심센터 포트폴리오로 포괄적인 엔지니어링 문제 해결 돕는다
지멘스 PLM 소프트웨어(http://www.siemens.com/plm)는 4월 6일~7일 '테스트 & CAE 심포지엄 2017'을 개최했다. 이번 행사에서는 지멘스 PLM 소프트웨어의 1D 및 3D 시뮬레이션과 테스트 등 엔지니어링 솔루션에 대한 새로운 기술과 시장 트렌드, 고사객례 등이 소개되었다.
■ 정수진 편집장 sjeong@cadgraphics.co.kr
CAE를 제품 계획 단계부터 사용하면 창의적인 디자인을 할 수 있어, 제조 혁신을 위한 주요 기술로 인식되고 있다. 복잡하고 스마트한 연결 제품이 확산되면서 산업이 급격한 변화를 겪고 있는 가운데, 지멘스 PLM 소프트웨어는 제품 개발과정의 모든 단계에서 더욱 정확하게 제품의 성능을 예측한다는 ‘예측 엔지니어링 분석(Predictive Engineering Analysis)’ 비전을 선보이면서 1D, 3D, CFD, 테스트 솔루션으로 제품 개발의 각 단계에서 체계적인 데이터 관리를 추구하고 있다.
이번 ‘테스트 & CAE 심포지엄 2017’에서는 1D CAE, 3D CAE, 테스트 등 다양한 영역에서 지멘스의 심센터 포트폴리오 전반에 대한 소개 및 실제 활용사례의 발표가 진행되었다.
엔지니어의 역할 변화, 포괄적인 문제 해결 능력이 필요하다
지멘스 PLM 소프트웨어 STS부문 김두현 대표는 인더스트리 4.0과 사물인터넷(IoT) 등 변화의 흐름 속에서 엔지니어와 엔지니어의 역할 변화에 대해 짚었다. 그는 “다양한 기술 및 사회 요인에 따라 앞으로 10년간은 과거 30년 이상의 변화를 겪을 것으로 보인다”면서 “이 가운데 엔지니어링 등 전문분야에 대한 수요는 꾸준히 이어질 것”이라고 전망했다.
한편으로 엔지니어링 기술 및 역할에는 새로운 흐름에 대한 대응도 요구된다. 방대한 양의 데이터에 기반하는 엔지니어링 작업이 확대됨에 따라 인지능력, 시스템 기술, 복잡한 문제의 해결 능력 등이 엔지니어의 스킬로서 필요해진다는 것이 김두현 대표의 설명이다. 지멘스 PLM 소프트웨어는 디지털 스레드, 통합, 공동 작업 환경 등을 미래 제품 개발의 핵심 요소로 보고 있다. 서로 연결되고 종합적인 성능을 갖춘 ‘스마트 연결 제품’이 확산되면서 제품 개발 프로세스의 각 단계와 영역별로 다양한 교차점이 발생한다. 이에 따라 하나의 분야에만 집중해서는 혁신 제품을 만들기가 어려워질 것으로 보인다.
협업이 갈 수록 중요해지고 복잡한 문제를 해결하는 능력이 요구됨에 따라, 시스템 엔지니어링을 위한 기술과 의사결정 능력, 시장 트렌드를 읽는 시각이 엔지니어에게 요구된다. 김두현 대표는 ‘예측 엔지니어링 분석’을 실현하려면 ▲제품 예측에 사용할 수 있는 다단계의 정교한 모델을 만들고 ▲시스템 단위의 종합적 성능에 대해 해석과 예측을 수행하며 ▲제품 개발과 사용 환경에 동기화된 모델로 진화시키는 동시에 ▲새로운 설계 방향 및 대책을 수립해야 한다고 설명했다.
▲ 심센터 포트폴리오는 시스템 엔지니어링을 위한 포괄적인 해석과 검증을 통해 '예측 엔지니어링 분석'을 가능하게 한다.
예측 엔지니어링으로 새로운 제품 개발 트렌드에 대응
제품 개발 환경은 기계 컴포넌트에서 스마트 시스템 개발로 변화하고 있다. 새로운 혼합재료 및 복합재료의 사용이 확산되고 있으며, 매스 커스터마이제이션(대량 맞춤생산) 및 개인화도 트렌드이다. 인터넷을 통한 일대 일 연결에서 나아가 사물인터넷 및 ‘시스템의 시스템(System of Systems)’로 변화도 빨라진다. 이러한 변화 속에서 제조기업의 전통적 과제인 TCQ(Total Cost of Quality : 전사적 품질 관리)를 달성하는 것이 더욱 어려워지고 있다.
지멘스 PLM 소프트웨어의 거트 사블론(Gert Sablon) 비즈니스 개발 디렉터는 예측 엔지니어링 분석을 위한 지멘스의 심센터(Simcenter) 포트폴리오를 소개했다. 많은 제조기업에서 제품 개발을 위해 1D/3D 시뮬레이션, CFD, 테스트를 사용하고 있는데, 이들 작업은 각 영역의 전문가가 분산된 조직에서 진행하며 따라서 데이터도 분산된다. 심센터는 다양한 시뮬레이션 데이터와 프로세스를 효율적으로 통합 및 조직화하도록 돕는 것이 목적이다. 이를 통해 실제 제품의 형상 및 기능을 동일하게 구현한 ‘디지털 트윈’을 더욱 정교하게 만들 수 있다.
사블론 디렉터는 “나아가 심센터는 시스템 주도의 제품 개발을 지원한다. 시스템 목업, 심센터 포트폴리오, 멀티 도메인 추적성/변경/컨피규레이션 관리 등 세 가지 레이어를 결합해 제품의 다양한 거동을 탐색할 수 있다”면서 “심센터의 진짜 강점은 다양한 컴포넌트의 결합에서 나온다. CFD-1D 코시뮬레이션이나 CFD-NVH 코시뮬레이션, 테스트와 시뮬레이션의 연계 등을 통해 더욱 정확하고 강력한 시뮬레이션을 수행할 수 있다”고 설명했다.
예측 엔지니어링 분석을 위한 심센터의 주요 포트폴리오는 다음과 같다.
■ STAR-CCM+ : CFD로 액체나 기체의 유동을 분석/예측한다. 포드는 자동차의 공기역학 성능을 최적화하는데 STAR-CCM+를 사용했으며, 중공업과 조선 산업 등에서도 CFD로 혁신적인 제품 성능의 개선이 가능했다.
■ 심센터 3D(Simcenter 3D) : NX 나스트란에 바탕을 둔 심센터 3D는 스탠드얼론 FEA 솔버를 탑재했다. 제조 프로세스 및 스프링백 효과 시뮬레이션이나 위상 최적화 등 복합재/적층제조를 위한 기술도 제공한다.
■ LMS 이매진랩 아메심(LMS Imagine.Lab Amesim) : 1D 시뮬레이션 소프트웨어로, 다양한 분야의 1D 시뮬레이션 및 리얼타임 제어 시뮬레이션이 가능하다. 최근에는 3D CAD 모델에서 1D 스케치를 생성하는 기능을 선보였고 HPC 성능도 높였다.
■ LMS 테스트랩(LMS Test.Lab), LMS SCADAS : 다양한 테스트 데이터를 획득하고 종합적인 통합 테스트 및 데이터 관리 기능을 제공하는 솔루션이다.
■ HEEDS : 스크립트를 통한 자동 설계 탐색을 위한 솔루션이다.
■ 팀센터(Teamcenter) : 모델 및 데이터 관리를 위한 PLM 솔루션으로, 시스템 엔지니어링을 가능하게 한다.
한편 지멘스 PLM 소프트웨어는 LMS 및 씨디어댑코의 엔지니어링 서비스 역량을 통합해 제품 개발 전반을 지원하는 심센터의 엔지니어링 서비스를 제공하며, 토큰 기반의 유연한 라이선스 모델을 통해 사용한 만큼 비용 지출이 가능하다고 설명했다.
▲ 심센터 3D에 생산 공정에 대한 해석이나 위상최적화 등 다양한 신기능이 추가되었다.
▲ 심센터 포트폴리오는 시뮬레이션 결과 검증을 위한 테스트, 테스트 효율을 높이기 위한 시뮬레이션, 테스트와 시뮬레이션의 결합 등 다양한 방법으로 연계가 가능하다.
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