optimizations), Application (Onshore and Offshore), and Region - Global Forecast to 2025, https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/digital-oilfield-market-904.html?gclidCj0KCQjw4f35BRDBARIsAPePBHxTxuzPPb2gjktVPeG-Q-QmHGYz9o2t_85QnNe-So5qBGIdnhWTey0aAvPpEALw_wcB.
Milgram, P. and Kishino, F. (1994) A Taxonomy of Mixed Reality Visual Displays, IEICE Trans. Information Systems, E77-D, 12(12), p. 1321-1329.
Ministry of Science and ICT (2020) New Opportunities, Quality Future Jobs, Digital New Deal, 9p.
Qi, Q., Tao, F., Hu, T., Anwer, N., Liu, A., Wei, Y., Wang, L., and Nee, A.Y.C. (2019) Enabling technologies and tools for digital twin, Journal of Manufacturing Systems, In Press.
Tao, F., Zhang, M., and Nee, A.Y.C. (2019) Digital Twin Driven Smart Manufacturing, Academic Press, 282p.
Yeon, S.H., Kim, H.S., and Kim Y.I. (2019) A Study on Augmented Reality Technology and Application as a Core Services of 5G, Proceedings of 2019 Korea Institute of Information & Telecommunication Facilities Engineering, p.151-154.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증