[캐드마트]전기 엔지니어링 솔루션 시장이 열린다
전기 엔지니어링 특성 및 프로세스 지원 요구 증대… 국내에서도 전용 솔루션 시장 확대 전망
전기 엔지니어링(Electircal Engineering)은 그 동안 CAD나 EDA(Electronic Design Automation) 등의 솔루션에서도 지원해 왔다. 하지만, 전기 엔지니어링의 특성과 프로세스를 온전히 지원할 수 있는 전기 엔지니어링 전용 솔루션에 대한 요구는 꾸준히 있어 왔다. 최근 국내에서도 전기 엔지니어링 솔루션 시장이 점차 주목을 받고 있다.
전기 엔지니어링의 특성엔지니어링에 있어서 가장 기본이 되면서 핵심적인 커뮤니케이션 도구는 '도면'이다. 하지만 전기 엔지니어링에 있어서 도면의 비중은 그다지 크지 않다. 형상과 치수를 정확히 표시해야 하는 기구 설계 도면과 달리 전기 엔지니어링에서 도면은 실제적인 형태보다는 전기 시스템/제어 시스템의 논리적인 구조를 설명하는 것이 중심이다.
전기 도면은 장비의 구성과 부품의 연결 정보를 나타내는 회로도, 그리고 이를 바탕으로 구매/제작/설치/운영에 필요한 각종 리포트로 이루어진다. 리포트는 회로도의 정보를 이용하는데, 회로도에서 설계 변경이 일어나면 리포트의 모든 정보를 전부 업데이트해야 한다. 더구나 회로도와 리포트의 양이 50:50이 될 정도로 리포트는 다양하고 양이 많다. 즉 기존의 CAD를 이용하면 자주 일어나는 설계변경에 일일이 대응하기가 쉽지 않다.
설계 변경이 일어나면 일일이 도면과 리포트를 변경해야 하기 때문에 설계 변경이 모두 완료되는 시점, 즉 도면으로 다른 부서와 커뮤니케이션을 해야 할 이유가 없어진 완성 단계에서 도면을 만들게 된다. 도면이 더 이상 중요하지 않을 때 도면을 만드는 것이다.
전기 엔지니어에게는 고객의 요구조건에 맞춰 장비를 구동하는 PLC(Programmable Logic Controller) 프로그램이 도면보다 더 중요하고, PLC 프로그램으로 업무를 평가 받는다. 기구 엔지니어는 도면 설계가 업무의 끝이지만 전기 엔지니어는 도면은 물론이고 PLC 프로그램, 장비의 제작/설치/운영까지 관여해야 한다. 다양한 업무를 수행해야 하기 때문에 도면의 완성도를 높이는데 투자할 시간이 많지 않다.
전자설계가 전자관련 회로를 만드는데 중점을 둔다면, 전기설계는 전기 회로에 중점을 둔다는 점에서 차이가 있다.
이러한 전기 엔지니어링의 특징 및 프로세스는 기구 설계의 관점에서 이해하기 쉽지 않은 부분이 있다. 도면과 같은 정확한 방법으로 엔지니어링 커뮤니케이션을 하지 않고 구매/제작/설치를 할 동안 엔지니어링 정보 전달에 필요한 문서가 엔지니어에 의해 주먹구구식으로 운영되기 때문에 폐쇄적이고 틀이 없어 보인다.
보통 자동화 장비의 개발 프로젝트에는 2~3명의 전기 엔지니어가 필요하다. 기획부터 제작 및 운영, 심지어 부하 직원의 교육까지가 프로젝트 책임자에게 일임된다. 제한된 소수의 인원이 설계, 설치, 테스트하고 운영까지 관여한다는 점에서 전기 엔지니어의 고충이 시작된다.
이러한 이유들로 인해 전기 엔지니어링은 도면 중심보다 엔지니어 개인을 중심으로 운영된다. 외부에서 봤을 때 전기 엔지니어링이 폐쇄적이거나 두서 없게 보일 수도 있고, 실제로 정보화가 어려운 부분도 있다. 그래서 CAD의 사용을 기반으로 하는 PLM 프로세스에서 전기 부문은 제외되기 쉽다. 프로세스화가 어렵고 정보가 전기 엔지니어의 경험과 상식에 기반해 있기 때문이다.
전기 엔지니어링을 위한 솔루션의 변화이러한 불합리한 점을 개선하고 전기 엔지니어링을 프로세스화하려는 시도가 다양하게 이뤄져 왔다. 초기에는 CAD 심벌의 표준과 도면의 규칙을 문서화하여 전기 엔지니어링 정보 표준을 만들었다. 하지만 CAD를 사용하면서 이 표준을 지키는 것은 번거롭고 어려운 일이었다. 시스템적으로 체계화되어 있지 않기 때문에, 표준을 제대로 준수하였는지 일일이 확인하는 것도 거의 불가능했다.
그래서 CAD를 이용해서 자동적으로 전기 설계에 필요한 회로도를 만들고 리포트를 자동으로 만들어주는, 즉 기존의 범용 CAD에 전기 요소를 더한 CAD 애드온(Add-on) 제품이 개발되었다. 이런 제품은 공통의 심벌과 도면을 사용하기 때문에 회로도를 작성하고 표준을 유지하는데 도움을 주었다. 반면 모든 리포트가 CAD 도면이다 보니 회로도 정보를 이용해서 리포트를 만들거나 업데이트하는데 시간이 오래 걸리고 정보의 연결이 깨지는 경우도 생겼다.
유럽의 경우 2000년대를 전후로 해서 주요 전기 설계 시스템들이 데이터베이스 기반의 ECAE(전기 CAE, Electric Computer Added Engineering)로 발전하기 시작했다. 기존에는 PC와 윈도우 기반에서 운영되던 CAD 애드온과 유닉스 워크스테이션 기반의 ECAE가 혼재하다가, 차차 유닉스 기반의 솔루션이 윈도우로 이전되면서 가격이나 사용면에서 장벽이 낮아졌기 때문이다.
ECAE에서는 엔지니어가 회로도 창으로 설계 정보를 입력할 수 있는 환경을 제공한다. 그리고 데이터베이스로 정보를 저장한다. 회로도 도면이 없이 데이터베이스로 회로도와 리포트의 도면 정보를 저장하고, 도면을 열면 데이터베이스에서 정보를 가져와서 회로도와 리포트 틀에 대입한 화면을 표시한다. 물론 CAD 애드온에서도 부품이나 양식에 데이터베이스를 사용하지만, 이는 CAD 데이터 관리를 편하게 하기 위한 부수적인 요소의 측면이 강하다. CAD 애드온의 중심은 그래픽으로 작성된 CAD 회로도이고, 여기에서 리포트를 만들어 낸다.
ECAE는 자동화 장비 개발뿐 아니라 수배전반, 빌딩, 플랜트, 조선, 풍력, 에너지 등 전기 시스템이 복잡하거나 설계 변경이 잦거나 유사한 모델이 다양하게 개발될 때 사용된다. 현재 독일이나 스위스, 프랑스, 오스트리아 등지에서는 ECAE 솔루션이 폭넓게 사용된다. 일본이나 미국에서는 CAD 기반의 CAD 애드온 제품이 특정 산업 분야에 맞춤형으로 제공된 솔루션을 많이 사용하는 것으로 알려졌다.
보스턴 컨설팅에서 2011년 CAD 애드온을 포함한 전기 설계 전문 솔루션 시장을 조사한 결과에 따르면, 전 세계 시장의 35% 정도는 CAD 애드온 제품이 차지한다. 전체 전기 설계 솔루션 시장 규모는 약 3,500억원 정도로, MCAD에 비하면 작은 규모로 알려졌다.
국내 전기 엔지니어링 솔루션 시장 상황국내에서도 세계적인 흐름과 유사하게 전기도면 제작을 자동화하려는 노력이 있어 왔다. 1990년대 초반부터 CAD에서 도면을 좀 더 쉽고 편하게 만들고 관리하기 위한 다양한 시도가 있었다. 전기 부문은 산업 분야에 따라 요구조건이 제각각이라 일률적으로 발전하지는 않았지만, 각 분야에서 부품에 대한 표준 심벌이나 도면 작성의 표준화가 꾸준하게 진행되었다. 하지만 이런 노력은 CAD를 기반으로 표준과 자동화 프로그램이 만들어졌다는 점에서 한계도 갖고 있었다.
맞춤형 프로그램은 표준 도면을 빠르게 만들 수 있지만 조금씩 업데이트되거나, 일률적이지 않은 고객의 요구사항에 맞추거나, 운영체제 등의 환경 변화에 취약한 점이 있다. 유능한 엔지니어나 프로그래머가 있어야 맞춤이 유지된다. 엔지니어링 상황과 주변 환경, 고객의 요구사항은 지속적으로 변하기 때문에, 이에 맞추기 위해서 지불해야 할 노력과 대가가 많은 것이다.
이와 같은 문제를 개선하기 위해서 2000년대 초반에는 CAD 애드온 제품이 고려되었다. 이런 제품들은 오토캐드나 마이크로스테이션, 오어캐드 같은 기존 CAD 기반에서 일반적인 고객의 요구사항과 국제 표준 도면을 제작할 수 있는 자동화 기능을 추가한 것이다.
주요 대기업을 중심으로 그 동안 자체적으로 개발하였던 표준이나 자동화 프로그램을 CAD 애드온으로 변환하여 생산성을 높이려는 시도도 이뤄졌다. 효성, 현대중공업, 현대자동차, SFA, 세메스, LS산전, ABB Korea 등 많은 기업이 CAD 애드온 제품을 구매하여 생산성 향상을 꾀하였다. 하지만 국제 표준의 기성화된 자동화는 자유로운 그래픽 기반의 CAD에 익숙해진 사용자에게 어려운 부분이 있었다. 또한 이런 어려움을 줄이기 위해서는 제품 공급사가 초기에 많은 선행투자를 진행해야 하는데, MCAD를 중심으로 하던 벤더사가 전기 설계를 이해하지 못하는 경우에는 제품의 기능을 중심으로 설명하는 수준에 그쳐 적절한 지원이 이뤄지지 못할 가능성도 있었다.
전기도면의 표준 방향을 정하고, CAD 중심으로 운영되던 도면 제작 관행을 바꾸고, 도면 자동화의 비전을 제시하는 것은 제품의 역량이라기 보다는 전달하는 엔지니어의 몫이다. CAD 애드온 제품이 국내에서 활성화되기 위해서는 전기 설계에 대해 충분한 지식을 갖고 있는 엔지니어나 컨설턴트를 통해 차근차근 전기 설계 시장을 개척할 필요가 있어 보였다.
이런 변화 속에서 국내 기업이 대형 해외 프로젝트를 수주하는 과정에서 해외에서 사용되는 ePLAN, ELCAD, Engineering Base, E3 그리고 SEE Electrical과 같은 주요 ECAE 제품이 국내에서 사용되기도 했다. 2008년 이전에는 본격적으로 활성화되지 않았지만 ECAE 솔루션이 국내 시장에 진출하면서, 유럽이나 미국에 비하면 4~5년 정도 늦었지만 국내에서도 ECAE 시장이 시작되었다고 할 수 있다.
업계에서는 국내 전기(Electrical)캐드 및 전기CAE를 포함한 전기 엔지니어링 솔루션 시장 규모를 현재 50억원 내외에서 향후 수년내 200억원까지 성장 가능할 것으로 정도로 추산하고 있다. 해외에 비하면 주요 글로벌 솔루션 업체의 진입이 늦는 등 다소 뒤처지는 면도 있지만 전기 엔지니어가 필요 없는 환경에서 손쉽게 사용할 수 있는 로엔드 솔루션, 복잡하고 설계변경이 잦은 하이엔드 시장을 겨냥한 솔루션, 특화 시장을 대상으로 하는 솔루션 등이 선보이고 있어 향후 시장 활성화를 모색하고 있는 상황이다.
또한 최근에는 솔리드웍스, 다쏘시스템, 인터그래프 등 캐드 밴더들도 전기 관련 솔루션을 내놓고 있다.
CAD, CAD 애드온, ECAE를 비교할 때 어느 한 쪽이 절대적인 우위를 갖는다고 보기는 어렵다. 기업 엔지니어링 환경의 복잡성이나 빈도 그리고 정보화 수준에 따라서 합리적인 솔루션을 선택하는 것이 중요하다. 이제는 국내에서도 전기 엔지니어링을 필요로 하는 기업이 상황에 따라 솔루션을 선택할 수 있는 시점에서 본격적인 전기 엔지니어링 시장이 시작되었다고 할 수 있을 것이다.
주요 전기 엔지니어링 솔루션AutoCAD Electrical■ 개발 : Autodesk, http://www.autodesk.com■ 공급 : 오토데스크코리아, 02-3484-3400, http://www.autodesk.co.kr오토캐드 일렉트리컬은 오토데스크 디지털 프로토타이핑 솔루션의 일부로, 전기 제어 시스템을 설계 및 문서화하는데 사용할 수 있는 소프트웨어이다.
전기 제어 시스템을 제작하고 변경할 수 있도록 오토캐드의 기능뿐 아니라 광범위한 전기 구성요소를 위한 특징과 기능 세트를 제공한다. 회로 구성, 와이어 번호 지정, BOM 제작 등의 작업을 자동화할 수 있고, 국제 제도 표준을 지원하며 포괄적인 기호 라이브러리를 포함한다.
또한 제어 시스템을 신속하고 정확하게 설계하는 데 필요한 도구를 제공하고, 전기 및 기계 설계 팀들이 오토데스크 인벤터와 와이어 연결 정보를 주고 받을 수 있어 디지털 프로토타입에 대해 협업할 수 있도록 지원한다.
Cofaso■ 개발 : Mert Bilgi Islem ltd., http://www.mertbilgi.com.tr■ 공급 : 서울데이타시스템, 02-2649-9345, http://www.esds.co.krCofaso는 일렉트리컬 시스템과 오토메이션 시스템을 디자인하고 자동으로 문서화하는 소프트웨어이다.
Cofaso의 PLC Schematic Generator는 제어 시스템 프로젝트에서 PLC I/O 스키매틱 도면을 자동화한다. PLC 도면에 Rack, Module, I/O Device and Function Text를 포함한 상세 정보에 대한 파라미터를 지원해, 사용자는 필요한 정보를 입력하고 이를 이용하며 실제 도면을 자동으로 생성할 수 있도록 지원한다.
이외에도 Raceway Multi-Pack, Web Publish, Cable Manager, Project Builder, XIN Drawing Conversion Software, Exdata-Data Linkage Utility 등 다양한 기능을 제공하는 소프트웨어들을 활용할 수 있다.
Elect-CAD■ 개발 및 공급 : 사차원소프트, 031-712-4001, http://www.fdim.co.krElect-CAD는 기존 전기 설비 관련 프로젝트에서 각각 분리되어 작업하던 설계, 견적, 각종 계산서 등의 작성을 하나의 패키지 프로그램으로 제공한다. 설계와 동시에 각종 계산서 작성 및 물량산출조서에 의한 견적서 등을 작성함으로써 작업 능률 및 프로젝트의 관리 효율을 높일 수 있도록 지원한다.
Elect-CAD는 각종 전기 심벌 및 툴을 제공하여 CAD에 익숙하지 않은 사용자도 손쉽게 설계 관련 분야에 접근할 수 있도록 돕는다.
또한 전기(내/외선), 통신, 소방설비, 아파트, 플랜트 등의 설비 관련 분야에 폭 넓게 사용될 수 있으며, 수작업 시에 발생할 수 있는 단위 및 치수, 수량 등의 계산 착오를 방지하고 수량 및 내역의 수정, 변경을 손쉽게 할 수 있도록 한다.
EPLAN Electric P8■ 개발 : EPLAN, http://www.eplan.de■ 공급 : 이플랜코리아, 070-8244-7700, http://www.eplan.co.krEPLAN Electric P8은 독일 Rittal의 자회사인 EPLAN에서 개발한 ECAE 솔루션으로, 하이엔드 시장을 겨냥한 전기 설계 자동화 솔루션이다.
반복적인 설계 문서 작업, 오류 확인, BOM 작성 등을 자동화하고 모든 부품 및 심벌을 데이터베이스에 등록해 관리함으로써 설계의 효율성과 신뢰성을 증대시킬 수 있도록 지원한다.
유/공압용 제어 설계 소프트웨어 EPLAN Fluid, 인클로저 제작 및 생산 자동화를 위한 EPLAN Pro Panel, P&ID 및 플랜트 설계 전용 소프트웨어 EPLAN PPE, 모듈식 설계 시스템을 구현하는 EPLAN Engineering Center 등 다양한 EPLAN 소프트웨어 및 마이크로소프트 소프트웨어 사이에 데이터베이스의 상호 정보 처리가 가능해 효용성을 높일 수 있다.
설계 시간과 비용 감소, 품질 향상, 효율적 데이터 관리를 통해 전기 프로젝트 설계를 좀 더 빠르고 효율적인 방법으로 진행할 수 있도록 지원한다.
E3.Series■ 개발 : Zuken, http://www.zuken.com■ 공급 : 한국주켄, 02-564-8031, http://www.zuken.co.krE3.Series는 산업 전반에 걸쳐 전기 배선 설계, 케이블링, 패널, 하네스 등의 설계 및 문서화를 쉽고 체계적으로 할 수 있도록 지원하는 솔루션이다.
전기/전자 논리 회로 설계 및 문서화를 지원하는 E3.schematic, 와이어링/케이블링/하네스 설계 및 문서화를 위한 E3.cable, 유압/공압/수압 등의 유체역학 관련 프로세스 다이어그램을 디자인하는 E3.fluid 등의 기본 모듈과 함께 패널 레이아웃과 와이어링, 설계 데이터의 열람과 검색, 하네스 제작 도면 작성 등의 기능을 위한 다양한 옵션 모듈을 제공한다.
SolidWorks Electrical■ 개발 : Dassault Systemes SolidWorks, http://www.3ds.com■ 공급 : 솔리드웍스코리아, 02-3270-8500, http://www.solidworks.co.kr
SolidWorks Electrical은 2D 개요도 설계 기능을 제공한다. 이를 통해 기계 및 각종 응용 프로그램에 내장되는 전기 시스템 개발을 간소화하고, 단일선 및 다중선 배선 도구로 전기 시스템을 계획할 수 있다.
promis·e V8i■ 개발 : 벤틀리, http://www.bentley.com■ 공급 : 벤틀리코리아, 02-557-0555, http://www.bentley.co.krpromis·e(프라미스) 제어 시스템 디자인 소프트웨어는 전기 제어 시스템 설계 제품의 선두 제품이다. 전기 배선도, 커넥션 목록, 패널 배치도, 자재물량 산출 등과 관련된 산업제어 시스템의 기능들을 통합하고 작업을 빠르고 정확하며 효율적으로 진행되도록 하고 있다. 오토캐드 또는 마이크로스테이션 위에서 운영되며, 스탠드 얼론 버전으로도 사용할 수 있다.
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작성일 : 2013-01-02