2016년 초 한국을 강타한 것은 지난 40년간 한국경제를 견인한 조선, 중공업, 석유화학, 플랜트 산업의 우울한 소식이다. 다보스 포
럼에서 4차 산업혁명 도래 소식과 알파고의 인공지능에 대한 일반의 관심이 높아졌다. 그러나 현실에서 아무 것도 달라진 것이 없다. 새로운 디지털 산업 경제 사회에서는 제품은 하드웨어보다 소프트웨어, 서비스 분야가 핵심이다. 우리나라가 주장하는 ICT 인프라는 기본이다. 그것이 바로 비즈니스의 성공을 말해주지 않는다.

새로운 시대의 제품 개발은 과거의 제품 개발과 너무 다르다. 한국 기업은 이제 새로운 디지털 산업에 가능한 빠르게 적응해야 한
다. 그 동안 한국의 먹거리가 하드웨어 중심의 산업이라면 미래의 먹거리는 하드웨어와 소프트웨어 그리고 ICT 서비스가 결합된 산업일 것이다. 이런 새로운 환경에 최적화된 비즈니스가 모델 기반 엔터프라이즈(Model Based Enterprise)라고 할 수 있다.

모델 기반 설계(Model-Based Design) 방식이란 설계하고자 하는 제품이나 시스템 명세서(Specification)로부터 시스템 구성과 알
고리즘을 고안한 후, 이에 따라 자동설계도구를 기반으로 모델링과 시뮬레이션을 수행하고, 반복적인 테스팅(Trial and Error)를 통하여 분석해서 모델을 최적화한 다음에 시스템을 구현(Implementation) 가능하도록 하는 것이다. 모델기반 설계는 설계 사양을 보다 명확하게 정의하고 시스템 개념(Concept)을 테스트할 수 있으며, 보다 신속한 시제작(Prototype)과 소프트웨어를 위해 자동으로 코드를 생성하는데 사용된다. 모델 기반 설계 기술들은 보다 향상된 설계 성과물과 비용 절감을 할 수 있다고 한다.

첫 번째 단계는 문서 중심의 설계이다. 요구사항을 분석하고 설계 사양을 보다 명확하게 정의해서 추상적인 모델링을 만드는 것이다. 정확한 모델링이 나와야 모의 시험과 분석이 유효하기 때문이다. 우리의 문제는 사업이나 프로젝트나 초기에 명확하게 요구사항과 설계 사양을 정의하지 않아서 실패하는 경우가 대부분이다. 경부 고속 철도 당시에 설계 도면이 도착하기도 전에 공사를 시작했다고 한다. 이런 설계 문화를 바꾸는 것이 핵심이다.

두 번째는 자동설계도구를 사용해서 모델링과 시뮬레이션을 수행하고 반복적인 테스트를 통해서 최적화하는 것이다. 우리는 최신 도구를 사용하지 않는다. 새로 배워야 하지만 시간과 노력이 없다. 세 번째는 구현 단계에서 자동화 도구를 사용한다. 예를 들어서
소프트웨어 코드 생성을 통해서 인간의 실수나 고비용과 비효율을 최소화한다. 항공방산 분야나 IT 회사에서 소프트웨어 개발 경험이 있는 사람들은 이러한 모델 기반 설계가 생소하지 않을 것이다. 지난 수십 년간 사용해 온 프로세스이며 현재 변한 것은 컴퓨터의 기술 진화로 더 생산적인 시뮬레이션 도구들이 많이 나왔다는 것이다. 제조업에서 모델 기반 정의(Model-Based Definition)란 생산에 필요한 모든 정보를 3D CAD 모델에 주석을 첨부하는 것이다. 3D CAD 모델의 데이터는 크게 분류하면 형상자료와 텍스트 자료이다. 형상자료에는 3D 형상은 물론 모델 재질의 물성치도 포함된다. 텍스트 자료에는 PMI(Product Manufacturing Information) 자료가 있다. 이것은 최근에 점점 중요해지기 시작하였다.

수명주기(Lifecycle)관점에서 모델기반 엔터프라이즈의 기준 데이터는 3D 모델이지만 기업의 모든 사용자가 3D CAD 모델이나 3D CAE 모델을 사용할 필요는 없다. 3D 모델을 생성하는 인원은 3% 정도이다. 나머지 97%는 사용자이다. 그러므로 3D 스마트 문서가 필요하다. 3D 스마트 문서의 대표적인 주자는 3D PDF이다. 세계의 거의 모든 PC에 PDF 리더가 설치되어 있다. 3D PDF에는 현재MBD 핵심인 PMI 정보도 포함되고 있다. 그러므로 MBE와 3D PDF의 결합은 중요하다. 모델 기반 제품 정보에서 전사적 모델 기반 제품 프로세스로의 확장은 영업, 공급망 관리, 유지보수, 지원, 마케팅, 구매, 치공구 등 모든 기업 활동을 포함되어야 한다.

모델 기반 엔터프라이즈는 모델 기반의 자료관리(Model-Based Definition), 모델 기반의 설계(Model-Based Design), 모델 기반의 개발 프로세스(Model-Based Systems Engineering)를 전사적 수명주기 관점에서 구현하는 것이다. 앞으로는 CAD, CAE, CAM 용어처럼 CA(Computer-Aided) 대신 MB(Model-Based)라는 말이 유행할지도 모른다. 알파고도 모델 기반의 기계 학습(Model-Based Machine Learning) 아닐까 생각해 본다.