디지털트윈(DW) 특허출원 수, 최근 5년간 연평균 성장률 24.5%

공장자동화, 가상제조, 환경·재난재해 연구 등 다양한 산업·사회문제 해결을 위해 실세계를 본떠 가상세계에 이를 구현하는 디지털트윈(DW) 기술 도입이 다양한 영역에서 확산되고 있다.

현실의 문제를 분석·예측해 검증하고 이를 다시 실세계에 반영함으로써 문제를 해결하고 생산성을 높일 수 있어 인공지능(AI), 5G 등과 함께 4차 산업혁명 핵심기술로 주목을 받고 있다.

제조업 분야에도 빠르게 도입되고 있다. CAD(Computer-Aided Design), PLM(Product Lifecycle Management) 및 자동화 플랫폼은 제조 계획·설계를 간소화하는 활용되고 있는데, 디지털트윈은 CAD/PLM 시스템에 직접 연결해 구현한 물리적인 제조시스템의 디지털 모델로 실제 제어 시스템을 사용하는 제조라인을 가상환경에 구현할 수 있다.

그랜드뷰리서치에 따르면 디지털트윈 시장 규모는 2023년 167억5000만달러(약 22조5000억원)에서 연평균 37.5%씩 성장하면서 2030년께 약 1,558억달러(약 210조원)에 이를 것으로 전망된다. 특히 아태지역에서의 성장률은 40%를 넘어설 것으로 예상된다.

관련 기술 특허출원도 크게 늘고 있는 가운데 최근 5년간 한국의 연평균 출원 증가율도 크게 늘어난 것으로 조사됐다. 

15일 주요국 특허청(한국/미국/중국/EU/일본, IP5)에 출원된 특허를 분석한 결과에 따르면, 최근 5년간 한국의 디지털트윈 분야 연평균 출원 증가율은 42.8%로 1위다. 

최근 10년(2011년~2020년) 간 디지털트윈 분야 출원량은 연평균 16.7%씩 증가하면서 4배로 뛰었다. 최근 5년(2016년~2020년) 간 연평균 성장률은 24.5%에 달한다.

출원인들의 국적을 살펴보면 최근 10년간 미국이 29.9%(700건)로 가장 많은 출원을 했다. 이어 중국 21.7%(508건), 일본 18.0%(422건), 한국 10.4%(245건)이 뒤를 이었다. 연평균 성장률은 중국(37.8%), 한국(19.3%), 일본(11.2%), 미국(6.5%) 순이었다.

최근 5년의 연평균 성장률은 한국(42.8%), 중국(30.0%), 미국(23.9%), 일본(14.1%) 순으로 한국이 가장 빠르게 성장한 국가로 조사됐다.

주요 출원인으로는 스트롱 포스(8.7%, 203건), 지멘스(6.6%, 155건), 미츠비시(3.0%, 71건)로 IT강국인 미국과 제조업 강국인 독일·일본이 관련 영역을 주도하고 있었다.

한국 출원인으로는 포스코(0.9%, 22건)가 12위를 차지했다. 삼성(0.4%, 9건)과 전자기술연구원(0.3%, 6건)도 50위 내에 이름을 올렸다.

이 분야 출원은 대체로 기업이 주도(85.7%)하고 있으며 대학(7.2%), 공공(3.7%), 개인(3.4%) 순으로 집계됐다.

한국의 경우 기업의 출원은 64.5%로 다소 낮았으나 대학(13.1%), 공공(11.4%) 및 개인(11.0%) 등 다양한 출원인에 의해 폭넓게 출원되고 있는 것으로 나타났다.

특허청 복상문 스마트제조심사팀장은 “디지털전환(DT)에 선제 대응하고 미래 제조업 경쟁력을 확보하기 위해 디지털트윈 관련 기술개발과 새로운 서비스 도입에 나서야 한다”고 조언했다.