• The Transactions of the Korea Information Processing Society
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• v.13 no.2
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• pp.26-33
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• 2024

There has been a recent surge of interest in the Digital Twin technology. The Digital Twin is technique for optimizing objects by simulating physical phenomena or objects through computer-based simulations. Currently, single Digital Twin is being developed to optimize processes limited to specific fields, but there is a limitation in that the independent Digital Twins cannot analyze the vast and complex processes of the real world. To overcome this, the concept of federated Digital Twin has been introduced. To date, the federated Digital Twin research has primarily focused on how to optimize macroscopic objects such as cities. However, by leveraging the interconnected nature of twins, existing implementations of the single Digital Twins can be modularized. In this study, we define the concepts and interrelationships of the single Digital Twin and the federated Digital Twin from a functional perspective related to process optimization and design a modularization technique for the single Digital Twin using the federated Digital Twin. Furthermore, this study aims to discuss the proposed methodology's efficacy by designing a model applying modularization to a real-world fabric manufacturing case.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2023.11a
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• pp.138-139
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• 2023

최근에 들어 디지털 트윈에 대한 관심이 급증하고 있다. 디지털 트윈은 컴퓨터 기반 시뮬레이션을 통해 물리적 사물이나 현상을 모사함으로써 대상을 최적화하는 기술이다. 그러나 기존의 독립된 디지털 트윈으로는 현실의 복합적인 상호작용을 분석할 수 없다는 한계가 존재한다. 이를 극복하고자 도입된 개념이 연합 디지털 트윈이다. 본 논문에서는 연합 디지털 트윈의 기술적 정의를 살펴보고, 이를 활용한 디지털 트윈의 모듈화 기법을 제안한다.

• Proceedings of the Korean Society of Disaster Information Conference
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• 2023.11a
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• pp.81-82
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• 2023

디지털 트윈 플랫폼을 적용하여 가동원전의 화재 안전성을 강화시키고자 한다. 원전에 특화된 화재 감지, 진압 설비를 개발하면서 디지털 트윈에 적용하기 위하여 수집해야 할 데이터에 대한 연구를 수행하고 있다. 본 연구에 대해서 원전에 특화된 공기흡입형 감지모듈과 미분무 소화설비를 개발하고 있으며 제품에 대한 DB를 구축하여 디지털 트윈에 적용시키고자 유니티(Unity) 툴을 이용하여 파일럿 규모의 전기실 화재에 대한 모델링을 수행하였다. 추후 실규모의 소방 시스템을 제작하고 적용 가능한 센서를 통해 데이터를 수집할 것이며, 이를 통해 디지털 트윈 플랫폼을 구축하여 CDF 저감에 기여할 것으로 기대된다.

• The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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• v.12 no.6
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• pp.537-546
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• 2019

The paper actualizes the twin camera module system that is portable and very useful for the production of 3D contents. The suggested twin camera module system is a system to be able to display the 3D image after converting the inputted image from 2D stereo camera. To evaluate the performance of the twin camera module suggested in this paper, I assessed the correction of Rotation and Tilt created depending on the visual difference between the left and right stereoscopic image shot by the left and right lenses by using the Test Platform. In addition, I verified the efficiency of the twin camera module system through verifying Depth Error of 3D stereoscopic image by means of Scale Invariant Feature Transform(SIFT) algorithm. I think that if the user utilizes the suggested twin camera module system in displaying the image to the external after converting the shot image into the 3D stereoscopic image and the preparation image, it is possible to display the image in a matched way with an output device fit respectively for different 3D image production methods and if the user utilizes the system in displaying the created image in the form of the 3D stereoscopic image and the preparation image via different channels, it is possible to produce 3D image contents easily and conveniently with applying to lots of products.

• Journal of Broadcast Engineering
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• v.26 no.4
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• pp.377-389
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• 2021

This paper presents a framework design of a digital twin system for a vertical smart farm. In this paper, a framework of digital twin systems establishes three factors: 1) Client 2) IoT gateway, and 3) Server. Especially, IoT gateway was developed using the Eclipse Ditto, which has been commonly used as the standard open hardware platform for digital twin. In particular, each factor is communicating with the client, IoT gateway, and server by defining the message sequence such as initialization and data transmission. In this paper, we describe the digital twin technology trend and major platform. The proposed design has been tested in a testbed of the lab-scale vertical smart-farm. The sensor data is received from 1 Jan to 31 Dec 2020. In this paper, a prototype digital twin system that collects environment and control data through a raspberry pi in a plant factory and visualizes it in a virtual environment was developed.

• Journal of Convergence for Information Technology
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• v.10 no.9
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• pp.1-7
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• 2020

In order to implement a smart factory for manufacturing innovation, more digital twins will be developed and applied gradually. In particular, simulation and optimization of digital twins makes it possible to support critical decision-making like a predictive maintenance of the equipment for manufacturing. In terms of a user perspective, this study suggests the conceptual framework of Digital Twin Management System (DTMS) for supporting the analytical and managerial activities for Digital Twins. We integrate the methods and structure of the area like Manufacturing Engineering, Decision Support Systems, and Optimization for developing the DTMS. The framework suggested in this study shows a typical DSS which consists of dialog management system, model management system and data management system. It also includes Analytical Digital Twins and simulations & optimization module. The framework is being applied in one of the most competitive and complex industrial sector. Also this study is meaningful to suggest a new direction of research.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.25 no.5
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• pp.57-64
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• 2020

In this paper, based on the building's 3D modeling, a digital twin-based building control system using the collection information of wireless sensor box is proposed. The proposed system applies wireless sensors, making sensor modules more expandable and usable, and more intuitive building control possible through three-dimensional modeling. In addition, effective control and visual representation are possible through BIM data. Sensor boxes have been designed for general purpose so that a variety of sensor modules can be added and have been implemented for actual university buildings to demonstrate high availability. The results of this paper could be used to implement a digital twin control platform in the future.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.254-254
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• 2023

도시화로 인한 불투수면 증가에 따른 물 순환 왜곡 현상이 발생하고 있으며, 이에 따라 물관리를 위한 저영향개발 기법이 국내외에서 적극 도입되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 강우입력에 따라 LID 해석이 가능한 저영향개발 디지털트윈 분석 시뮬레이터를 개발하였다. LID DT 분석 모듈은 LID 시설 해석에 특화된 모형으로 시나리오 강우 기반 시뮬레이션 및 실시간 강우량 연동을 통한 모의가 가능하며, LID 시뮬레이션을 위해 개별적으로 활용함과 동시에 실시간 강우량 연계 시뮬레이션이 가능하도록 개발하였다. 유역유출 계산은 SWMM 모형의 비선형 저류방정식을 기반으로 유출해석 및 기본 LID 해석은 EPA SWMM 엔진으로 해석하며 저수지 추적이 요구되는 빗물이용시설의 경우 별도의 모듈을 적용하였으며, SWMM LID 해석 결과의 시설별 상세 결과 표출이 가능하도록 개발하였다. 현재 LID DT 모형의 시범 지구 적용은 세종시 6-4 생활권 해밀마을을 대상으로 하였다. 소유역 24개소, 우수관로 27개소, 소유역 24개소 및 유역면적 51ha로, 총 64개의 LID 시설을 시설형식을 구분하여 소유역별로 적용하였다. LID 시설의 강우 발생일에 대한 첨두유량과 관측 결과를 비교하여 정상 상황과 비정상 상황의 유량 오차 발생 시 점검 경보 알림 기준을 설정하였으며, 이를 통해 LID 시설의 유지보수 정보를 제공할 수 있을 것으로 예상된다. 또한 실시간 강우 모의를 통해 빗물이용시설의 저류조 용량 대비 현재 빗물저류량을 계산하여 빗물이용시설의 빗물저류량에 대한 정보를 제공하여 물부족 발생알림을 제공 가능할 것으로 예상된다. 따라서 LID DT 시뮬레이터에 및 빗물이용시설 운영에 대한 의사결정 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2019.05a
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• pp.5-6
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• 2019

조선 분야에서 디지털 트윈 구현을 위해 개방형 시뮬레이션 플랫폼을 개발 중이며, 시뮬레이션 모델 간의 인터페이스 표준 개발을 위해 기능 목업 인터페이스(FMI)를 사용하고 있다. 본 연구에서는 개방형 시뮬레이션 플랫폼과 기능 목업 인터페이스를 분석하여 에이전트 기반의 시뮬레이션 모델 연동 기술 개발 방안을 제안한다. 첫째로, 기능 목업 인터페스 표준 방식에 따라 에이전트 모델의 인터페이스 표준을 정의하고, 둘째로 에이전트 목업을 통해 기능 목업 인터페이스를 테스트 하며, 셋째로 전자해도 기반의 시뮬레이션 파라미터 조작 환경과 적용모듈을 개발하여 에이전트 모델 연동체계를 구축할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.14-14
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• 2023

산업발전에 따른 인구증가, 기후위기에 따른 가뭄 및 물 부족심화, 그리고 수질오염 등은 2015년 제79차 UN총회의 물 안보측면에서 국제사회의 물 분야 위기관리를 위해 2030년을 지속가능한 발전 목표(Sustainable Development Goals)로 하였다. 또한, 현재 물 산업은 빠르게 성장하고 있으며, 2016년 세계경제포럼(World Economic Forum) 의장 클라우스 슈밥(Klaus Schwab)부터 주창된 제4차 산업혁명로 인해 현재 물 산업의 패러다임 또한 급속히 변화하고 있다. 이는 컴퓨터를 기반으로 하는 CPS(Cyber Physical System) 및 DT(Digital Twin) 연계 분석방식의 혁신을 일컫는다. 2002년경에 DT의 기본개념이 제시되었고, 2006년경에는 Embedded System에서의 DT와 같은 개념으로 CPS의 용어가 등장했다. DT는 현실세계에 존재하는 사물, 시스템, 환경 등을 S/W시스템의 가상공간에 동일하게 모사(Virtualization) 및 모의(Simulation)할 수 있도록 하고, 모의결과를 가상시스템으로 현실세계를 최적화 체계 구현 기술을 말한다. DT의 6가지 기능은 ① 실제 데이터(Live Data), ② 모사, ③ 분석정보(Analytics), ④ 모의, ⑤ 예측(Predictions), ⑥ 자동화(Automation) 이다. 또한, CPS는 대규모 센서 및 액추에이터(Actuator)를 가지는 물리적 요소와 이를 실시간으로 제어하는 컴퓨팅 요소가 결합된 복합시스템을 말한다. CPS는 물리세계에서 발생하는 변화를 감지할 수 있는 다양한 센서를 통해 환경인지 기능을 수행한다. 센서로부터 수집된 정보와 물리세계를 재현 및 투영하는 고도화된 시스템 모델들을 기반으로 사이버 물리공간을 인지·분석·예측할 수 있다. CPS의 6가지 구성요소는 ① 상호 운용성(Interoperability), ② 가상화(Virtualization), ③ 분산화(Decentralization), ④ 실시간(Real-time Capability), ⑤ 서비스 오리엔테이션(Service Orientation), ⑥ 모듈화(Modularity)이다. DT와 CPS는 본질적으로 같은 목적, 내용, 그리고 결과를 만들어내고자 하는 같은 종류의 기술이라고 할 수 있다. CPS 및 DT는 물리세계에서 발생하는 변화를 감지할 수 있으며, 토양-지하수 센서를 포함한 관측기술을 통해 환경인지 기능을 수행한다. 지하수 관측기술로부터 수집된 정보와 물리세계를 재현 및 투영하는 고도화된 시스템 모델들을 기반으로 사이버 물리공간 및 디지털 트윈 공간을 인지·분석·예측할 수 있다. CPS 및 DT의 기본 요소들을 실현시키는 것은 양질의 데이터를 모니터링할 수 있는 정확하고 정밀한 1차원 연직 프로파일링 관측기술이며, 이를 토대로 한 수자원 관련 빅데이터의 증가, 빅데이터의 저장과 분석을 가능하게 하는 플랫폼의 개발이다. 본 연구는 CPS 및 DT 기반 토양수분-지하수 관측기술을 이용한 지표수-지하수 연계, 지하수 순환 및 관리, 정수 운영 및 진단프로그램 개발을 위한 토양수분-지하수 관측장치를 지하수 플랫폼 동시성과 디지털 트윈 시뮬레이터 시스템 개발 방향으로 제시하고자 한다.