문화유산 분야의 이미지 데이터베이스와 활용 사례 (9)   지난 호에서는 목판인쇄가 시작된 삼국시대부터의 목판인쇄물, 고려시대의 팔만대장경, 조선시대의 각종 목판본 고서 자료 수집과 정리의 중요성과 더불어 조선시대 후기부터 개화기까지 상업적 목적으로 크게 유행했던 방각본 데이터베이스 구축의 중요성과 인문학 및 문화유산 분야에서의 연구 및 활용 사례에 관하여 살펴보았다.  이번 호에서는 세계 최초로 금속활자를 만들어 사용했던 금속활자 종주국인 우리나라에 남아있는 금속활자본 고서 데이터베이스를 간단하게 만들어보고, 그 중요성과 과제에 관해서 생각해 본다. 또한 앞으로 발견될 역사, 인문, 문화유산, 예술 분야의 자료에 어떻게 활용될 수 있는지에 관하여 살펴본다.   ■ 연재순서 제1회 이미지 데이터와 데이터베이스의 중요성 제2회 서화, 낙관, 탁본 데이터베이스 제3회 옛 사진 데이터베이스 제4회 한지 데이터베이스 제5회 고지도 데이터베이스  제6회 고서 자형 데이터베이스 제7회 필사본 고서 데이터베이스  제8회 목판본 고서 데이터베이스  제9회 금속활자본 고서 데이터베이스  제10회 근대 서지 데이터베이스  제11회 도자기 데이터베이스 제12회 안료 데이터베이스   ■ 유우식 웨이퍼마스터스의 사장 겸 CTO이다. 동국대학교 전자공학과, 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 경북대학교 인문학술원 객원연구원, 국민대학교 산림과학연구소 상임연구위원, 문화유산회복재단 학술위원이다. 홈페이지 | www.wafermasters.com   그림 1. 조선 세조 5년(1459년)에 간행된 불경 언해서 ‘월인석보’와 인쇄에 사용된 목판(충남 공주 갑사 소장)    목판인쇄와 금속활자인쇄 인쇄 기술의 변천사를 간단히 알아보자. 글을 일일이 손으로 옮겨 적던 필사에서 기계적인 복사를 가능하게 한 것이 목판과 금속활자이다. 신라시대인 742~751년 사이에 인쇄된 것으로 알려진 ‘무구정광대다라니경’이 세계 최고(最古)의 목판인쇄물이다. 고려시대인 1239년에 인쇄된 ‘남명천화상송증도가’는 세계 최고 금속활자본이다. 고려 말기인 1377년에 청주 흥덕사에서 금속활자로 인쇄된 ‘백운화상초록불조직지심체요절’은 1455년에 독일에서 구텐베르크가 금속활자로 인쇄한 ‘42행 성서’와 함께 2001년 9월에 유네스코 세계기록유산으로 등재되었다. 아시아 대륙의 끝자락에 위치한 우리나라가 가지고 있는 인쇄 기술에 관한 세계적인 대기록과 인류문명사에서의 족적은 헤아리기 어려울 정도이다. 자부심을 가질만한 대기록임에 틀림없다. <그림 1>에 조선 세조 5년(1459년)에 간행된 불경 언해서인 ‘월인석보’와 현재 충남 공주 갑사에 소장되어 있는 인출용 목판 사진을 소개하였다. 현재는 권21의 46판(181장)만이 남아있다. 목판에 먹물을 묻혀 한지를 대고 뒷면을 문질러 한지 앞면에 인출된 글자가 바깥쪽을 향하도록 한지를 반대방향으로 접어 책으로 만드는 과정을 거치게 된다. 목판을 사용하면 마치 도장을 찍듯이 같은 내용의 글자가 같은 모양으로 인출된다. 글을 한 자씩 옮겨 적지 않아도 간단하게 여러 권의 책을 만들 수 있다. 목판을 판각해야 하는 수고스러움은 필요하지만, 목판을 보관해 두었다가 필요할 때마다 종이만 준비하면 같은 내용의 정보를 원하는 만큼 인출할 수 있는 획기적인 방법이다. 지금의 컴퓨터 메모리처럼 당시의 최첨단 문서 기억 소자, 문서 파일 또는 페이지 크기의 큰 도장인 셈이다. 목판의 손상, 파손, 소실, 분실, 충해 등이 발생하지 않는다면 언제든 문서를 불러올 수 있는 것이다. 목판에 판각 오류가 있다면 그 오류까지도 그대로 인출된다. 목판 대신에 금속활자를 사용한 것이 금속활자 인쇄이다. ‘활자(活字)’란 한자의 뜻 그대로 살아 움직이는 글자를 뜻한다. 글자 하나하나가 마치 살아 움직이듯이 분해와 조립이 가능하여, 인쇄하고자 하는 내용을 자유자재로 조판할 수 있어 목판처럼 큰 도장을 새길 필요가 없다. 목판의 경우와는 다르게 조판 과정에서 오류가 발견되면 즉시 수정할 수도 있다. 금속활자로 조판하여 인쇄하게 되면 소량의 인쇄물을 인쇄하더라도 목판으로 새겨서 보관할 필요도 없어진다. 따라서 금속활자 인쇄는 이전까지의 판화 또는 페이지 크기의 대형 도장을 새겨 인쇄하는 판각작업에서 현대의 문서 작성 프로그램(워드프로세서)과 일맥상통한다. 폰트(font) 별로 미리 만들어 둔 글자 중에서 한 글자씩 골라내어 페이지를 만들어 가는 조판의 개념으로 도약시킨 역사적 사건이라고 할 수 있을 것이다.    금속활자 기술의 역사적 의미 우리나라의 금속활자는 200년 이상 늦은 시기에 시작된 서양의 금속활자 기술에 비해서 대량생산에 기여하지 못했다는 비판을 받기도 한다. 하지만 이러한 자조적인 혹평은 한 가지 기술만으로 모든 문제가 해결되지 않는다는 사실을 간과한 평가라고 할 수 있다. 대량 인쇄를 하기 위해서는 인쇄 기술뿐 아니라 종이의 대량생산도 가능해야 하고, 유통망이 갖추어졌을 때에나 가능한 일이다. 한지를 만드는 데는 수많은 공정이 필요하다. 한지는 천연재료를 사용하여 모든 작업이 수동으로 이루어져 대량생산이 어렵다. 그 비용과 수고를 감당할 만큼의 경제력이 뒷받침되어야 가능한 일이다.  742~751년 사이에 목판으로 인쇄된 ‘무구정광대다라니경’의 발견은 1200년의 시간을 견뎌내고 시간의 장벽을 뛰어 넘어 신라시대의 숨결을 느낄 수 있게 해 주었다. 한지는 1000년 전의 기술로 만들어진 것이 오늘날까지 보존되지만, 펄프를 사용해서 만들며 대량생산도 가능한 양지는 100년을 보관하는 것도 쉽지 않다. 대량생산이라는 면만 강조하다 보면 금속활자 기술이 갖는 의미를 지나치게 축소하는 결과를 낳게 된다. 금속활자 기술과 장기간의 보관은 어렵지만 대량생산이 가능했던 양지의 출현과 더불어 대량인쇄와 보급이 가능했던 것임을 간과해서는 안 된다.  컴퓨터의 세계로 잠시 이동해 보자. 로마자는 1바이트(2진수 8비트)의 정보로 모든 알파벳을 처리할 수 있지만 한국, 중국, 일본어의 문자는 조합된 문자이기 때문에 2바이트(2진수 16비트)의 정보로 겨우 처리가 가능하다. 컴퓨터의 성능, 정보처리 능력, 정보처리 비용이 현실적으로 활용 가능한 수준에 도달한 덕분에 누구나 불편 없이 현재의 문서 작성 프로그램(워드프로세서)을 사용할 수 있게 된 것이다. 얼마 전까지는 한 글자당 2바이트씩 할당해야 하는 한국, 중국, 일본어의 문자 처리는 기피 대상이었다. 지금은 어떠한가? 한류의 확산으로 그야말로 한글 전성시대가 되었다. 모든 기술은 주변 기술과의 조합에 의해서 그 활용도와 평가도 달라지는 법이다. 그때는 맞고 지금은 틀릴 수도 있고, 그 때는 틀렸지만 지금은 맞을 수도 있다. 어떠한 개념의 당대의 적합성을 논할 수는 있지만 그 개념 자체의 옳고 그름을 평가하는 것은 옳지 않다. 오래 전의 기술이 시대를 뛰어넘어 부활하는 경우도 많다. 기술의 재활용(recycle)은 언제 어느 시대에서나 일어나는 일이다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

제조 경쟁력을 높이는 설계 발전 모델, ROI, 전기 CAD 도입 방안   자동화 전장설계, 플랜트 계장설계 그리고 전력 전기 설계의 공통적인 문제는 차세대 인재 육성과 디지털 전환의 어려움이다. 이를 해결하기 위해서는 설계자가 반복적인 작업에서 벗어나, 더 높은 생산성을 위한 업무에 집중할 수 있도록 설계 프로세스를 개선해야 한다. 전기 설계 발전 모델은 이러한 트렌드에 맞춰 조직 문화를 바꾸는 데 주요한 출발점이다. 또한 전기 CAD가 기업의 규모와 목표에 따라 제공하는 경제적인 가치를 검토하는 것 역시 중요하다.   ■ 구형서 전기 CAD 솔루션 공급기업인 WS코리아의 대표이다. 지난 16년간 자동차, 반도체, 2차전지, 자동화, 플랜트 등 다양한 산업 및 기업에 전기 CAD 시스템을 공급하였다. 그 전에는 기구 분야 PLM 공급사와 IT기업에서 엔지니어, 마케팅, 사업개발 및 영업을 담당하였다. 홈페이지 | www.wscad.co.kr   전기 설계 발전 모델 전장, 계장 및 전력 전기 설계를 포괄하는 전기 설계의 발전 단계 모델은 일반적인 엔지니어링 발전 모델을 기반으로, 전기 설계 분야의 특수성과 한국 상황을 반영하여 개발되었다. 이 모델은 전기 CAD 도입 목적, 운영 방법, 설계 제품의 정형 정도 등에 따라 단계가 구분되고, 전기 설계자와 IT 개발자의 역할을 구분하여 주도적으로 작업하는 단계를 나누었다.(그림 1) 이 모델은 전기 설계 실무를 더 충실하게 반영하였으며, 공정 개선과 설계 데이터 공유도 함께 포함하고 있다.    그림 1. 전기 설계 단계 모델   설계자가 관리하는 영역 도입 단계  도면은 엔지니어의 언어이며, CAD는 그 도면을 만드는 도구이다. 도입기는 일반 CAD에서 전기 CAD로 전환하는 단계로, 기존의 일반 CAD에서 전혀 새로운 환경으로 바꾸는 과정이다. 한국어에서 영어로 바꾸는 것과 같이 전기 설계에 대한 기본 개념을 완전히 재구성하는 것이다. 전기 CAD와 일반 CAD의 차이점 회로도를 작성하면 BOM, 목차, 케이블 목록 등 모든 문서는 자동 생성 회로도의 상호참조, 선번호, 단선도, 배치도 등이 자동 작성 오류감소/시간감소 : 매크로, 자동트림, 참조이름(DT), 지능형 PDF 등 설계 데이터 재활용 : 케이블 제작, 패널 제작, ERP, PLM 등 데이터 확장 이러한 도입 단계를 무시하고 바로 표준화나 자동화 단계로 넘어가면 도입 초기 시 혼란이 일어난다. 도입기에는 전기 CAD가 원활하게 적용될 수 있도록 환경을 구축하고, 설계 및 결과 데이터 활용 등을 기존의 일반 CAD와는 완전히 다른 방식으로 개인과 조직에게 적용해야 한다. 도입기에 가장 유의해야 사항은 적절한 기간 설정이다. 기업의 문화로 자리잡기 위해서는 모든 참여자가 변화를 수용할 시간이 필요하다. 새로운 도면 형식과 도구가 기업의 DNA로 정착하는 과정에는 충분한 시간이 절대적이다. 이 도입기에는 도면 형식, 도면 구조, 부품, 매크로, 설계 데이터 활용, 업무 재배치 등에 대한 조직적인 합의가 이뤄져야 한다.  더불어 개인 차원에서 표준화와 자동화가 일정 수준 이뤄진다. 전기 CAD만으로도 표준화나 자동화의 기반을 갖추게 되어, 설계 시간과 설계 오류가 크게 감소한다.    표준화 단계 도입기의 표준화와 자동화는 개인 차원에서 이루어진다. 그러나 설계 참여자가 네 명 이상이면 조직 차원의 표준화가 필요하다. 개인적인 표준화가 아무리 잘 되어 있어도, 이를 조직 차원에서 관리하지 않으면 설계와 공정의 일관성과 효율성을 향상하는 데에 한계가 있다. 즉 도면 형식, 설계 방식, 부품, 문서, 심벌, 데이터 활용 등을 조직 차원에서 관리해야 한다. 또한 인증이나 해외 수출을 위해서도 역시 조직 차원의 표준화가 필요하다. 명확한 조직 차원의 표준은 설계 오류를 줄이고, 설계자 간 협업을 용이하게 하며, 데이터 관리 및 활용성을 높인다. 표준화와 자동화는 일회성 이벤트가 아니라 지속적이고 점진적으로 개선해야 하는 업무 공정의 일부분이다. 일정 수준의 표준을 적용한 후 안정적으로 운영되면 설계 환경과 시장 변화, 경쟁 상황에 따라 점진적으로 발전시켜야 한다. 더불어 효과적인 실행을 위해서는 설계자들에 대한 지속적인 교육과 의견 반영이 중요한데, 특히 신규 직원과 협력사, 고객 등 모든 구성원과 이 표준을 공유할 수 있도록 조직 내에서 명시적으로 관리해야 한다.(그림 2)   그림 2. 전기 설계자 주도     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

제품 개발 혁신을 가속화하는 크레오 파라메트릭 11.0 (4)   크레오 파라메트릭 11.0(Creo Parametric 11.0)은 판금 설계 환경에서 다중 보디를 완벽하게 지원하여 설계 생산성과 효율성이 향상되었다. 하나 이상의 판금 보디와 솔리드 보디를 다중으로 생성하고 부울 연산, 분할/트림, 복사/패턴과 대칭복사 등의 일반적인 보디 작업을 모두 진행할 수 있다. 판금 보디에 서로 다른 두께도 정의할 수 있어, 더 다양한 형태의 판금 모델을 생성할 수 있도록 개선되었다.  이번 호에서는 크레오 파라메트릭 11.0의 향상된 판금 기능을 알아보자.   ■ 김성철 디지테크 기술지원팀의 이사로 크레오 전 제품의 기술지원 및 교육을 담당하고 있다. 홈페이지 | www.digiteki.com   판금 다중 보디 지원 및 워크플로 개선 크레오 파라메트릭 11.0은 판금 설계에서 다중 보디를 구성하여 더욱 다양한 형태의 판금 모델을 빠르게 생성할 수 있다. 다중 보디로 구성된 판금 부품은 각 보디의 두께를 다르게 지정하거나 플랫 상태를 개별로 생성하고 시각화할 수 있으며 보디 간의 부울 연산, 분할, 트림, 제거, 복사 패턴과 대칭복사 등의 일반적인 보디 작업을 모두 지원한다.     보디 그룹에서 ‘새 보디’를 클릭하여 보디를 추가하고 보디 유형을 ‘솔리드’ 혹은 ‘판금’으로 선택하여 생성할 수 있다.     새 보디 생성 대화상자에서 보디 유형을 선택하고 부품에 연결 옵션으로 두께, 벤드 여유와 릴리프 등의 판금 기본 설정을 부품과 동일하게 설정하거나 보디 개별로 정의할 수 있다. 판금 벽 생성에서 밀어내기, 평면, 경계 블렌드 등의 첨부되지 않은 벽을 생성할 때 보디 옵션에서 ‘새 보디 만들기’를 선택하여 새로운 보디를 직접 추가할 수도 있다.     모델 트리나 설계 트리에서 보디를 선택하고 ‘기본 설정’을 클릭하여 판금 부품과 보디에 설정된 판금 설정을 빠르게 확인하고 정의할 수 있다.     판금 기본 설정에는 부품과 구성된 보디가 목록으로 표시되며, 최상위 부품을 선택하고 부품에 설정된 두께, 설계 규칙과 밴드 여유 등의 판금 설정을 확인하고 변경할 수 있다.     목록에서 각 보디를 선택하고 ‘부품에서 연결 해제’를 클릭하면, 부품과 다른 두께를 지정하거나 개별 보디에 대한 설정 값을 변경할 수도 있다.     생성된 다중 판금 보디에서 솔리드 보디는 필요에 따라 빠르게 판금 보디로 변환할 수 있다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

산업 디지털 전환을 위한 버추얼 트윈 (4)   현대 제조업 환경에서 효율적이고 정확한 생산 계획 및 스케줄 관리는 성공의 핵심 요소이다. 특히, 고객의 요구와 시장의 변화에 신속히 대응해야 하는 상황에서는 더욱 그러하다. 이러한 필요성을 충족시키기 위해 다쏘시스템의 델미아 오르템즈(DELMIA Ortems)는 최첨단 제조 계획 및 스케줄 관리 소프트웨어를 제공하여 제조업체의 생산성을 극대화할 수 있도록 지원한다.   ■ 황성수 다쏘시스템코리아의 인더스트리 프로세스 컨설턴트로 스마트매뉴팩처링 팀에서 퀸틱 제품을 담당하고 있다. 공급망 계획 및 최적화에 관련한 최신 기술과 데이터를 활용한 전략적이고 혁신적인 접근 방식을 통해 고객의 요구에 맞춘 맞춤형 솔루션을 제안하고 있다.  홈페이지 | www.3ds.com/ko   그림 1. APS의 변천사   델미아 오르템즈의 주요 기능 델미아 오르템즈는 전통적인 제조 실행 시스템(MES)을 뛰어넘는 다양한 기능을 통해 생산 공정을 혁신적으로 개선한다. 주요 기능으로는 유/무한 계획 및 스케줄링, 시나리오 분석, 시스템 통합이 있다. 이 소프트웨어는 제조 과정의 리드 타임을 단축하고, 정시 납품률을 향상시키며, 운영 효율을 높인다. 또한, 다양한 시나리오 분석을 통해 최적의 생산 계획을 수립하고, ERP 시스템과의 원활한 통합을 통해 데이터 일관성을 유지함으로써 제조업체는 재고 수준을 낮추고 시장의 요구에 신속하게 대응할 수 있다.   그림 2. 델미아 오르템즈의 KPI   매뉴팩처링 플래너 델미아 오르템즈 매뉴팩처링 플래너(DELMIA Ortems Manufacturing Planner)는 제조업체의 중기 생산 계획 및 스케줄 관리를 최적화하는 솔루션이다. 이 소프트웨어는 생산 제약 조건을 정확히 모델링하여 병목 현상을 식별하고, 다양한 시나리오를 실시간으로 시뮬레이션할 수 있다. 그리고 ERP 시스템과 통합을 통해 생산 주기를 단축할 수 있다. 이를 통해 제조업체는 효율성과 유연성을 극대화하고 고객 만족도를 높일 수 있다.   그림 3. Capacity 계획 관리   프로덕션 스케줄러 델미아 오르템즈 프로덕션 스케줄러(DELMIA Ortems Production Scheduler)는 단기 생산 스케줄 관리를 최적화하는 솔루션으로 기계, 도구, 운영자 등 여러 리소스에 대한 제품 및 프로세스 관련 제약을 통합 관리한다. 주요 특징으로는 셋업타임 최소화, 원자재 재고 및 재공재고(WIP) 감소, 고객 납기 준수, 다양한 생산 운영 시나리오 생성 등이 있다. 또한, ERP 시스템과의 원활한 통합과 직관적인 사용자 인터페이스를 제공하여 생산 현장의 유연성을 높인다.   그림 4. 스케줄링 관리     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

복잡한 구조물의 안전성 및 성능 검증   SDC 베리파이어(SDC Verifier)는 구조 해석과 설계를 위한 고급 소프트웨어로, 복잡한 구조물의 안전성과 성능을 검증하는데 필수적인 도구이다. SDC 베리파이어는 엔지니어링 분야에서 구조 해석을 수행하는 전문가들에게 정확하고 신뢰할 수 있는 결과를 제공하여, 설계 과정의 효율성과 품질을 극대화한다.    ■ 권순재 태성에스엔이 MBU-M4팀에서 매니저로 근무하고 있으며, 구조 해석 기술 지원 및 교육, 용역 업무를 담당하고 있다. 홈페이지 | www.tsne.co.kr   SDC 베리파이어의 기능     자동화된 코드 검증 다양한 국제 표준(Eurocode, AISC, NORSOK 등)을 기반으로 구조물의 안전성과 표준 준수 여부를 자동으로 검증한다.   피로 해석 반복 하중에 대한 구조물의 피로 수명을 예측하고, 피로 손상을 평가하여 구조물의 장기적인 신뢰성을 확인한다.   하중 조합 다양한 하중 조건을 조합하여 가장 불리한 하중 상황을 식별하고, 이에 대한 구조적 안전성을 평가한다.   자동 보고서 생성 클릭 몇 번으로 완전한 엔지니어링 보고서를 생성한다. 보고서에는 상세한 계산 과정과 결과가 포함되어 있어, 검증의 투명성과 신뢰성을 높여준다.   자동 최적화 도구 다양한 설계 변수(예 : 부재 크기, 재료, 형상)를 자동으로 조정하여 최적의 설계 솔루션을 찾는 자동 최적화 도구를 제공한다. 이를 통해 사용자는 반복적인 수작업 없이 최적의 설계를 도출할 수 있다.   통합 환경 FEA(Finite Element Analysis) 소프트웨어와 통합되어 앤시스(Ansys), 피맵(Femap), 심센터(Simcenter) 등의 시뮬레이션 도구와 연동하여 사용 가능하다.   SDC 베리파이어의 장점 시간 절약 자동화된 프로세스를 통해 수작업으로 진행되는 복잡한 계산을 간소화하여, 프로젝트 기간을 단축시킨다.   절감 효과 효율적인 검증 과정을 통해 불필요한 재작업을 줄이고, 설계 단계에서의 오류를 최소화한다.   신뢰성 국제 표준을 기반으로 한 철저한 검증을 통해 구조물의 안전성과 성능을 보장한다.   사용 편의성 직관적인 인터페이스와 상세한 튜토리얼을 제공하여, 초보자도 쉽게 사용할 수 있다.   다양한 프로그램과 연계 SDC 베리파이어 포 앤시스 SDC 베리파이어 포 앤시스(SDC Verifier for Ansys)는 앤시스 환경에서 ACT(Ansys Customization Toolkit)를 통하여 모듈 형태로 작업이 가능하다. 이 모듈은 앤시스의 FEA(유한 요소 해석) 기능을 활용하여 복잡한 구조 해석을 수행하고 검증하는 데에 최적화되어 있다.     주요 기능 자동화된 코드 검증 피로 해석 하중 조합 분석 자동 보고서 생성 앤시스와의 통합 환경 제공     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

가상 엔지니어링을 통한 디지털 R&D   가상 엔지니어링(VE)은 컴퓨터 환경에서 분석, 시뮬레이션, 최적화 및 의사 결정 도구 등과 같은 기하학적 모델 및 관련 엔지니어링 도구를 통합하는 것으로, 다양한 분야의 협업 제품 개발을 용이하게 한다. 이번 호에서는 가상 엔지니어링의 시스템 구성 요소를 살펴보고, 디지털 트윈과 가상 제품 개발 프로세스로 전환되어야 하는 이유를 짚어본다.   ■ 오재응 한양대학교 명예교수, LG전자 기술고문   가상 엔지니어링 및 시뮬레이션을 위해서 가상 엔지니어링은 다양한 분야의 협업 제품 개발을 용이하게 하는 컴퓨터 생성 환경 내에서 분석, 시뮬레이션, 최적화 및 의사 결정 도구 등과 같은 기하학적 모델 및 관련 엔지니어링 도구를 통합하는 것으로 정의된다.(그림 1)   그림 1. 가상 엔지니어링의 정의   가상 엔지니어링은 다양한 분야의 협업 제품 개발을 용이하게 하는 컴퓨터 생성 환경 내에서 분석, 시뮬레이션, 최적화 및 의사 결정 도구 등과 같은 기하학적 모델 및 관련 엔지니어링 도구를 통합하는 것으로 정의한다. 또한 가상 엔지니어링은 가상 개발의 일부인 예측 R&D 프로세스이며, 가상 개발 프로세스(가상 엔지니어링)의 장점은 다음과 같다. 보다 빠르고 고품질의 개발 프로세스와 낮은 R&D 비용  중요하고 약점이 있는 부분이나 기술적인 제한 사항을 조기에 발견함으로써 상당한 품질 개선 제품 개발이 완료되기 전 기본 노하우 달성(기술적 특성 예측) 개발 프로세스를 체계화 다양한 엔지니어링 솔루션 비교 및 다양한 구성 평가 사전에 적절한 시기에 대체 개발 단계 활성화 테스트 기간 및 시운전 절차 최소화(테스트 품질 향상과 동시에 테스트 시리즈 축소) 디지털 CAE 모델 및 그에 따른 결과 제공 시 효율적인 팀워크 제공 획득한 경험(측정, 현장 테스트, 계산, 관찰 및 주관적 평가)에 대한 더 나은 이해 및 결과에 대한 객관적인 접근 시스템 동작의 객관적 등급을 위한 특수 평가 기능 생성(OSE : 객관적 시스템 평가) 제품 개발 과정에서 전략적 결정을 위한 합리적인 근거 모델 복잡성을 제한하면서 강력한 시뮬레이션 도구를 적용(과거 경험을 통해 배우고, 미래 프로젝트를 위한 확실한 계획) 협업·통합 제품 및 프로세스 개발에 대한 가상 엔지니어링 시스템 구성 요소는 다음과 같다. 엔지니어링 활동의 통합을 실현하기 위해 고급 컴퓨터 기반 기술의 발전은 물리적 객체와 그에 대한 작업 대신 디지털 모델과 시뮬레이션을 사용하기 때문에, 상호 연결된 가상 엔지니어링 환경에 더 나은 기회를 제공한다. 물리적 객체에 비해 가상/디지털 모델은 서로 다른 위치에 있는 엔지니어 및 기타 이해관계자 간의 의사소통과 협업을 더 쉽게 한다.  따라서 통합 가상 엔지니어링 환경을 통해 지리적 위치에 관계 없이 단일 설계에 대한 작업 협업이 가능하다. 협업 가상 엔지니어링의 통합 제품 및 프로세스 개발에 대한 가상 엔지니어링 시스템 구성 요소 이 단순화된 개요에서 가상 모델은 상호 작용의 기초이며, 제품 수명 주기와 관련된 엔지니어링 기능을 통합하는 데에 중심 역할을 한다.(그림 2) 한편 CAD 모델은 완전한 제품 설명을 디지털 형식으로 가상 모델에 제공하며, 이러한 디지털 데이터는 가상 엔지니어링 기술의 다른 모든 구성 요소에 전달 및 배포된다. 또한 CAD 데이터를 기반으로 한 이러한 형태의 상호관계는 데이터 흐름을 원활하게 하고 정보 교환을 단순화할 것으로 기대된다.(그림 3)   그림 2. 가상 엔지니어링과 가상 모델의 관계   그림 3. 가상 엔지니어링 및 시뮬레이션 프로세스   개발 디지털 전환(DX) 및 디지털 트윈 기술 관점에서 디지털 트윈의 개념은 더 빠르고 더 정확하게 개발/검증/생산/유지/보수 전 단계에서 디지털 기반의 의사결정 툴을 제공하는 것이다. 가상 엔지니어링은 고도화된 디지털 기술을 활용하여 R&D 업무를 효율화하는 것이며, 디지털 기술 기반의 ‘업무 방식 변화’를 가져온다. 대표적인 대상은 인공지능(AI), 빅데이터, 클라우드, 사물인터넷(IoT), C4(CAD/CAE/CAM/CAT), 가상 엔지니어링(VE), 가상 제품 개발(VPD), 디지털 트윈이다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

성공적인 유동 해석을 위한 케이던스의 CFD 기술 (13)   항공 음향학은 난류 유체 운동 또는 표면과 공기역학적 힘의 상호작용으로 인한 소음 발생을 연구하는 학문이다. 이번 호에서는 지난 호에 이어, 항공 음향 시뮬레이션과 관련된 구체적인 과제 및 기법에 대해 살펴본다.   ■ 자료 제공 : 나인플러스IT, www.vifs.co.kr   Validation and Verification 모든 시뮬레이션과 마찬가지로, 실험 데이터 또는 분석 솔루션과 비교하여 결과를 검증하고 검증하는 것은 매우 중요하다. 이를 통해 시뮬레이션 결과의 정확성과 신뢰성을 보장할 수 있다. 검증은 계산 솔루션이 기본 수학적 모델을 정확하게 나타내는지 여부를 결정하는 과정과 관련이 있다. 반면에 검증은 수학적 모델이 물리적 현실을 얼마나 잘 포착하는지 평가한다. 검증의 주요 측면은 다음과 같이 그리드 수렴, 솔루션 일관성 및 코드 비교이다. Grid Convergence : 다양한 그리드 해상도에서 시뮬레이션(그림 1)을 수행하여 솔루션이 그리드 독립적인 상태에 접근하고 있는지 확인할 수 있다. 이는 그리드 이산화로 인한 수치 오류를 최소화하는 데 필수이다. Solution Consistency : 시간 단계, 초기 조건 또는 경계 조건과 같은 매개 변수가 약간 변경되었을 때 솔루션이 예상대로 작동하는지 평가하는 작업이 포함된다. Code Comparisons : 동일한 문제를 다루는 여러 시뮬레이션 코드의 결과를 평가(코드 간 비교)하면 솔루션의 일관성과 신뢰성에 대한 통찰력을 얻을 수 있다. 검증 외에도 시뮬레이션을 검증하는 주요 방법은 물리적 실험, 벤치마크 문제 및 불확실성 정량화를 통해 이루어진다. Physical Experimentation : 연구자는 시뮬레이션 결과를 실험 데이터와 비교하여 실제 시나리오에 대한 계산 모델의 충실도를 측정할 수 있다. Benchmarking Problems : 분석적 또는 널리 사용되는 솔루션이 존재하는 표준 문제에 대한 벤치마킹은 새롭거나 변경된 시뮬레이션 설정의 성능을 측정할 수 있는 수단을 제공한다. Uncertainty Quantification : 측정 오류, 모델 근사치 또는 경계 조건 추정에서 비롯된 불확실성을 인식하고 정량화하는 것은 중요하다. 이를 통해 시뮬레이션 결과에 대한 신뢰도를 보다 명확하게 파악할 수 있다.   그림 1. 고밀도 모터사이클 메시   항공 음향 시뮬레이션의 과제 항공 음향 시뮬레이션은 유체 역학 및 음향 현상을 포착하기 어렵기 때문에 수많은 과제를 안고 있다. 몇 가지 주요 과제는 다음과 같다. Wide Range of Scales : 항공 음향 현상은 광범위한 공간적, 시간적 스케일에 걸쳐 있다. 음파의 파장은 밀리미터에서 미터까지 다양하며, 소리를 생성하는 난류 구조의 크기도 매우 다양하다. 이러한 모든 스케일을 캡처하려면 매우 미세한 그리드 해상도와 긴 시뮬레이션 시간이 필요하다. Acoustic Wave Amplitudes : 관심 있는 항공 음향 신호는 난류의 유체 역학적 압력 변동보다 훨씬 낮은 진폭을 갖는 경우가 많다. 이러한 미묘한 음향파를 지배적인 흐름 구조와 구별하는 것은 어려운 일이다. Far-Field Propagation : 국부적인 공기역학 소스에 의해 생성된 소리는 먼 거리까지 전파될 수 있다. 소음원부터 멀리 떨어진 관찰자까지 전체 도메인을 시뮬레이션하려면 계산이 꽤 많이 소요된다. Complex Geometries : 실제 항공 음향 문제는 항공기 엔진이나 차량 외관과 같이 복잡한 기하학적 구조를 포함하는 경우가 많다. 이러한 형상을 모델링하고 유체 흐름과 소리 전파에 미치는 영향을 모델링하면 시뮬레이션이 복잡해진다. Boundary Conditions : 적절한 경계 조건의 선택과 구현은 매우 중요하다. 부정확하거나 지나치게 단순한 경계 조건은 허위 반사 또는 기타 비물리적 동작을 유발할 수 있다. Transient Nature : 많은 항공 음향 문제는 본질적으로 불안정(unsteady)하기 때문에 Transient 시뮬레이션이 필요하다.(그림 2) 이로 인해 계산적인 노력이 증가하고 통계적으로 의미 있는 결과를 얻기가 어렵다. Nonlinear Interactions : 많은 시나리오에서, 특히 높은 소음 수준에서는 비선형 공기역학적 및 음향학적 상호 작용이 발생한다. 이러한 비선형성을 시뮬레이션하려면 세부 사항과 계산 리소스에 대한 추가적인 주의가 필요하다. Multiphysics Interactions : 경우에 따라 항공 음향 시뮬레이션은 열 전달이나 연소와 같은 다른 물리적 효과도 고려해야 하므로 시뮬레이션 설정이 더욱 복잡해질 수 있다. Numerical Dissipation : 수치적 방법은 인위적인 소멸을 도입하여 관심 있는 음향 신호를 감쇠 시키거나 완전히 억제할 수 있다. 이러한 모든 문제는 항공음향을 정확하고 효율적으로 시뮬레이션하는데 따르는 복잡성을 강조한다. 이러한 과제를 해결하기 위한 노력은 이 분야의 지속적인 발전을 이끌며 계산 능력과 방법론의 경계를 넓혀 왔다.   그림 2. 일시적인 특성을 강조하는 비행 중인 항공기의 LES   항공 음향 시뮬레이션을 위한 솔루션 실제 엔지니어링 과제를 해결하든 기초 연구를 하든 올바른 시뮬레이션 소프트웨어를 선택하는 것은 매우 중요하다. 항공 음향 분야에서 정확하고 효율적인 시뮬레이션을 지원하는 소프트웨어 도구가 등장했다.  케이던스(Cadence)의 유동 시뮬레이션 소프트웨어인 피델리티 찰스(Fidelity CharLES)는 항공 음향을 포함한 고충실도 유동 분석을 위해 설계되었다. 찰스는 소산과 분산을 최소화하면서 불안정한 흐름을 시뮬레이션할 수 있는 최첨단 수치 기법과 모델을 통합하여 LES(Large Eddy Simulation)의 잠재력을 활용한다. 유한 체적법에 기반한 다양한 솔버 공식을 사용하여 저속, 고속 및 반응 유동을 포함한 다양한 유동 조건을 캡처하여 최적의 성능을 제공한다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

복잡한 모델에서 인사이트를 얻고 설계 의사결정을 돕는 직스캐드 (6)   직스캐드(ZYXCAD)는 2022년 처음 출시한 국내 자체 개발 범용 CAD 솔루션 프로그램으로, 가격 경쟁력을 높이는 한편으로 처리 속도를 빠르게 해 사용자 편의성을 높인 것이 특징이다. 이번 호에서는 연재 마지막 회로 직스캐드의 정북 일조권 사선 제한 기능을 소개하고, 이 기능이 어떻게 건축 설계에 도움을 줄 수 있는지 설명하고자 한다.   ■ 이소연  직스테크놀로지 기술지원팀의 대리로 직스캐드의 기술지원 및 교육을 맡고 있다. 홈페이지 | https://zyx.co.kr   정북 일조권 사선 제한은 건축물이 일정 높이 이상으로 올라갈 경우, 북쪽 방향의 일조권을 침해하지 않도록 사선 형태로 높이 제한을 두는 규정이다. 이는 주로 주거지역에서 적용되며, 이 규정을 통해 주거 환경의 질을 유지하고, 이웃 간의 일조권 침해를 방지한다.   정북 일조권 사선 제한 자동 계산 정북 일조권 사선 제한 기능은 설계 도면에 일조권 사선을 자동으로 생성하여, 건축물이 법적 요구 사항을 충족하는지 사선 제한선으로 확인할 수 있게 해 준다.   기능 사용하기 명령어 ‘SUNCK’를 입력한다. 실제 층고를 설정한 후 층수를 추가한다. 평면 버튼을 누르고 대지경계선을 선택한 후, 진북 경계 교차점을 지정해준다.   그림 1. 기능 실행 후 층수 입력 화면   그림 2. 진북 경계 교차점 선택 화면   각 층에 맞는 사선 제한선이 평면도 상에 표시된다. 이 선을 이용하여 건축물이 사선 제한에 걸리지 않도록 검토할 수 있다. 대지 경계선으로부터 9M 이후 높이는 1/2로 거리가 표시된다. 정북각을 선택 후 정북 방향과 대지 경계선을 선택하면 정북각을 자동으로 산출해준다.    그림 3. 사선 제한선 및 정북각 산출 화면   입면 버튼을 누르면 입면도에서 정북 사선 제한 각도를 확인할 수 있다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

BIM 칼럼니스트 강태욱의 이슈 & 토크   이번 호에서는 공간정보 기반 서비스 웹 애플리케이션을 개발하기 위해 장고(Django)와 부트스트랩(Bootstrap)을 사용해 GIS 기반 IoT 데이터 분석 스타일의 대시보드 개발 방법을 간략히 정리하고, 개발 후 서비스하는 방법을 살펴본다.  이를 통해 공간정보 기반 IoT 장비를 하나의 대시보드로 관리하고 분석하는 것이 가능하다. 여기서 공간정보는 GIS, BIM, 3D 점군(point cloud) 데이터와 같이 공간상 좌표로 표현되는 모든 정보를 말한다.    ■ 강태욱 건설환경 공학을 전공하였고 소프트웨어 공학을 융합하여 세상이 돌아가는 원리를 분석하거나 성찰하기를 좋아한다. 건설과 소프트웨어 공학의 조화로운 융합을 추구하고 있다. 팟캐스트 방송을 통해 이와 관련된 작은 메시지를 만들어 나가고 있다. 현재 한국건설기술연구원에서 BIM/GIS/FM/BEMS/역설계 등과 관련해 연구를 하고 있으며, 연구위원으로 근무하고 있다. 페이스북 | www.facebook.com/laputa999 블로그 | http://daddynkidsmakers.blogspot.com 홈페이지 | https://dxbim.blogspot.com 팟캐스트 | www.facebook.com/groups/digestpodcast   그림 1. IoT 대시보드 웹 앱   이 글은 개발자가 애용하고 있는 파이썬(Python) 기반의 장고 플랫폼을 사용한다. 부트스트랩은 반응형 웹 사이트를 개발하기 위한 가장 인기 있는 HTML, CSS 및 자바스크립트(JavaScript) 프레임워크이다. 이번 호에서는 다음의 내용을 이해할 수 있다.  부트스트랩 대시보드 UI 라이브러리 사용법 장고 프레임워크의 데이터 모델과 웹 UI 간의 연계 방법 GIS 맵 가시화 및 이벤트 처리 실시간 IoT 데이터에 대한 동적 UI 처리 방법   요구사항 디자인 다음과 같은 목적의 웹 앱 서비스를 가정한다.  GIS 기반 센서 위치 관리 IoT 데이터셋 표현 IoT 장치 관리 IoT 장치 활성화 관리 KPI 표현 계정 관리 기타 메뉴    개발 환경 준비 개발 도구 개발에 필요한 도구는 다음을 사용한다. UI : bootstrap 웹 앱 프레임워크 : DJango GIS : leaflet, Cesium 데이터 소스 : sqlite, spreadsheet, mongodb 구현된 상세 소스코드는 다음을 참고한다. https://github.com/mac999/IoT_simple_dashboard/tree/main   장고 기반 웹 앱 프로젝트 생성 장고는 파이썬으로 작성된 고수준의 웹 프레임워크로, 웹 애플리케이션 개발을 빠르고 쉽게 할 수 있도록 도와준다. 장고는 ‘The web framework for perfectionists with deadlines’라는 슬로건을 가지고 있으며, 많은 기능을 내장하고 있어 개발자가 반복적인 작업을 줄이고 핵심 기능에 집중할 수 있도록 한다. 다음과 같이 명령창을 실행하고, 장고 웹 앱 프로젝트를 생성한다.    python -m venv myenv source myenv/bin/activate  pip install django pandas django-admin startproject iot_dashboard cd iot_dashboard python manage.py startapp dashboard   생성된 프로젝트 폴더 구조는 <그림 2>와 같다.   그림 2   디자인 스타일 고려사항 부트스트랩 레이아웃 표현 부트스트랩은 웹 개발에서 널리 사용되는 프론트엔드 프레임워크로 주로 HTML, CSS, 자바스크립트로 작성되어 있다. 트위터의 개발자에 의해 처음 만들어졌으며, 웹 애플리케이션의 개발 속도를 높이고 반응형 디자인을 쉽게 구현할 수 있도록 도와준다.  부트스랩의 그리드 시스템은 12개 열로 디자인된다. 이는 유연성과 사용 편의성을 제공하기 위한 디자인 결정이다. 반응형 웹사이트를 구축하는 데에 많이 사용된다.  참고로, 12라는 숫자는 많은 약수(1, 2, 3, 4, 6, 12)를 갖고 있어 다양한 열의 조합으로 균등하게 나눌 수 있다. 이를 통해 분수나 번거로운 나머지 없이 다양한 레이아웃을 만들 수 있다. 유연성 : 12개의 열을 사용하면 다양한 화면 크기와 디바이스에 적합한 레이아웃을 쉽게 만들 수 있다. 각 요소가 차지하는 열의 수를 조정하여 대형 데스크톱 화면, 태블릿 및 스마트폰에서 잘 보이는 반응형 디자인을 만들 수 있다. 이해하기 쉬움 : 12개의 열을 기반으로 한 그리드 시스템은 디자이너와 개발자에게 직관적이다. 그리드 내에서 요소가 어떻게 동작할지 시각화하고 계산하기 쉽기 때문에, 일관된 레이아웃을 생성하고 유지하기가 간단하다. 디자인 관행 : 12개의 열을 사용하는 그리드 시스템은 부트스트랩 이전부터 다양한 그래픽 디자인 및 레이아웃 소프트웨어에서 사용되어 왔다.      ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

새로워진 캐디안 2024 살펴보기 (9)   오토캐드와 양방향으로 호환되는 국산 CAD인 캐디안(CADian) 2024 버전의 업데이트 버전인 캐디안 2024 SE에서는 기존 버전부터 제공되던 기능인 가져오기 및 내보내기 기능을 제공하고 있다. 특히 캐디안이 버전업되면서 기존 버전에 비해 더 다양한 파일 형식을 가져오거나 내보낼 수 있게 되었다. 이번 호에서는 가져오기(import) 기능을 이용하여 엑셀 파일을 가져오는 방법에 대해서 자세히 살펴보도록 하겠다.    ■ 최영석 캐디안 기술지원팀 부장으로 기술지원 업무 및 캐드 강의를 담당하고 있다. 홈페이지 | www.cadian.com 카페 | https://cafe.naver.com/ilovecadian   가져오기 기능 소개 현재 도면 세션의 자체 창에서 다른 도면 파일 또는 3D 파일을 열 수 있도록 도면 가져오기 대화상자를 표시한다.  도면파일인 Dwg 파일 외에도 *dxf, *.dxb, *.dwf, *.dwt, *.dgn, *.dae, *.cel, *.rdl, *.iges, *.igs, *.step, *.ste, *.stp, *.obj, *.stl 및 .xls 파일도 열 수 있다. 가져오기 가능한 파일 형식은 도면 가져오기 창의 파일 형식 항목을 클릭하여 확인할 수 있다.     엑셀 파일 가져오기 엑셀로 만들어진 표 형식의 데이터(*.xls, *.xlsx)를 캐디안으로 가져오기 위해서 크게 세 가지 방법을 이용하여 가져오기가 가능하다. 1. 캐디안의 ‘table’ 명령을 실행하여 엑셀 파일의 데이터를 가져올 수 있다.(데이터 링크 기능을 이용)   2. 캐디안의 고유한 기능을 모아놓은 유틸리티 메뉴 중에서 ‘xtimport’ 기능을 이용하여 엑셀 파일을 선과 문자 객체 형태로 가져올 수 있다.   3. 캐디안의 가져오기 기능 중 하나인 ‘xlsimport’ 기능을 이용하여 엑셀 파일의 데이터를 가져올 수 있다.   엑셀로 만들어진 표 형식의 데이터를 캐디안으로 가져오는 방법을 알아보겠다.   1. 엑셀 파일을 열어서 표 형식의 객체를 확인하고 시트의 이름을 메모한다.     2. 메뉴에서 파일 → 가져오기 → XLS 가져오기 항목을 클릭하여 실행하거나, 명령 창에 ‘xlsimport’를 입력한다.     3. XLS 파일 가져오기 창이 표시되면 가져올 엑셀 파일의 폴더로 이동한 뒤 원하는 *.xls, *.xlsx 파일을 선택하여 열기 버튼을 클릭한다.     4. 명령 창에 ‘시트 이름 선택 또는 [?]:’ 메시지가 표시되면 표시할 시트의 이름을 입력한다. 시트의 이름을 확인하려면 ‘?’를 입력한다.       ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.