지멘스가 4월 20일~24일 독일 하노버에서 열리는 산업 박람회 ‘하노버 메세 2026’에 참가한다. 지멘스는 이번 박람회에서 산업 현장의 혁신을 가속하고 생산성과 효율성을 높이는 산업용 AI 기반 혁신 기술을 선보일 계획이라고 전했다. ‘미래를 위한 혁신의 가속화’라는 주제로 열리는 이번 전시에서 지멘스는 개방형 디지털 비즈니스 플랫폼 ‘지멘스 엑셀러레이터’와 생성형 AI 기반의 ‘산업용 AI 코파일럿’을 중심으로 제조 산업의 디지털 전환과 AI 전환을 지원하는 방법을 집중 조명한다. 지멘스 부스에서는 산업용 AI, 디지털 트윈, 소프트웨어 기반 기술이 현실과 디지털 세계를 어떻게 융합하는지 보여주는 시연과 시뮬레이션을 체험할 수 있다. 전시 공간은 이노베이션 허브, 소비재 산업을 위한 디지털 엔터프라이즈, 딥 다이브 등 세 가지 주제로 구성된다. 이노베이션 허브는 인공지능이 데이터를 기반으로 제품 설계를 최적화하는 단계부터 공정을 실시간으로 조정하는 적응형 생산 체계까지 지멘스의 핵심 기술력을 집약해 보여준다. 소비재 산업을 위한 디지털 엔터프라이즈 존에서는 산업용 AI 디지털 트윈을 기반으로 설계, 생산, 공급망, 운영을 유기적으로 연결하는 제조 방식을 제시한다. 반죽 제조 공정에 인공지능과 디지털 트윈 기술을 적용해 적응형 공장으로 전환한 미국 스낵 브랜드 프링글스의 사례가 대표적이다. 글로벌 식품 기업 펩시코는 지멘스 엑셀러레이터 포트폴리오를 활용해 설비 변경 없이도 문제의 90%를 사전에 식별하는 성과를 거두었다. 브라질 화장품 기업 나투라는 디지털 트윈 기술로 에센셜 오일 추출 공정의 효율성과 지속 가능성을 개선했다. 기술별 딥 다이브 존에서는 시스템 엔지니어링과 AI를 결합해 제품 개발 기간을 단축하고 디지털 트윈으로 공정을 사전에 검증하는 기술 기반을 소개한다. 모듈형 설계를 통한 장비 운영의 유연성 확보와 에너지 인프라 기술을 활용한 공장 운영 효율 개선 방안도 함께 전시한다. 항공우주, 전자, 산업용 장비, 데이터 센터 등 다양한 산업의 실제 적용 사례도 확인할 수 있다.     한편, 250명 이상의 전문가가 참여해 산업 AI와 관련된 180여 개의 주제를 다루는 프로그램도 현장에서 진행된다. 업계 리더와 기술 전문가들은 디지털 혁신의 실제 모습과 성공 사례를 발표하며, 산업 메타버스와 인공지능이 식음료 산업을 어떻게 변화시키는지에 대한 토론도 이어진다. 이 프로그램은 온라인 플랫폼을 통해 생중계된다. 한국지멘스의 정하중 대표이사는 “산업용 AI와 디지털 트윈을 비롯한 지멘스의 혁신 기술은 숙련 인력 환경 변화와 에너지 비용 증가 속에서 기업들이 효율적인 운영 방안을 찾는 데 도움이 될 것으로 기대한다”면서, “이번 박람회가 국내 기업들이 글로벌 제조 혁신의 방향을 이해하고 인공지능을 활용한 경쟁력 강화 가능성을 검토하는 계기가 되길 바란다”고 밝혔다.

심센터 HEEDS 더 깊게 살펴 보기 (4)   이번 호에서는 심센터 HEEDS(Simcenter HEEDS)의 핵심 최적화 엔진인 SHERPA의 성능을 비약적으로 가속화시키는 AI 시뮬레이션 프레딕터(AI Simulation Predictor) 기술에 대해 자세히 살펴본다. 지난 호에서 다룬 SHERPA의 지능형 탐색 방식에 AI의 예측 통찰력을 결합하여, 어떻게 해석 시간의 병목을 해결하고 검색 효율을 극대화하는지 조명할 예정이다. 이를 통해 고비용 해석 모델에서도 실질적인 리드타임을 단축하고 더 우수한 설계안을 도출해 내는 원리를 알아보고자 한다.   ■ 연재순서 제1회 심센터 HEEDS 커넥트와 MBSE 방법론 제2회 심센터 X MDO의 새로운 HEEDS 제3회 심센터 HEEDS SHERPA의 최적 검색 원리 제4회 최적 검색 가속화를 위한 AI 프레딕터 제5회 심센터 HEEDS 2604 업데이트 제6회 모두를 위한 제너럴 포털과 맞춤 설정 제7회 특별한 워크플로 구성 및 자동화 제8회 다양한 매개변수를 위한 태깅 모드 제9회 복잡한 설정을 한번에, 오토메이션 스크립트 제10회 파이썬 스케줄러와 HEEDS 연동 제11회 심센터 HEEDS 2610 업데이트 제12회 데이터 분석을 위한 HEEDSPy API   ■ 이종학 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어에서 심센터 HEEDS를 비롯하여 통합 설루션을 활용한 프로세스 자동화와 데이터 분석, 최적화에 대한 설루션을 담당하고 있다. 근사최적화 기법 연구를 전공하고 다양한 산업군에서 15년간 유한요소해석과 최적화 분야의 기술지원과 컨설팅을 수행하였다. 홈페이지 | www.sw.siemens.com/ko-KR 링크드인 | www.linkedin.com/in/jonghaklee-odumokgol   최적화의 병목, 해석 시간과 비용의 문제 고충실도(High-Fidelity) 해석의 딜레마 현대 엔지니어링 설계의 정점은 전산유체역학(CFD)이나 비선형 구조해석과 같은 고성능 계산 과정을 필수로 한다. 이러한 고충실도 해석은 제품 성능을 가상 공간에서 정밀하게 모사할 수 있게 해 주지만, 치명적인 약점이 있다. 복잡한 모델의 경우 1회 해석에 수 시간에서 수 일이 소요되기도 하며, 수백 번의 반복 계산이 필요한 최적화 과정에서 이는 극복하기 어려운 시간적 병목(bottleneck)이 된다.   MDAO 과정에서 직면하는 실제 문제들 연재의 배경이 되는 다분야 설계 분석 및 최적화(MDAO : Multidisciplinary Design Analysis and Optimization) 환경에서는 다음과 같은 네 가지 핵심 문제에 직면한다. 시뮬레이션 시간 & 계산 비용 : 장기간의 CAE 실행은 컴퓨터 자원의 점유와 라이선스 비용 부담을 가중시킨다. 신뢰성 : 시간 제약으로 인해 충분한 설계안을 검토하지 못하면 결과의 신뢰성이 떨어진다. 지식의 재사용 : 이전 프로젝트의 방대한 시뮬레이션 데이터를 현재 최적화에 제대로 자산화하지 못하는 한계가 있다. 시프트 레프트(shift left) : 제품 개발 초기 단계에서 오류를 발견하지 못하면 이후 단계에서 대규모 수정 비용이 발생한다.   기존 대안 : 전통적 최적화 프로세스와 근사 모델의 한계 해석 시간을 줄이기 위해 전통적인 설계 공간 탐색(design space exploration) 과정에서는 반응표면법(RSM)이나 크리깅(kriging)과 같은 근사 모델(surrogate model)이 널리 사용되어 왔다. 하지만 이러한 전통적인 방식은 프로세스 측면에서의 번거로움과 기술적 모델 구축 측면에서의 한계를 동시에 안고 있다.   그림 1   첫째, 전문가 중심의 복잡한 다단계 프로세스로 인한 고충(pain points)이 크다. 목적 정의부터 모델 단순화, 알고리즘 선택 및 튜닝, 탐색 수행, 결과 해석으로 이어지는 과정은 매우 정교한 전문 지식을 요구하며 다음과 같은 문제를 일으킨다. 모델 단순화의 오류 가능성 : 변수 선별이나 응답면 모델을 수동으로 생성하는 과정은 오류가 개입되기 매우 쉽다.(too error-prone) 알고리즘 선택 및 튜닝의 고비용 구조 : 적절한 검색 알고리즘을 결정하기 위해 수많은 반복 시도가 필요하며, 파플레이션 크기나 변이율 등 세부 매개변수 설정에 고도의 전문성이 요구되어 시간과 비용이 많이 든다.(too costly & too difficult) 제한적인 혁신 : 이러한 난이도 탓에 최적화 기술이 일부 전문가에 의해 매우 한정적인 문제에만 적용되어, 결과적으로 설계 혁신의 폭이 좁아지는 결과를 초래한다. 둘째, 기술적으로 구축된 근사 모델 자체가 가진 결정적인 한계가 존재한다. 초기 데이터 확보의 높은 비용 : 신뢰할 수 있는 모델을 구축하기 위해서는 설계 공간 전체에 걸쳐 상당수의 초기 샘플 해석이 선행되어야 하며, 고성능 CAE 환경에서는 이 초기 샘플링 과정 자체가 막대한 병목이 된다. 정적 구조의 경직성 : 한 번 구축된 모델은 최적화가 진행되는 동안 설계 공간의 특성 변화나 새로운 유망 영역의 발견을 실시간으로 반영하여 스스로 업데이트되지 않는다. 전역적 경향성과 국부적 정밀도의 딜레마 : 전체적인 경향성은 파악하지만 최적해 주변의 미세한 비선형적 거동을 포착하는 데 한계가 있어, 최종 설계안이 실제 해석 결과와 괴리를 보이는 경우가 빈번하다.   그림 2   반면, 심센터 HEEDS는 이러한 복잡한 중간 단계를 ‘Automated Search’ 하나로 통합하여 엔지니어가 본연의 설계 업무인 목적 정의와 결과 분석에만 집중할 수 있는 환경을 제공한다. 이번 호에서 다룰 AI 프레딕터(AI Predictor)는 이 혁신적인 자동 탐색 과정을 한 단계 더 가속하여 기술적 한계를 극복하고 진정한 설계 디스커버리(discovery)를 실현하는 핵심 기술이다.   기술 혁신 : Boosting SHERPA의 정의와 전략적 가치 AI 시뮬레이션 프레딕터란 무엇인가? 심센터 HEEDS의 AI 시뮬레이션 프레딕터는 최적화 검색 과정을 가속시키는 퍼포먼스 부스터(Performance Booster)이다. 단순히 정해진 데이터를 학습하는 것을 넘어, SHERPA 검색 프레임워크 상단에서 작동하는 AI 오버레이(AI Overlay) 기술을 통해 실시간으로 데이터를 학습(on-the-fly)하여 해석이 필요한 위치(DOE)를 지능적으로 선별한다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

실시간 3D 기술로 산업 전반의 디지털 혁신 주도   2025년은 혁신으로 가득한 한 해였다. 유니티의 파트너들은 다양한 산업 분야에서 획기적인 성과를 이뤄냈다. 자동차 산업에서 차량 내 경험을 혁신하는 것부터 의료 및 제조 분야의 새로운 영역을 개척하기까지, 고객들은 유니티를 활용하여 대담한 아이디어를 현실로 만들어 냈다. ■ 자료 제공 : 유니티 코리아   자동차 산업의 거침없는 혁신   자동차 산업은 2025년에 디지털 혁신을 가속화했으며, 유니티의 고객들이 이러한 추세를 주도했다. 실시간 3D 기술은 더 이상 미래지향적인 개념이 아니라 최신 차량 디자인, 엔지니어링 및 차량 내부 경험의 핵심 요소이다. 자동차 산업의 리더들은 유니티를 활용하여 더 효율적인 워크플로를 구축하고 고객에게 더욱 몰입도 높은 경험을 제공했다. 대표적인 성공 사례로 BMW 그룹에서는 유니티 애셋 매니저(Unity Asset Manager)를 사용하여 복잡한 3D 애셋을 성공적으로 관리하며 디지털 성장을 추진했다. 글로벌 제조업체에게 방대한 디지털 애셋 라이브러리를 관리하는 것은 큰 부담이 된다. BMW는 이 프로세스를 간소화하면서 일관성을 유지하고 개발 사이클을 가속화했다. 이렇게 하면 더 빠르게 반복 작업을 수행하고 더 신속하게 탁월한 품질로 시장을 혁신할 수 있다.   ▲ 출처 : 도요타 자동차   ▲ 출처 : BMW 그룹   마찬가지로 도요타와 렉서스는 차세대 HMI(인간–기계 인터페이스) 개발의 경계를 넓혔다. 이들은 유니티를 통해 직관적이면서도 풍부한 시각적 정보를 기반으로 운전자와 탑승자 모두를 만족시킬 수 있는 차량 내부 시스템을 디자인했다. 또한 메르세데스 벤츠는 차량 내부 경험의 완성도를 높이는 데 계속해서 집중하며, 몰입도 높고 반응성이 뛰어난 인터페이스를 개발하여 주행 경험의 품질을 한층 더 끌어올리고 있다.   의료 및 생명과학 분야의 혁신적인 발전 의료 산업은 환자의 치료 결과를 개선하고, 의학적 교육을 강화하며, 복잡한 생물학적 데이터를 시각화하는 데 기술을 활용하면서 발전을 지속해 왔다. 유니티의 실시간 3D 기능은 이러한 발전의 핵심으로, 수술 시뮬레이터부터 인터랙티브 환자 교육 플랫폼까지 모든 것을 구축할 수 있는 툴을 제공한다.   ▲ 출처 : 메드트로닉   2025년, 필립스는 의료 현장에서 일상 생활까지 이어지는 의료 혁신을 계속해서 선도했다. 이들의 성공 사례는 몰입형 기술이 임상 절차와 가정 내 환자 치료를 모두 지원하여 의료 접근성과 효과를 높일 수 있음을 보여 준다. 또한 메드트로닉(Medtronic)은 유니티를 사용하여 로봇 수술용 디지털 트윈을 구축했다. 이러한 가상 복제본을 활용하면 정밀도 높은 데이터 기록, 플레이백 및 시각화를 통해 외과의들이 기술을 개선하고 시술 성공률을 높일 수 있다.   ▲ 출처 : 랜덤42   랜덤42(Random42)는 의료 시각화 분야에서 큰 도약을 이루며 새로운 가능성을 보여 주었다. 이들은 유니티를 활용하여 복잡한 생물학적 프로세스를 정확하게 시각화함으로써 과학 및 의학 관련 정보를 전달하는 방식을 혁신하고 있다. 연구자, 의사 및 환자들은 이러한 발전을 통해 질병의 메커니즘과 새로운 치료법의 가능성을 더 손쉽게 이해할 수 있다.   더 스마트하고 빠르고 효과적인 제조 방식 효율, 안전성, 혁신은 제조업의 핵심 요소이다. 유니티 고객들은 실시간 3D가 이 세 가지 목표를 모두 달성하는 데 얼마나 효과적인지를 보여 주었다. 직원 교육부터 공장 현장 시뮬레이션까지, 유니티는 제조업체가 생산의 미래를 구축해 나가도록 지원하고 있다.   ▲ 출처 : SEW 유로드라이브 & 리얼버추얼.아이오   SEW 유로드라이브(SEW-EURODRIVE)는 유니티를 모비킷 맞춤형 심인터페이스(MOVIKIT Custom SimInterface) 및 리얼버추얼.아이오(realvirtual.io)에 통합하여, 엔지니어가 위험 부담 없는 디지털 트윈 환경에서 자동화 로직을 테스트하고 개선할 수 있도록 함으로써 가상 시운전에 혁신을 가져왔다. 이러한 접근 방식 덕분에 시운전 시간을 70% 단축하여 ROI를 더 빠르게 달성하고 현장 물류 오류를 최소화할 수 있게 되었다.   ▲ 출처 : 지멘스 & 에듀케이션XR   인력 교육 분야에서도 진전이 있었다. 지멘스는 몰입형 XR(확장현실) 교육 모듈을 통해 전기 분야 인력의 교육 방식을 혁신하여, 안전하고 확장 가능하며 효과적인 학습 경험을 제공한다. 비슷하게 브리지스톤 아메리카(Bridgestone Americas)는 자체 개발 VR 애플리케이션으로 엔지니어링 운영을 혁신하여, 팀이 공유 가상 공간에서 협업하고 문제를 해결할 수 있게 함으로써 실물 프로토타입과 출장의 필요성을 줄였다.   리테일 및 고객 참여에서의 혁신 리테일 산업 환경은 그 어느 때보다 경쟁이 치열하며, 고객 참여가 성공의 열쇠라고 할 수 있다. 많은 리테일 브랜드가 유니티를 통해 독특하고 개인화된 인터랙티브 경험을 구축하여 고객의 관심을 사로잡고 성과를 창출하고자 했다.   ▲ 출처 : 콜러   콜러(Kohler)는 고객 참여를 확대하기 위해 인상적인 3D 콘텐츠를 제공하기 시작했다. 제품 카탈로그를 인터랙티브 3D 애셋으로 변환하여 제공하기 때문에, 고객은 집에서도 편안하게 제품을 상세히 살펴보고 더 확실한 구매 결정을 내릴 수 있다.   ▲ 출처 : 렌 키친스   렌 키친스(Wren Kitchens)는 유니티를 통해 디자인 및 시각화 프로세스를 개선하여, 고객에게 향후 주방의 명확한 모습을 보여 주는 동시에 자체 운영 워크플로를 최적화했다. 이는 몰입형 경험이 고객 만족도와 비즈니스 효율을 동시에 높일 수 있는 방법을 보여 주는 사례이다.   미래의 몰입형 월드 구축 유니티는 산업의 경계를 넘어 스마트 시티 및 상호 연결된 가상 월드를 포함한 차세대 디지털 경험의 기반을 제공하고 있다. 이처럼 야심찬 프로젝트에는 방대한 데이터 세트를 처리하고 실시간 성능을 제공할 수 있는 플랫폼이 필요하며, 유니티 고객은 이러한 과제를 성공적으로 해결했다. 동적 스마트 디지털 트윈 구축 분야에서는 큰 폭의 진전이 있었다. 스마트 디지털 트윈 프로젝트에서는 실제 데이터를 활용하여 몰입형 시뮬레이션을 구축함으로써, 계획 담당자가 교통 체계를 모델링하고 환경 영향을 분석하며 더욱 긴밀하게 연결된 시설을 설계할 수 있도록 지원한다. 아크GIS(ArcGIS)와 유니티의 협업에 따른 결과로, 코퍼스 크리스티 항구와 디 액셀러레이션 에이전시(The Acceleration Agency)는 실제 데이터와 창의적인 비전을 결합하여 지리적으로 정확하면서도 풍부한 디지털 트윈을 구축할 수 있었다.   ​​​​​​​ ▲ 출처 : 루비   루비(ROUVY)는 유니티를 통해 실제 동영상, 3D 데이터, 라이브 센서 입력을 초현실적인 증강현실(AR) 루트로 블렌딩하여 실내 사이클링에 혁신을 가져왔다. 루비 루트 크리에이터(ROUVY Route Creator)와 같은 기능을 통해 사용자는 자신이 직접 촬영한 동영상과 GPS 데이터를 ‘실제로 주행할 수 있는’ AR 라이딩 경험으로 변환할 수 있으며, 그 결과 매주 20TB에 달하는 새로운 콘텐츠가 추가된다. 톰톰(TomTom)은 맵 디자인 및 시각화 워크플로에 주력하며, 유니티를 활용하여 가상 월드에 자동차 내비게이션 소프트웨어를 결합한 시뮬레이션 환경을 구축한다.   ▲ 출처: 구글 맵스   구글 맵스(Google Maps)는 안드로이드 XR용 몰입형 뷰로 내비게이션을 재정의하여 사용자가 도시, 랜드마크, 장소를 세밀한 3D 디테일로 둘러볼 수 있는 방법을 제공했다. 유니티 기반의 이 애플리케이션은 2D 맵에서 몰입도 넘치는 경험으로 매끄럽게 전환되며, 여행 계획과 탐험에 있어 높은 완성도를 제공한다.     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

디지털 지식전문가 조형식의 지식마당   과거 십수 년간 전 세계 기업들을 관통한 화두는 ‘디지털 전환(digital transformation : DX)’이었다. 아날로그 데이터를 디지털화하고, 클라우드와 모바일 환경을 구축하며 비즈니스의 민첩성을 확보하는 것이 생존의 필수 조건이었다. 하지만 이제 시대의 흐름은 단순한 디지털화를 넘어 ‘AI 전환(AI transformation : AX)’이라는 새로운 국면으로 접어들고 있다.   그림 1. 디지털 전환의 진화   기술의 도입을 넘어 조직의 재설계로 많은 이가 디지털 전환을 IT 인프라의 현대화나 소프트웨어 도입 정도로 오해하곤 한다. 그러나 디지털 전환의 진정한 가치는 기술 그 자체가 아니라, 기술을 중심에 두고 ‘조직을 재설계하는 것’에 있었다. 기존의 파편화된 업무 프로세스를 통합하고, 데이터가 흐르는 구조를 만들어 의사결정의 근거를 마련하는 과정이 바로 DX의 핵심이었다. 하지만 데이터가 쌓이는 것만으로는 충분하지 않다. 방대한 데이터 속에서 의미를 추출하고, 이를 실시간 비즈니스 액션으로 연결해야 하는 과제가 남았다. 여기서 AI 전환의 필요성이 대두된다. 특히 디지털 스레드(digital thread)는 의미 없는 데이터를 연결하여 맥락(context)를 주고 스토리텔링(storytelling)을 만들어서 인간의 감성을 움직인다. 예를 들어서 대부분의 사람들이 매일 스마트폰으로 엄청난 양으로 사진을 찍지만, 대부분을 관리하지 않는다. 그리고 이 사진은 필요할 때 찾지 못해서 사용하지 못하고 있다. 이것은 현대 사회의 일면이다. 자료를 엄청나게 생성하지만 사용하기는 쉽지 않다는 것이다. 기업의 데이터도 마찬가지이다. 또한 이것은 디지털 트윈(digital twin : DT)의 형태로 인간의 현실 세계(real world), 증강현실/가상현실 (AR/VR) 그리고 메타버스(metaverse)의 영역까지 연결할 수 있다. 이것은 미래 기업의 존재 방식이 어떤 형태든 가질 수 있다는 것이다.   AI 전환 : 조직을 하나의 지능으로 만드는 과정 AI 전환은 단순히 업무에 챗봇을 도입하거나 분석 도구를 활용하는 수준을 의미하지 않는다. AX의 진정한 지향점은 ‘조직을 하나의 지능으로 만드는 것’이다.   그림 2. 인지 디지털 전환의 형태   기존의 조직이 각 부서의 매뉴얼과 개인의 경험에 의존해 움직였다면, AI 전환을 이룬 기업은 조직 전체가 유기적으로 연결된 하나의 거대한 지능체처럼 작동한다. 마케팅의 데이터가 생산으로 흐르고 고객의 피드백이 실시간으로 제품 설계에 반영되는 구조, 즉 데이터와 알고리즘이 조직의 혈관 역할을 하며 판단과 실행을 주도하는 상태를 의미한다. 그리고 이런 조직은 현실 세계와 연동되는 디지털 트윈의 형태가 될 수도 있고, 가상의 형태가 될 수 있다.   효율적 집단에서 지능 시스템으로의 진화 AI 전환을 통해 기업은 단순한 ‘효율적 집단’에서 ‘지능적 시스템’으로 진화한다. 이러한 진화는 세 가지 차원에서 기업의 존재 방식을 재정의한다. 첫 번째 – 더 빠른 학습 : 시장의 변화와 고객의 패턴을 실시간으로 흡수하여 조직의 지식 자산으로 축적한다. 인공지능의 최대의 장점은 일반적인 학습이다. 두 번째 – 더 정확한 판단 : 인간의 편향이나 정보의 누락 없이, 방대한 데이터를 기반으로 최적의 의사결정을 내린다. 인간은 물론 인공지능도 편향을 가지고 있다. 세 번째 – 더 창의적인 행동 : 반복적이고 소모적인 판단 업무에서 벗어난 인적 자원이 더 높은 차원의 전략과 창의적 비즈니스 모델 창출에 집중한다. 아직도 인공지능은 창의적 생각을 하기는 부족하지만, 인간은 인공지능의 도움을 받아 더 효과적으로 창의성을 발휘할 수 있다. 제조업 분야에서는 피지컬 AI(physical AI)와 자율 제조 시스템(autonomous manufacturing system)의 연결이 될 것이다. 그러나 우리의 기대처럼 될 것 같지는 않다. 부분적으로 실현될 가능성이 높다. 현실적으로 아직도 해결해야 할 과제가 너무 많이 있다. 미래에 대해서 누구나 이야기할 수 있다. 왜냐면 미래는 증명할 필요가 없이 그럴듯하고 듣기 좋은 이야기가 항상 인기 있기 때문이다.   리스크 : AI 전환은 동시에 ‘위험 전환’ AI 전환은 강력한 기회인 동시에, 전례 없는 리스크를 동반한다. 주요 리스크는 데이터 프라이버시, 알고리즘 편향성, 설명 불가능성, 규제 리스크(예 : EU AI Act)이다. 특히 중요한 것은 ‘AI는 정확할 수는 있지만, 항상 공정한 것은 아니’라는 것이다. 따라서 기업은 반드시 설명 가능한 인공지능(explainable AI : XAI)와 윤리적 AI 가이드라인 지속적 감사 체계를 구축해야 한다.   그림 3. AI 시대의 단계   맺음말 : 지능의 확장이 가져올 미래 디지털 전환은 이제 AI 전환으로 진화하고 있다. 우리가 반드시 기억해야 할 점은, 디지털 전환의 궁극적인 목표가 단순한 자동화나 비용 절감을 통한 효율화가 아니라는 사실이다. 그 본질은 ‘인간 조직의 지능을 확장하는 것’이다. AI 전환은 바로 이 지점에서 시작된다. 기업은 이제 기술을 도구로 사용하는 단계를 지나 스스로 더 빠르게 학습하고, 더 정확하게 판단하며, 더 창의적으로 행동하는 ‘지능적 시스템(intelligent system)’으로 거듭나야 한다. 결국 디지털 전환이 ‘조직을 재설계하는 것’이었다면, AI 전환은 그 설계를 바탕으로 ‘조직을 하나의 살아있는 지능으로 만드는 것’이다. 이 거대한 흐름 속에서 AI를 조직의 일부로 내재화하는 기업만이 미래 경쟁력을 선점하게 될 것이다. 우리는 이것은 인지적 디지털 전환(cognitive digital transformation) 이라고 부를 지도 모른다.   ■ 조형식 항공 유체해석(CFD) 엔지니어로 출발하여 프로젝트 관리자 및 컨설턴트를 걸쳐서 디지털 지식 전문가로 활동하고 있다. 현재 디지털지식연구소 대표와 인더스트리 4.0, MES 강의, 캐드앤그래픽스 CNG 지식교육 방송 사회자 및 컬럼니스트로 활동하고 있다. 보잉, 삼성항공우주연구소, 한국항공(KAI), 지멘스에서 근무했다. 저서로는 ‘ PLM 지식’, ‘서비스공학’, ‘스마트 엔지니어링’, ‘MES’, ‘인더스트리 4.0’ 등이 있다.     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

지멘스가 중국 베이징에서 열린 ‘지멘스 RXD 서밋’에서 실험 단계에 머물던 산업용 AI를 공장과 인프라, 공급망 전반에 대규모로 배포하는 전략을 공개했다. 인공지능(AI) 기술을 디지털 세계에서 실물 경제로 빠르게 이식하겠다는 것이다. 2000여 명의 고객사와 파트너, 개발자가 참석한 이번 행사에서 지멘스 롤랜드 부시(Roland Busch) 회장 겸 CEO는 “AI를 현실 세계에 구현하기 위해서는 뛰어난 모델 그 이상의 요소가 필요하다”고 강조했다. 데이터와 소프트웨어, 지능형 하드웨어를 연결하는 ‘산업용 AI 운영체제’라는 기술 스택이 필수라는 설명이다. 지멘스는 개방형 디지털 비즈니스 플랫폼인 ‘지멘스 엑셀러레이터(Siemens Xcelerator)’를 통해 이러한 역량을 결합하고 산업용 AI를 대규모로 보급하고 있다.   ▲ 지멘스 롤랜드 부시 회장 겸 CEO   이를 위해 지멘스는 26개의 신제품을 출시하는 동시에 알리바바와의 전략적 파트너십을 심화하기로 했다. 이번 협력은 글로벌 혁신과 중국 현지의 혁신을 결합해 산업 인프라, 자동화, AI 기반 애플리케이션 전반을 아우르는 것을 목표로 한다. 중국 지멘스의 샤오 송(Xiao Song) 회장 겸 CEO는 “강력한 생태계만이 AI의 막대한 잠재력을 실현할 수 있다”면서, 지멘스의 기술력과 중국의 혁신 속도 및 산업 규모를 결합해 고품질 성장을 지원하겠다고 밝혔다. 고급 시뮬레이션과 산업용 AI에 대한 접근성도 확대된다. 지멘스와 알리바바 클라우드는 파트너십 확대를 통해 중국 고객에게 서비스형 인프라(IaaS) 형태의 CAE 역량을 제공할 계획이다. 지멘스의 시뮬레이션 포트폴리오를 알리바바 클라우드의 고성능 컴퓨팅 환경에 구축함으로써, 엔지니어링 팀은 복잡한 시뮬레이션을 더욱 효율적이고 유연하게 수행할 수 있게 된다. 양사는 알리바바의 거대 언어 모델(LLM)인 ‘통의천문(Qwen)’을 지멘스의 제품 수명주기 관리(PLM) 소프트웨어에 적용하는 방안도 모색한다. 양사는 이를 통해 AI가 지원하는 엔지니어링 워크플로와 지능형 제품 개발의 새로운 가능성을 열 것으로 기대하고 있다. AI 시대를 위한 인프라 구축에도 속도를 낸다. 지멘스 기술은 알리바바 클라우드의 장베이 데이터 센터와 같은 대규모 시설의 가동을 뒷받침하고 있다. 지멘스는 지능형 산업 운영에 필요한 데이터 흐름과 시스템 통합을 가능하게 하는 산업용 연결 설루션을 선보였다. ▲대규모 AI 워크로드를 처리하는 시스템의 안정적 가동을 돕는 인프라 보호 기술 ▲고성능 데이터 센터의 에너지 밀도를 효율적으로 관리하기 위해 현지에서 개발된 차세대 직류(DC) 차단기 ▲에너지 집약적 환경에서 냉각 효율을 최적화하고 소비 전력을 줄이는 AI 기반 냉각 설루션 등이 대표적이다. AI 기반 제조를 위한 실행 계층도 강화한다. 현대적 제조 시스템은 지능을 생성하는 것뿐만 아니라 이를 현장에서 직접 실행할 수 있어야 한다. 지멘스는 중국 현지 혁신 모델과 결합된 새로운 에지, 자동화, AI 설루션을 도입했다. 생산 라인의 두뇌 역할을 하며 기계들을 실시간으로 조율하는 차세대 프로그래밍 가능 로직 컨트롤러(PLC)는 성능과 메모리 용량이 대폭 향상됐다. 또한 디지털 명령을 정밀한 로봇 동작으로 변환하는 컴팩트 서보 시스템 등 고급 모션 기술을 통해 현장 실행력을 높였다. 아울러 지멘스는 산업 운영 최적화를 위한 AI 애플리케이션도 공개했다. 예측 보전 소프트웨어는 핵심 자산의 운영 데이터를 분석해 이상 징후를 조기에 감지함으로써 가동 중단으로 인한 손실을 방지한다. 이러한 혁신 기술은 산업용 AI의 실행 계층을 강화해 디지털 통찰력을 실제 생산 환경의 실질적인 행동으로 전환하는 역할을 한다.

지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, 지멘스 EDA 사업부는 자사의 스마트 검증 소프트웨어 포트폴리오인 퀘스타 원에 에이전틱 AI 워크플로를 적용한 ‘퀘스타 원 에이전틱 툴킷(Questa One Agentic Toolkit)’을 발표했다. 이번 툴킷은 반도체 설계 검증의 전 과정을 가속해 신뢰할 수 있는 레지스터 전송 수준(RTL) 최종 승인을 빠르게 달성하도록 돕는다. 최근 3D 집적회로와 칩렛 기반 아키텍처 등 설계 복잡성이 커지면서 검증 생산성 격차가 벌어지고 있다. 지멘스에 따르면 퀘스타 원 에이전틱 툴킷은 기존의 개별 툴 중심 상호작용을 에이전틱 AI 기반의 지능형 다단계 워크플로로 전환한다. 이 시스템은 복잡한 작업을 추론하고 실행하면서도 중요한 의사결정 단계마다 엔지니어의 감독을 유지하는 것이 특징이다. 퀘스타 원 에이전틱 툴킷은 지멘스의 에이전틱 및 생성형 프레임워크인 퓨즈 EDA(Fuse EDA) AI 시스템과 원활하게 연동된다. 지멘스 환경을 원하는 고객에게 최적화된 성능을 제공하는 동시에, 개방형 아키텍처를 채택해 다른 에이전틱 플랫폼과도 통합할 수 있다. 표준화된 인터페이스를 통해 다양한 플랫폼에서 일관되게 작동하며 기존 투자 자산을 보호한다.     지멘스는 검증 엔진 전문성과 심층 AI 통합, 고객 선택권 세 가지 요소를 차별점으로 내세웠다. 자체 개발한 모델 컨텍스트 프로토콜을 통해 툴을 에이전틱 프레임워크에 노출하며, 엔비디아의 라마 네모트론(NVIDIA Llama Nemotron) 등을 활용해 실시간으로 검증 상태를 이해한다. 또한 깃허브 코파일럿이나 클로드 코드 등 주요 AI 코딩 애플리케이션과 함께 사용할 수 있는 유연성을 갖췄다. 툴킷에 포함된 주요 에이전트는 설계와 검증의 효율을 높인다. RTL 코드 에이전트는 자연어 설명으로 합성 가능한 코드를 생성하고 규칙 위반을 점검한다. 린트 에이전트(Lint Agent)와 CDC 에이전트는 각각 설계 오류와 클록 도메인 크로싱(Clock Domain Crossing) 검증을 최적화하며, AI 기반의 자동 수정 제안을 통해 품질을 확보한다. 이외에도 검증 계획 에이전트(Verification Planning Agent)는 설계 사양을 분석해 검증 계획을 자동으로 생성하며, 디버그 에이전트는 파형과 로그 파일을 분석해 근본 원인 파악을 돕는다. 이러한 에이전트들은 전문가가 개발한 프롬프트 라이브러리를 기반으로 퀘스타 원의 다양한 툴과 MCP를 활용해 직접 연동된다. 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어의 아비 콜펙워 수석 부사장은 “퀘스타 원 에이전틱 툴킷은 연결성과 데이터 기반 원칙을 바탕으로 고객이 AI 가속을 통해 설계 및 검증 클로저를 달성하도록 지원한다”면서, “인간의 전문성과 판단을 유지하면서도 지능형 에이전틱 AI 워크플로로 강화된 포괄적인 검증 설루션을 제공한다”고 밝혔다.

엔비디아는 GTC 2026에서 케이던스, 다쏘시스템, PTC, 지멘스, 시높시스 등 글로벌 산업용 소프트웨어 선도 기업과의 협력 내용을 소개했다. 이번 협력은 엔비디아 쿠다-X, 엔비디아 옴니버스, GPU 가속 산업용 소프트웨어를 제공해 설계와 엔지니어링, 제조 과정을 혁신하는 데 목적을 둔다. 이를 통해 삼성, SK하이닉스, HD현대, TSMC 등 주요 기업들은 AI 기반 에이전틱 설루션을 활용해 업무 효율을 높일 수 있게 된다. 엔비디아의 설루션은 아마존웹서비스, 구글 클라우드, 마이크로소프트 애저, 오라클 클라우드 인프라스트럭처 등 주요 클라우드 서비스와 델, HPE, 슈퍼마이크로 등 제조사의 가속 시스템에서 구동된다. 엔비디아 젠슨 황 CEO는 “피지컬 AI와 자율형 AI 에이전트가 산업 전반을 근본적으로 재창조하는 새로운 혁명이 시작됐다”고 평가하면서, “엔비디아는 글로벌 생태계를 하나로 묶어 모든 산업이 이러한 비전을 실현할 수 있도록 전례 없는 규모와 속도를 지원하는 풀스택 가속 컴퓨팅을 제공하고 있다”고 덧붙였다.     주요 산업 소프트웨어 기업들은 AI 에이전트를 자사 플랫폼에 도입해 복잡한 워크플로를 간소화한다. 케이던스의 칩스택 AI 슈퍼에이전트는 반도체 설계와 검증 작업을 수행하며, 다쏘시스템은 3D익스피리언스 플랫폼에서 역할 기반 AI 에이전트인 버추얼 동반자를 구축해 워크플로를 관리한다. 지멘스의 퓨즈 EDA AI 에이전트와 시높시스의 에이전트엔지니어 역시 반도체와 시스템 설계의 자율성을 높이는 데 기여한다. 자동차와 항공우주 분야에서도 가속 컴퓨팅의 성과가 나타나고 있다. 혼다는 엔비디아 그레이스 블랙웰 플랫폼을 활용해 공기역학 시뮬레이션을 기존 CPU 대비 34배 빠르게 수행하며 개발 주기를 단축했다. JLR과 메르세데스 벤츠는 지멘스의 심센터 스타-CCM+ 소프트웨어를 활용해 엔지니어링 워크플로를 혁신하고 있다. 항공우주 분야의 어센던스는 엔비디아 GPU로 구동되는 케이던스 피델리티를 사용해 복잡한 공기역학 시뮬레이션을 단 하루 만에 수행하는 성과를 거뒀다. 에너지와 반도체 제조 분야의 효율 역시 향상됐다. 솔라 터빈은 10억 셀 규모의 연소기 시뮬레이션을 14시간 만에 수행해 청정 에너지 설루션 혁신을 가속화한다. 삼성과 SK하이닉스는 엔비디아 가속 기술이 적용된 델과 HPE의 시스템을 도입해 DRAM과 플래시 메모리 생산을 위한 물리적 검증 과정을 간소화하고 있다. TSMC와 미디어텍 역시 엔비디아 가속 도구를 활용해 첨단 제조와 칩 설계 속도를 높이는 중이다. 산업용 디지털 트윈 기술은 스마트 공장과 물류 혁신을 뒷받침한다. 지멘스의 디지털 트윈 컴포저는 폭스콘, HD현대, 펩시코 등이 대규모 산업용 메타버스 환경을 구축할 수 있도록 지원한다. PTC는 엔비디아 아이작 심을 활용해 로봇 시스템을 가상 환경에서 설계하고 검증할 수 있는 워크플로를 발표했다. 키온은 자율주행 창고 설루션을 고도화하고 있으며 물류 서비스 기업인 GXO는 엔비디아 젯슨 기반의 자율주행 지게차를 훈련하고 테스트하며 운영 효율을 높이고 있다.

한국공작기계산업협회가 주최하는 ‘제21회 서울국제생산제조기술전(SIMTOS 2026)’이 4월 13일~17일 일산 킨텍스(KINTEX) 제1, 2전시장에서 개최된다. 전체 전시 면적이 102,431㎡에 이르는 이번 행사는 ‘AI Autonomous Manufacturing Meets Talent(AI 자율제조, 인재와 연결하다)’를 주제로 내걸었다. 전 세계 35개국에서 1300개 기업이 참가하며 규모는 6000부스에 이른다. SIMTOS 사무국은 5일간 해외 방문객 5000명을 포함해 약 10만 명의 참관객이 전시장을 찾을 것으로 전망하고 있다. 한국공작기계산업협회의 박재현 사업본부장은 3월 10일 열린 기자간담회에서 “행사를 한 달 앞둔 시점에서 사전등록자가 전회 대비 20% 이상 늘어나 코로나19 이전 수준을 회복할 수 있을 것”이라고 기대감을 나타냈다.   ▲ 기자간담회에서 한국공작기계산업협회 박재현 사업본부장이 SIMTOS 2026에 대해 소개했다.   킨텍스 제1전시장에는 금속절삭 및 금형기술관, 소재부품 및 제어기술관, 툴링 및 측정기술관이 마련된다. 절삭가공 장비부터 핵심 부품과 제어기술, 공구 및 측정 설루션까지 생산제조 기술의 흐름을 한눈에 확인할 수 있다. ‘금속절삭 및 금형기술관’에는 DN솔루션즈, 스맥, 위아공작기계, 화천기계 등 국내 주요 기업과 화낙, 한국야마자키마작 등 글로벌 기업이 참가한다. 이들 기업은 머시닝센터, 터닝센터, CNC 자동선반, 복합가공기 등 최신 장비를 소개한다. 특히 CNC 국산화 기술개발을 위해 설립된 합작법인 ‘KCNC(케이씨엔씨)’가 참가해 국내 CNC 기술력을 선보일 예정이다. ‘소재부품 및 제어기술관’은 장비 성능을 결정하는 핵심 유닛과 지능화 제어기술을 집중적으로 다룬다. 공작기계 유닛, 이송 및 구동계, 모터와 센서, 제어시스템 등이 전시된다. 삼천리기계, 서암기계공업, 한성GT 등 국내 기업과 지멘스, NSK 등의 글로벌 기업이 참여한다. ‘툴링 및 측정기술관’에서는 정밀 절삭공구와 첨단 측정 설루션이 소개된다. 한국야금, 와이지-원, 한국OSG 등 국내 공구기업과 미쓰도요, 헥사곤, 칼자이스, 마르포스 등 글로벌 기업이 참여한다. 이들은 비접촉 품질관리 기술과 머신비전, 3차원 스캐닝 시스템 등을 선보인다. 제1전시장이 금속절삭가공 기반의 정밀 설루션 중심이라면 제2전시장 9~10홀은 판금과 소성가공 중심이다. 이곳은 대면적과 대출력 생산기술을 아우르는 공간으로 꾸며진다. ‘절단가공 및 용접기술관’과 ‘프레스 및 성형기술관’에서는 레이저, 워터젯, 로봇용접 등 고효율 기술이 전시된다. 에이치케이, 트럼프, 아마다 등 주요 기업이 디지털 기반의 자동화 기술을 선보인다. 프레스 및 성형 분야에서도 글로벌 기업과 국내 전문기업이 참여해 자동화 흐름을 제시한다. 킨텍스 제2전시장 7~8홀에서 운영되는 로봇 및 디지털제조기술 특별전(M.A.D.E. in SIMTOS)은 미래 제조 플랫폼을 보여준다. AI 자율제조 시대의 핵심 기술이 이곳에 집약된다. 인터엑스, 레인보우로보틱스, 뉴로메카 등 국내 기업과 글로벌 로봇 기업이 참여해 디지털 트윈, AI 공장, MES, 통합 자동화 설루션, 3D 프린팅, 엔지니어링 소프트웨어 등 제조 DX 전주기 기술을 선보인다. 특별전 내 ‘Machine on AI 테마관’에서는 글로벌 표준 기반의 AI 자율제조 실증 시연이 진행된다. 이를 통해 장비 중심의 전시를 넘어 데이터 기반 자율제조로 확장되는 기술 흐름을 현장에서 직접 확인할 수 있다. SIMTOS 2026 기간에는 다양한 부대행사가 열린다. 글로벌 제조 트렌드 공유부터 신제품 발표회, 첨단 기술 정보 교류까지 전문가와 실무자를 위한 프로그램이 운영된다. 글로벌 제조 AX 혁신 콘퍼런스는 ‘AI-Driven Next-Generation Manufacturing’이라는 주제로 열린다. 10개 세부 주제별로 60여 개의 세션이 발표된다. 피지컬 AI, 디지털 트윈, 다크팩토리 등 최신 트렌드와 수요산업의 혁신 전략을 공유한다. 생산제조 분야 여성 인재를 위한 ‘여성 엔지니어 네트워크 포럼’도 열린다. 산업계 여성 리더의 강연과 멘토링 프로그램이 진행된다. ‘오픈스테이지 세미나’에서는 참가업체의 혁신적인 신제품과 신기술이 발표된다. 이 밖에도 채용 플랫폼인 커리어커넥트가 온·오프라인으로 운영된다. 바이어 상담회(MatchMaking4U), 테크니컬 가이드 투어, 스마트 스탬프 투어 등 참관객을 위한 참여형 프로그램도 마련된다. SIMTOS 사무국은 “글로벌 제조업은 데이터 기반 의사결정과 AI 융합 기술이 경쟁력을 좌우하는 전환기에 놓여 있다”면서, “SIMTOS 2026은 대한민국 제조혁신의 방향을 가늠하는 전략적 플랫폼으로서, 글로벌 기술 트렌드를 분석하고 새로운 비즈니스 기회를 모색하는 자리가 될 것이다. 절삭가공부터 로봇과 디지털 제조까지 전 공정을 아우르는 통합 플랫폼 SIMTOS를 통해 제조업의 미래를 준비하길 바란다”고 전했다.

심센터 HEEDS 더 깊게 살펴 보기 (3)   이번 호에서는 심센터 HEEDS(Simcenter HEEDS)의 핵심 최적화 엔진인 SHERPA Search Framework에 대해 자세히 살펴본다. 기존의 전통적인 최적화 알고리즘과 비교 분석하여, SHERPA(셰르파)만이 가지는 차별화된 탐색 방식과 뛰어난 성능을 조명할 예정이다. 이를 통해 복잡한 설계 공간에서 사용자의 개입을 최소화하고 가장 효율적으로 최적해를 도출해 내는 원리를 알아보고자 한다.   ■ 연재순서 제1회 심센터 HEEDS 커넥트와 MBSE 방법론 제2회 심센터 X MDO의 새로운 HEEDS 제3회 심센터 HEEDS SHERPA의 최적 검색 원리 제4회 최적 검색 가속화를 위한 AI 프레딕터 제5회 심센터 HEEDS 2604 업데이트 제6회 모두를 위한 제너럴 포털과 맞춤 설정 제7회 특별한 워크플로 구성 및 자동화 제8회 다양한 매개변수를 위한 태깅 모드 제9회 복잡한 설정을 한번에, 오토메이션 스크립트 제10회 파이썬 스케줄러와 HEEDS 연동 제11회 심센터 HEEDS 2610 업데이트 제12회 데이터 분석을 위한 HEEDSPy API   ■ 이종학 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어에서 심센터 HEEDS를 비롯하여 통합 설루션을 활용한 프로세스 자동화와 데이터 분석, 최적화에 대한 설루션을 담당하고 있다. 근사최적화 기법 연구를 전공하고 다양한 산업군에서 15년간 유한요소해석과 최적화 분야의 기술지원과 컨설팅을 수행하였다. 홈페이지 | www.sw.siemens.com/ko-KR 링크드인 | www.linkedin.com/in/jonghaklee-odumokgol   최적화의 난제와 ‘No Free Lunch’ 이론 엔지니어링 최적화의 현실 현대의 엔지니어링 환경에서 ‘최적화(optimization)’는 선택이 아닌 필수가 되었다. 제품의 경량화, 성능 향상, 비용 절감이라는 상충되는 목표를 동시에 만족시켜야 하기 때문이다. 그러나 설계 변수가 증가함에 따라 설계 공간(design space)은 기하급수적으로 복잡해진다. 비선형성(non-linearity), 다봉성(multimodality), 그리고 수치적 노이즈(noise)가 뒤섞인 예측 불가능한 지형에서 최적해를 찾는 것은 매우 도전적인 과제이다. 엔지니어에게 중요한 것은 이론적으로 완벽한 ‘절대 최적해’를 찾는 것보다, 제한된 시간과 비용 내에서 ‘실현 가능한 더 나은 해(feasible better design)’를 발견하는 것이다.   No Free Lunch Theorem(NFL)의 시사점 최적화 이론에는 ‘공짜 점심은 없다(No Free Lunch Theorem)’라는 유명한 정리가 존재한다. 이는 ‘모든 종류의 문제에 대해 평균적으로 우수한 성능을 보이는 단일 최적화 알고리즘은 존재하지 않는다’는 것을 의미한다. 즉, 특정 문제(예 : 매끄러운 단봉형 함수)에 뛰어난 성능을 보이는 알고리즘이라도, 다른 문제(예 : 복잡한 다봉형 함수)에서는 성능이 현저히 떨어질 수 있다.   그림 1   그림 2   이 이론은 엔지니어에게 큰 부담을 안겨준다. 최적화 문제를 풀기 위해 엔지니어는 자신의 문제 특성을 정확히 파악해야 하며, 이에 적합한 알고리즘을 선정하고, 수많은 파라미터를 튜닝해야 하는 ‘최적화를 위한 최적화’ 과정에 매몰된다.   전통적 최적화 기법의 한계와 파라미터 튜닝의 딜레마 전통적인 최적화 기법들은 각자의 영역에서 훌륭한 성능을 발휘하지만, 비전문가가 다루기에는 ‘튜닝의 어려움(tuning difficulty)’이라는 명확한 진입장벽이 존재한다. <그림 3>과 같이 심센터 HEEDS(히즈)에서 제공하는 전통적인 최적화 기법의 설정 환경을 기반으로 설명하겠다.   그림 3   2차 계획법 2차 계획법(Quadratic Programming : QP)은 목적함수를 2차 함수로 근사하여 최적해를 탐색하는 구배(gradient) 기반 기법이다. 매끄러운 함수에서는 빠른 수렴 속도를 보이지만, 실제 엔지니어링 문제에서는 다음과 같은 튜닝의 어려움과 한계가 있다.   그림 4   튜닝의 복잡성 : 사용자는 ‘Maximum outer iterations(전체 반복 횟수)’, ‘Maximum line search iterations(탐색 방향 결정 후 반복 횟수)’, ‘Gradient step size(미소 변위량)’ 등을 직접 설정해야 한다. 특히 스텝 크기(step size)가 너무 작으면 노이즈에 민감해지고, 너무 크면 정확도가 떨어지는 딜레마가 있다. 조기 종료(Early Termination) 문제 : 예를 들어 최대 반복 횟수를 50회로 설정했더라도, 탐색 도중 국부 최적해(local optima)에 갇혀 기울기가 0에 가까워지면 알고리즘은 20~25회 만에 탐색을 종료해 버린다. 이는 전역 최적해를 찾지 못했음에도 불구하고 해석 기회를 스스로 포기하는 결과를 낳는다.   다중 시작 국부 탐색 다중 시작 국부 탐색(Multi-Start Local Search : MS)은 이러한 국부 탐색의 한계를 극복하기 위해, 여러 초기점에서 국부 탐색을 수행하여 전역해를 찾으려는 시도이다. 그러나 이 역시 사용자의 파라미터 설정 능력에 크게 의존한다.   그림 5   총 해석 횟수 계산의 번거로움 : SHERPA와 달리 총 해석 횟수(evaluation)를 직접 입력하는 것이 아니라, ‘Number of Starts(시작점 개수)’와 ‘Evaluations per Start(각 탐색별 반복 횟수)’를 곱하여 계산해야 한다. 200회 설정의 함정 : 만약 사용자가 총 200회의 해석 예산(evaluation budget)을 가지고 ‘Max Evaluations’를 200으로 설정하더라도, 기본값인 ‘Number of cycles(Starts)’를 100으로 둔다면 치명적인 문제가 발생한다. 각 시작점(cycle)에서 평균 2회(200/100)밖에 탐색하지 못하기 때문이다. 이는 수렴은커녕 수박 겉핥기식 탐색(shallow search)에 그치게 된다. 제대로 된 탐색을 위해서는 사용자가 사이클을 4~5회(각 40~50회 탐색) 수준으로 직접 대폭 줄여야 하는 번거로움이 있다.   전역 탐색 및 메타 휴리스틱 유전 알고리즘(GA)이나 입자 군집 최적화(PSO), 시뮬레이티드 어닐링(SA)과 같은 전역 탐색(global search) 기법은 국부해 탈출 능력은 뛰어나지만, 파라미터 설정의 난이도는 더욱 높다.     ■ 기사 상세 내용은 PDF로 제공됩니다.