4차 산업혁명의 원조 개념인 '인더스트리 4.0'은 7년 전 독일에서 처음 등장했다. 그동안 제조업이 전기공학에 IT를 조합한 자동화에 초점을 맞추었다면, '인더스트리 4.0' 시대 기업들은 이를 한층 더 진화시켜 컴퓨터에 가상(virtual)의 제조 환경을 구축해 미리 제조 과정을 예측·검증한다는 것이 '인더스트리 4.0'의 핵심 개념이다. 가상공간에서 3D 설계를 통해 생산을 미리 검증해 시행착오를 제거하고 불량품을 줄인다는 뜻이다.

이런 3D 설계 프로그램 시장에는 전 세계적으로 '삼총사'라 불리는 기업들이 있다. 1990년대에 보잉과의 협력 이후 자동차, 중공업 등 전 세계 산업의 표준이 된 다쏘시스템의 '카티아(CATIA)', 자동차나 금형 설계에 특화돼 있는 지멘스의 'NX', 휴대폰이나 일부 가전제품 등에 주로 사용되는 미국 PTC의 '프로이(Pro-E)'다.

30여년 가까이 삼총사가 주도하던 3D 설계 프로그램은 최근 대변환기에 놓였다. 가상현실(VR), 인공지능(AI) 등 신기술의 등장과 함께 3D 설계 기술도 이전에는 적용이 어려웠던 분야까지 진출하는 것이다. 대표적인 예가 '디지털 트윈'이다. 디지털 트윈은 기존 컴퓨터 활용 디자인(CAD)과 달리 현실 공간과 사이버 공간이 실시간으로 동기화된다. 수많은 센서를 통해 수집되는 정보를 바탕으로 실제 물리 세계에 존재하는 기계의 상태, 수명 등을 예측할 수도 있다. 이전 CAD 모델은 단순히 실물을 디지털로 구현하는 수준이었지만, 디지털 트윈의 경우 센서와 데이터 분석을 통해 실제 환경에서 어떤 변화가 일어나고 있는지를 알 수 있다. 다쏘시스템이 지난해 싱가포르에 완성한 '트윈시티'도 비슷한 개념이다.

시장조사 업체 가트너는 지난 2017년부터 2019년까지 디지털 트윈 기술을 10대 전략 트렌드 기술로 3년 연속 선정했다. 이 기술이 중장기적으로 전 세계적인 산업 표준으로 자리 잡을 가능성이 크다는 분석까지 나온다. 오는 2020년에는 수십억 개에 달하는 사물에 디지털 트윈이 존재할 것으로 보인다.

또 다른 시장조사 업체인 HNY는 세계 디지털 트윈 시장이 지난해 23억6000만달러 규모에서 2023년까지 연평균 36.69% 성장해 4년 내로 시장 규모가 154억2000만달러에 달할 것이라고 내다봤다.