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[특별기고] 디지털 트윈 발전 전망
디지털 트윈과 산업용 메타버스 트렌드   데이터 기반 서비스 관점에서의 디지털 트윈의 역할은 실 체계에서 수집한 실제 데이터와 디지털 트윈 시뮬레이션으로 얻어진 가상 데이터의 융합을 통하여 실제 시스템 관련 문제 해결에 유용한 빅 데이터 생성이라 할 수 있다.  디지털 트윈 활용은 안정성에 부담이 적고 신속/가시적 성공사례 확보가 가능한 스마트시티, 스마트 팩토리, 스마트SOC(도로, 철도, 항만, 공항, 등) 등이 대상이지만 기술성숙도가 높아지고 안정성이 보장됨에 따라 자율주행, 의료/인공장기, 식물공장 등으로 확대될 전망이다.   ▲ 철도 네트워크의 디지털 트윈 구축하는 독일 디지털 철도(이미지 출처 : 엔비디아)   1. 디지털 전환과 디지털 트윈 디지털 전환(Digital Transformation: DX)은 비즈니스 전 과정에 ICT 기술을 도입하여 전사적 업무, 생산 기술, 제품 등을 디지털화 한 후 이를 기반으로 가상 실험이 가능한 디지털 환경을 구축하는 것이다.  디지털 전환의 궁극적 목적은 기업 이윤 극대화에 필요한 업부/생산 효율성 및 제품 부가 가치 증대를 위한 다양한 창의적 대안들을 가상 실험을 통해 평가한 후 그 결과를 비즈니스 전 과정에 활용하는 것이다. 예를 들어, 스마트 팩토리의 디지털 전환은 조달 시스템, 생산 시스템, 물류 시스템 등 스마트 팩토리 구성요소들의 자원 할당 및 운용에 대한 다양한 대안들을 가상 실험을 통해 평가할 수 있는 환경을 구축하여야 한다. 그렇다면, 비즈니스 전 과정을 가상 실험하기 위해서는 무엇이 필요할까?  가상 실험을 하기 위해서는 먼저 가상 실험 대상(예: 제조 공장)을 선정하고, 다음으로, 가상 실험 시나리오(예:새로운 제조 장비 도입)가 필요하며 시나리오를 수행할 모델(예: 제조 공정 시뮬레이션 모델)이 필요하다. 이러한 가상 실험을 위한 모델이 디지털 트윈이며 이런 이유로 많은 사람들이 디지털 트윈을 DX의 Key(Richard Marchall, 2017), DX의 Enablers(Reterto Saracco, 2019), DX의 Central(Vijay Ragjumathan, 2019), DX의 Steppingstone(Harry Forbes, 2020), DX의 Pillar(Fransesco Belloni, 2020)라고 지적하였다.   2. 디지털 트윈의 정의 디지털 트윈은 물리적 자산, 프로세스 및 시스템에 대한 복제본으로 정의[Wiki 사전]되며, 복제본이란 대상 체계의 운용 데이터, 지형/공간/형상 정보 및 동작/운용 법(규)칙을 컴퓨터 속에 디지털화 해 놓은 것을 의미한다. 예를 들면, 제조 공장의 디지털 트윈은 제조 공장의 운용 데이터, 제조 공장의 공간/형상 정보, 그리고 제조 장비 동작 및 공정 모델이 컴퓨터 속에 복제된 것이 될 것이다. 디지털 트윈과 대상 체계가 쌍둥이기 때문에 쌍둥이 중 누가 먼저 태어났느냐에 따라 디지털 트윈의 이름을 다르게 붙이기도 한다. 대상 체계가 존재하기 전에 만들어진 디지털 트윈을 디지털 트윈 프로토타입(Prototype) 그리고 대상 체계가 만들어진 후 복제된 디지털 트윈을 디지털 트윈 인스턴스(Instance)라고 부른다. 디지털 트윈 프로토타입은 대상 체계 설계 단계에서 활용되며 디지털 트윈 인스턴스는 대상 체계의 운용 분석에 활용되는 것이 일반적이다. 디지털 트윈 인스턴스(실 체계의 복제본)와 디지털 트윈 프로토타입(실 체계의 설계 모델)이 모두 존재할 수도 있지만 디지털 트윈 프로토타입 없이 디지털 트윈 인스턴스만 존재할 수도 있다. 디지털 트윈 프로토타입과 인스턴스가 모두 존재한다면 인스턴스는 프로토타입에 실 체계 운용 정보가 반영되어 진화(성장)된 트윈으로 볼 수 있다. 3. 디지털 트윈 구축 목적 디지털 트윈의 구축 목적은 대상 실 체계와 디지털 트윈을 연동 운용함으로써 실 체계 관련 이해 당사자에게 지혜 수준의 혁신적 서비스를 제공할 수 있는 핵심 도구/수단으로 활용하기 위함이다. 데이터 기반 서비스 관점에서의 디지털 트윈의 역할은 실 체계에서 수집한 실제 데이터와 디지털 트윈 시뮬레이션으로 얻어진 가상 데이터의 융합을 통하여 실제 시스템 관련 문제 해결에 유용한 빅 데이터 생성이라 할 수 있다. 융합 빅 데이터는 AI-통계/공학 분석도구들을 이용하여 실 세계의 구성요소인 자산, 사람, 운용 프로세스들의 다양한 결합에 대한 분석/예측 및 체계 운용 최적 대안(최적화)을 찾는데 활용될 수 있다. 아울러, 융합 빅 데이터는 실 세계를 가상 환경에서 현실감 있게 표출할 수 있는 다양한 장비/장치와 VR/AR/XR/메타버스 관련 ICT 기술과의 융합 인터페이스를 통해 오락, 관광, 교육 훈련, 체험 등에 활용될 수 있다.     디지털 트윈의 복제 대상은 실 체계의 운용 데이터, 공간/형상 정보 및 실 체계에 포함된 객체들의 행위 모델 등 3가지이다. 운용 데이터는 실 체계에 설치된 IoT 장비로부터 획득이 가능하다. 공간/형상 정보는 서비스 목적에 따라 GIS, BIM 혹은 3D CAD 중 한 가지 이상을 결합하여 사용한다. 객체 행위 모델은 다양한 시나리오를 가상 실험하기 위한 시뮬레이션 모델을 사용하지만 서비스 목적에 따라서는 운용 데이터를 학습한 데이터 모델을 사용할 수도 있다. 구성요소 중 일부만을 사용한 디지털 트윈은 나머지 구성요소를 사용하지 않음으로 인한 한계점에 봉착하게 된다. 예를 들면, 실 체계 운용 데이터 복제만으로 구성된 IoT 기반 디지털 트윈은 수집된 데이터를 분석할 수는 있지만, 실 체계를 시각화한 지형/공간 상에 데이터를 표출할 수 없을 뿐만 아니라 실 체계와는 다른 가상 데이터를 입력한 시뮬레이션을 수행할 수 없다. 마찬가지로, 지형/공간 정보 만으로 구성된 디지털 트윈은 실 체계에서 일어나는 지형/공간 정보의 변화를 실 시간으로 반영할 수 없으며 시뮬레이션을 통한 실 체계의 현상 분석 및 미래 예측이 불가능 하다.      디지털 트윈의 효율적인 활용을 위해서는 위의 세 가지 구성요소 모두를 개발 및 운용할 수 있는 통합 플랫폼이 바람직하지만 국내외적으로 표준화된 디지털 트윈 플랫폼은 존재하지 않는다. 디지털 트윈의 특성 상 3가지의 디지털 트윈 구성요소 각각을 개발하는 독립적인 플랫폼을 사용하여 구성요소를 개발한 후 이들을 연동하여 운용하는 것이 효율적이다.  구체적으로는, 먼저, 디지털 트윈 개발 목적에 맞게 운용 데이터를 수집하는 IoT 플랫폼, 지형/공간 정보를 구축하는 지형/공간정보 플랫폼 및 모델링 시뮬레이션 플랫폼들을 이용하여 각 구성요소를 개발한다. 다음으로, 개발된 세 가지 구성요소를 실행하는 플랫폼들을 연동 운용하는 PoP(Platform of Platforms) 구조를 사용할 수 있다. PoP 구조는 디지털트윈의 목적에 부합되는 모든 디지털트윈을 개발/운용할 수 있는 플랫폼으로써 신뢰성 및 경제성(개발 기간 및 비용) 면에서 효율적인 구조이다. PoP 구조를 사용할 경우 플랫폼들 사이의 연동을 위한 데이터 모델과 API의 국제적인 표준화가 요구되며 데이터 모델의 표준은 대상 시스템에 따라 달라질 수 있다.  디지털 트윈을 실제 시스템에 대한 문제 해결 목적으로 사용하기 위해서는 대상 시스템에 대한 다양한 질문의 답을 디지털 트윈을 통해서 얻을 수 있는 서비스가 제공되어야 한다. OR 이론의 창시자 중 한 명으로 경영 과학 이론가인 R.L.Ackoff 교수는 사람이 생각하는 내용을 데이터, 정보. 지식, 지혜 등 4가지로 분류하였다. 데이터는 단순한 심벌(숫자나 문자)을 말하지만 정보는 ‘who’, ‘what’, ‘where’, ‘when’을 답할 수 있고, 지식은 ‘how’를 답할 수 있고, 지혜는 ‘why’를 답할 수 있어야 한다고 정의하였다. 디지털 트윈의 서비스 수준을 Ackhoff 교수의 분류법에 매핑 시킨다면 정보 수준 서비스는 시스템 분석(현상, 기능 등), 지식 수준 서비스는 시스템 예측(행위, 성능 등) 그리고 지혜 수준 서비스는 시스템 최적화(운용 최적화 등) 및 진단(수명 진단 등)에 해당한다. 예를 들어, 교통 시스템에 대한 다양한 질문을 답하기 위해 교통 디지털 트윈을 만들었다고 하자. 정보 서비스의 예는 현재 교통 시스템의 현상을 분석하는 것으로 어느 위치의 현재 시간대에 단위 시간당 교차로 통과 차량 대수가 얼마인지에 대한 답을 하는 서비스이다. 지식 서비스의 예는 현재 출발지에서 목적지까지의 소요 시간이 얼마가 되는지를 예측하는 질문에 대한 답을 하는 서비스이다. 지혜 서비스의 예는 현재 출발지에서 목적지까지의 소요 시간이 최소가 되는 최적화된 경로가 어떤 것인지의 질문에 대한 답을 하는 서비스이다.    4. 디지털 트윈의 구성요소 디지털 트윈의 3 가지 구성요소 중 행위 모델은 목적에 따라 데이터 모델과 시뮬레이션 모델로 대별된다. 데이터 모델은 실 체계에서 수집된 데이터들 사이의 상관관계를 기계학습하여 얻어진 모델(예: 인공신경망)로서 지식 서비스를 위한 시스템 행위 예측에 한계점을 가지고 있다. 구체적으로, 데이터 모델은 학습된 데이터 영역에서는 미래 예측이 가능하지만 학습된 영역 밖의 데이터에 대한 예측은 불가능 하다. 뿐만 아니라 학습 시와 예측 시의 시스템 운용 조건이 달라질 경우에도 예측이 불가능하다. 앞서 예시한 교통 디지털 트윈으로 데이터 모델을 사용할 경우 학습 시 도로 상황(운행 시간, 사고 발생 유무 등)이 예측 시 도로 상황과 동일하지 않으면 소요 시간 예측의 정확도가 보장되지 않는다. 더욱이, 시스템 변수 사이의 상관 관계로 표현된 데이터 모델은 변수 사이의 인과 관계가 필요한 시스템의 최적화 및 고장 진단 등에는 활용할 수 없다. 이러한 데이터 모델의 서비스 한계를 극복하기 위해서는 시뮬레이션 모델을 사용할 수 있다. 시뮬레이션 모델은 구축은 대상 시스템에 대한 도메인 지식과 이를 표현하는 지배 법칙에 대한 수학적/논리적 표현 방법을 이해해야 하므로 데이터 모델에 비해 고 비용이 요구된다. 따라서, 디지털 트윈의 행위 모델은 대상 시스템의 서비스 목적과 수준에 따라 다르게 선택될 수 있다.    5. 디지털 트윈의 발전 전망  디지털 트윈의 향후 발전 전망은 문제 해결과 가상 체험 및 빅 데이터 분야로 대별할 수 있다. 문제 해결 분야에서 디지털 트윈의 대상은 분석, 예측, 최적화/진단 대상이 되는 모든 시스템 분야로서 산업(제조, 생산, 물류, 식물공장 등), 공공(교통, 환경, 금융 등), 의료(진단, 인공장기, 가상수술 등), 재난안전(안전점검, 피해분석, 대피훈련 등), 국방(군사훈련, 국방분석, 무기체계 획득 등)등을 포함한다.  현재 디지털 트윈 활용은 안정성에 부담이 적고 신속/가시적 성공사례 확보가 가능한 스마트시티, 스마트 팩토리, 스마트SOC(도로, 철도, 항만, 공항, 등) 등이 대상이지만 기술성숙도가 높아지고 안정성이 보장됨에 따라 자율주행, 의료/인공장기, 식물공장 등으로 확대될 전망이다.  가상 체험 분야는 디지털 트윈이 실 세계 혹은 가상 세계를 움직이는 다양한 시나리오를 정형화한 지배 법칙(모델)을 실행(시뮬레이션)하는 수단으로 활용될 전망이다. 이러한 지배법칙 실행은 실제 세계와 가상 세계의 구별 없는 가상 체험을 목표로 하는 메타버스의 서비스 콘텐츠를 제공한다. 따라서, 메타버스 발전을 위해서 메타버스의 서비스 컨텐츠를 제공하는 디지털 트윈 발전이 필수적으로 향후 메타버스와 디지털 트윈은 동시에 발전할 전망이다.  빅 데이터 분야에서는 디지털 트윈의 가상 실험을 통해 실 체계에서는 물리적/경제적 이유로 수집 불가능한 다양한 빅 데이터를 생성하는데 활용될 전망이다. 유의미한 빅 데이터 생성을 위해서는 실 체계에서 수집 가능한 데이터를 사용하여 디지털 트윈 모델의 검증이 선행된 후 실 체계에서 수집 불가능한 데이터 생성을 위한 가상 실험이 설계되어야 한다. 디지털 트윈을 사용한 빅 데이터 생성은 시스템 기능 검증, 예지 진단 및 기계학습 등과 같은 부가가치가 높은 데이터 생성에 집중되어 미래 데이터 구독 시장 활성화에 기여할 전망이다.   김탁곤 명예교수  KAIST 전기전자공학부  
작성일 : 2025-05-05
수집 또는 측정된 외부 데이터의 시각화 및 데이터 분석
최적화 문제를 통찰하기 위한 심센터 히즈 (3)   이번 호에서는 심센터 히즈(Simcenter HEEDS)를 사용하여 수집된 외부 데이터를 시각화하고 분석하는 데 초점을 맞추고, 데이터 시각화의 중요성과 분석 기법의 활용 방안을 살펴본다.   ■ 연재순서 제1회 AI 학습 데이터 생성을 위한 어댑티브 샘플링과 SHERPA의 활용 제2회 근사모델 기반의 최적화 vs. 직접 검색 기반의 최적화 제3회 수집 또는 측정된 외부 데이터의 시각화 및 데이터 분석 제4회 산포특성을 가지는 매개변수의 상관성 및 신뢰성 분석 제5회 실험 측정과 해석 결과 간의 오차 감소를 위한 캘리브레이션 분석 제6회 프로세스 자동화 Ⅰ – 구조 설계 최적화 및 사례 제7회 프로세스 자동화 Ⅱ – 모터 설계 최적화 및 사례 제8회 프로세스 자동화 Ⅲ – 유로 형상 설계 최적화 및 사례 제9회 프로세스 자동화 Ⅳ – 다물리 시스템 최적화 및 사례 제10회 프로세스 자동화 Ⅴ – 제조 공정 효율성 최적화 및 사례   ■ 이종학 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어에서 심센터 히즈를 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   데이터 분석의 중요성 오늘날 데이터는 우리의 일상과 비즈니스 운영에서 점점 더 중요한 역할을 하고 있다. 수집되고 측정된 데이터의 양이 증가하면서 이를 효과적으로 처리하고 분석하는 방법은 더욱 필요해지고 있다. 이러한 변화 속에서, 지멘스의 심센터 히즈는 강력한 데이터 분석 및 시각화 기능을 제공하여 다양한 산업 분야에서 최적의 해결책을 찾는 데 기여하고 있다. 이번 호에서는 히즈의 기능을 효과적으로 활용하여 어떻게 복잡한 데이터를 이해하고 의미 있는 인사이트를 얻을 수 있는지 살펴볼 것이다.   히즈의 데이터 분석 기능 히즈의 Discover(디스커버) 탭은 사용자가 데이터 사이의 관계 및 최적화 가능성을 탐구할 수 있도록 다양한 도구를 제공한다. Discover 기능은 주요한 데이터 분석 및 이해를 도와주는 여러 방법을 포함하고 있다.    그림 1   다음은 각각의 기능에 대한 설명이다.  Closest : 특정 데이터 포인트에 가장 가까운 변화를 식별한다. 이를 통해 최적화 과정에서의 데이터 민감성을 이해하고 결정에 도움을 줄 수 있다.  Similar : 사용자가 선택한 기준에 따라 유사한 데이터 집합을 찾는 기능이다. 이는 집합의 규칙 또는 모델을 파악하는 데 유용하다. Clusters : 데이터 세트를 서로 연관된 그룹으로 분류한다. 군집화 기법을 통해 데이터의 패턴을 식별하고 알고리즘에 의한 데이터 이해를 개선할 수 있다.  Trade-offs : 다수의 설계 목표 간의 상충 관계를 분석한다. 이를 통해 각각의 설계 대안이 어떻게 특정 목표를 달성하는지에 대해 명확하게 이해할 수 있다.  Patterns : 데이터 내의 반복되는 경향이나 구조를 발견하여 예측 및 모델링에 도움을 주는 기능이다. 패턴 인식은 정보의 신뢰도를 높이는 데 중요하다.  Preview History : 사용자가 수행한 변경이나 실행의 기록을 미리 보면서 데이터 분석의 이력을 관리할 수 있다.  Design Set : 여러 디자인 시나리오를 만들고 비교하여 최적의 설계를 도출하는 데 도움을 준다.  Performance & Plot : 데이터의 성능을 평가하고 시각적으로 플롯하여 분석 결과를 명확하게 표현한다.  Discover 탭의 이러한 기능은 히즈 사용자가 데이터를 깊이 이해하고 시뮬레이션 최적화 과정에서 효과적인 의사 결정을 내리도록 돕는다. 이를 바탕으로 보다 정확하고 신뢰성 있는 설계와 분석 결과를 도출할 수 있다.   데이터 분석을 위한 예제   그림 2    목적함수 외팔보 H빔의 체적을 최소화 제약 조건 최대 굽힘 응력(σ) ≤ 200 MPa  최대 끝단 처짐(δ) ≤ 2 mm  설계 변수 Length : 5,000 mm  Load P : 6,500 N  E : 200 MPa  H : 50 mm ≤ H ≤ 100 mm  h1 : 5 mm ≤ h1 ≤ 30 mm  b1 : 50 mm ≤ b1 ≤ 100 mm  b2 : 5 mm ≤ b2 ≤ 50 mm 히즈의 Discovery Method를 사용하여 분석할 데이터는 우리가 지금까지 계속 예제로 사용한 외팔보의 처짐 문제를 기반으로 Adaptive Sampling Study(어댑티브 샘플링 스터디)에서 500개의 데이터를 생성하여 사용할 것이다. 아니면 독자들이 가지고 있는 데이터를 사용해도 괜찮다.   그림 3     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.
작성일 : 2025-05-02
터보 기계 시뮬레이션을 위한 엔지니어 가이드 Ⅳ
성공적인 유동 해석을 위한 케이던스의 CFD 기술 (21)   이번 호에서는 다양한 유형의 난류 모델과 사용 시기, 그리고 복잡한 형상을 위한 고충실도 난류 모델링에 있어 케이던스 밀레니엄 M1(Cadence Millennium M1) CFD 슈퍼컴퓨터가 어떻게 혁신을 가져오는지에 대해 설명한다.   ■ 자료 제공 : 나인플러스IT, www.vifs.co.kr   자동차 산업은 거의 매일 새로운 혁신과 개발이 등장하며 끊임없이 발전하고 있다. 자동차 업계는 전기 구동 차량과 대량 생산이 증가하는 추세에 발맞춰 보다 지속 가능한 미래를 만들기 위해 노력하고 있다. 자동차 생산량은 꾸준히 늘고 있지만, 업계는 여러 디자인 또는 새로운 헤드라이트, 스플리터, 사이드 스커트 추가와 같은 아주 작은 디자인 변경에 대해서도 풍동 테스트 또는 프로토타입 테스트를 수용하면서 연비 기준을 충족해야 하는 과제에 직면해 있다. 그 결과, 항력 계수 등 관심 있는 유동장 정보와 성능 관련 수치를 예측하여 필요한 실험 횟수를 크게 줄일 수 있는 시뮬레이션 기반 접근 방식이 점점 더 인기를 얻고 있다.   그림 1   유체 흐름의 난류를 이해하고 전산 유체 역학(CFD) 시뮬레이션을 통해 동일한 난류를 재현하려면 다양한 난류 모델을 사용해야 한다. 자동차 애플리케이션과 리소스 가용성에 따라 적합한 난류 모델을 선택하면 설계 주기를 단축하는 데 도움이 될 수 있다.    난류의 모델링 기법 ‘난류’는 압력과 속도의 혼란스러운 변화를 특징으로 하는 불규칙한 흐름을 일컫는 용어이다. 우리는 일상 생활에서 난류를 경험하며 공기 역학, 연소, 혼합, 열 전달 등과 같은 다양한 엔지니어링 응용 분야에서 중요한 역할을 한다. 하지만 유체 역학을 지배하는 나비에-스토크스 방정식은 매우 비선형적인 편미분 방정식이며 난류에 대한 이론적 해법은 존재하지 않는다. 난류는 광범위한 공간적, 시간적 규모를 포함하기 때문에 모델링과 시뮬레이션이 어려울 수 있다. 일반적으로 큰 와류는 난기류에 의해 생성된 에너지의 대부분을 전달하고 작은 와류는 이 에너지를 열로 발산한다. 이 현상을 ‘에너지 캐스케이드’라고 한다. 몇 년에 걸쳐 다양한 난기류 모델링 접근법이 개발되었으며, 가장 일반적인 세 가지 접근법을 간략히 설명한다. Direct Numerical Simulation(DNS) : DNS에서는 모델이나 근사치 없이 미세한 그리드와 매우 작은 시간 단계를 사용하여 모든 규모에서 난기류를 해결한다. DNS의 계산 비용은 엄청나게 높지만 결과는 가장 정확하다. DNS 시뮬레이션은 난류장에 대한 포괄적인 정보를 제공하기 위한 ‘수치 실험’으로 사용된다. Large-Eddy Simulation(LES) : 이름에서 알 수 있듯이 이 난류 모델링 기법은 큰 소용돌이를 해결하고 보편적인 특성을 가진 작은 소용돌이를 모델링한다. LES 시뮬레이션은 최소 길이 스케일을 건너뛰어 계산 비용을 줄이면서도 시간에 따라 변화하는 난기류의 변동 요소를 자세히 보여준다. Reynolds-Averaged Navier-Stokes Model(RANS) : RANS 방정식은 나비에-스토크스 방정식의 시간 평균을 취하여 도출되었다. 난기류 효과는 미지의 레이놀즈 응력 항을 추가로 모델링하여 시뮬레이션한다. RANS 시뮬레이션은 평균 흐름을 해결하고 난류 변동을 평균화하므로 다른 두 가지 접근 방식보다 훨씬 비용 효율적이다.   올바른 선택 : DNS, LES 또는 RANS 올바른 난류 모델을 선택하는 것은 모든 시뮬레이션의 중요한 측면이며, 이는 주로 시뮬레이션의 목적, 흐름의 레이놀즈 수, 기하학적 구조 및 사용 가능한 계산 리소스에 따라 달라진다. 학술 연구의 경우 DNS 시뮬레이션은 난류의 근본적인 메커니즘과 구조를 이해하는 데 가장 적합한 결과를 제공한다. DNS는 레이놀즈 수가 낮은 경우에 적합하지만, 막대한 시간과 리소스가 필요하기 때문에 대부분의 산업 분야에서는 실용적인 선택이 아니다. 반면에 LES는 일반적으로 레이놀즈 수가 높은 복잡한 형상을 포함하는 산업용 사례를 처리하는 데 적합한 옵션이다. LES가 생성하는 고충실도 결과물은 경쟁이 치열한 자동차 시장에서 중요한 한 차원 높은 성능 개선이 가능한 설계를 가능하게 한다.   그림 2    RANS 시뮬레이션은 LES에 비해 근사치의 범위가 넓기 때문에 정확도가 떨어진다. 그러나 정확도와 계산 비용 간의 균형으로 인해 RANS는 계산 리소스와 시뮬레이션 시간이 제한된 업계 사용자에게 일반적인 설루션이다. 이 방법은 또한 짧은 시간 내에 여러 사례를 분석해야 할 때 널리 사용된다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.
작성일 : 2025-05-02
카티아 VMU를 활용한 설계 검증 혁신
산업 디지털 전환을 가속화하는 버추얼 트윈 (2)   이번 호에서는 VMU(가상 목업)의 개념과 기술적 특성, 주요 산업 사례, 그리고 VMU의 혁신적 가치와 향후 확장 가능성에 대해 살펴본다.    ■ 최윤정 다쏘시스템의 기술 컨설턴트로 디자인&엔지니어링 팀에서 3DEXPERIENCE CATIA 제품을 담당하고 있다. 자동차 산업을 위한 고급 서피스 모델링 및 가상 검증 영역을 전문으로 하고 있으며, 제조업의 VMU 도입 효과성 관련 학술연구 또한 수행 중에 있다. 홈페이지 | www.3ds.com/ko   가상 시뮬레이션 기술이 점차 고도화됨에 따라, 제품 개발 전 과정에서 디지털 모델을 활용하여 제품 품질과 개발 효율성을 높이려는 시도가 활발하게 이루어지고 있다. VMU(Virtual Mock-Up, 가상 목업) 기술은 3D익스피리언스 카티아(3DEXPERIENCE CATIA)에 기반한 가상 검증 프로세스로, 설계 오류와 품질 상의 문제점을 조기에 식별·개선하고 개발 비용과 시간을 절감하는 혁신적 방식으로 주목받고 있다. 제품의 실물을 제작하지 않고도 고품질 렌더링을 통해 시각적·감성적 요소를 평가할 수 있기 때문에, 다양한 산업 분야에서 VMU의 필요성이 커지고 있다.   그림 1. 카티아 설계 데이터 화면   그림 2. 카티아에서 재질을 적용한 설계 데이터 화면   VMU의 개념과 기술적 특징 VMU는 고품질 렌더링 기술을 활용해 설계 데이터를 가상 환경에서 실물과 유사하게 재현하여, 설계 오류와 품질 상의 문제점을 조기에 식별·개선하는 기술이다. 이 프로세스는 실물 목업을 제작하지 않고도 제품 외관을 정확히 시뮬레이션함으로써 제품 개발 시간과 비용을 단축한다. 기존의 DMU(Digital Mock-up, 디지털 목업)는 주로 설계 과정에서 형상과 구조 검증에 초점을 둔다. 즉, 3D 설계 데이터 상에서 간섭 검사, 조립 순서·공정 시뮬레이션, 각 부품의 형상 적합성 등을 확인하는 용도로 사용된다. 한편, VMU는 DMU에서 한발 더 나아가, 광학 특성(반사·굴절), 질감, 점등 이미지 등 외관 품질을 실사 수준으로 구현하며, 인체공학 기반의 휴먼 모델(human model)을 연계해 실제 사용 환경에서의 조작성, 시야 확보성 등을 종합적으로 검토할 수 있다. XR(확장현실) 기술과의 융합을 통해 몰입형 품평 환경도 제공된다. 자동차 외장 램프처럼 미세한 빛의 반사·굴절을 예측 및 검증해야 하는 제품은 VMU를 활용할 경우 실물 목업 없이 외관 이미지를 높은 정확도로 검토함으로써 개발 리스크를 크게 줄일 수 있다. 기존에 카티아를 기반으로 제품 설계를 하고 있는 다양한 산업군에서 VMU는 이미 필수 프로세스로 자리매김하고 있다. 설계, 렌더링, 검증 및 품평을 하나의 일관된 프로세스로 결합함으로써 제품 개발 방식에 혁신적인 변화를 가져올 수 있다. 데이터 변환이나 별도 인터페이스가 필요 없이 동일 플랫폼에서 모든 단계가 이뤄지므로, 데이터 손실이나 형상 왜곡을 최소화하고 기존에 없던 빠르고 유연한 협업 환경을 구축할 수 있다. 이를 통해 제품의 완성도와 품질을 높이는 긍정적 효과가 입증되었다.    표 1. 실물 목업 및 기존 렌더링 툴과의 비교   3D익스피리언스 카티아 기반의 VMU 프로세스 적용 사례 자동차 외장 램프 품질 검증 사례 자동차 외장 램프는 외관과 점등 이미지가 모두 중요하여, 시각적 품질 검증이 설계 단계에서 핵심 과제로 부각된다. 기존에는 정확도를 높이기 위해 실물 금형과 목업을 제작했으나, 이 방식은 과도한 시간과 비용 투자를 요구했다. 대체 방법으로 3D 프린팅 등의 기술을 이용하기도 했지만, 정밀도가 부족하다는 한계가 있었다. 이 문제를 해결하기 위해 최근 카티아 기반 VMU 프로세스를 적용한 디지털 선행 검증이 주목을 받고 있다. 미세 광학 요소와 복잡한 반사·굴절 특성을 지닌 램프를 고정밀 시뮬레이션할 수 있어, 점등·비점등 시의 실제 이미지를 실물 목업 수준으로 재현한다. 특히 스캔을 통해 확보한 시편 데이터의 정확한 물성을 설계 데이터에 적용함으로써 곡률에 따른 왜곡이나 광원으로 인한 반사를 사실적으로 재현하고, 실차에 장착했을 때 예상되는 품질 이슈까지 가상 환경에서 검토할 수 있다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.
작성일 : 2025-05-02
변화와 흐름의 관찰
시점 – 사물이나 현상을 바라보는 눈 (5)   지난 호에서는 ‘정적 이미지’와 ‘동적 이미지’에 관하여 정의하고 두 이미지의 차이를 살펴보았다. 이미지 센서의 입장에서 바라본 ‘관찰의 시점과 관점’에 관한 몇 가지 사례를 들어가며 구체적으로 생각해 보았다. 또한 정적 이미지에 시간 요소를 비롯한 새로운 차원의 요소를 추가하는 방법의 고안과 활용의 필요성을 강조하였다. 이번 호에서는 정적 이미지와 동적 이미지의 활용이라는 측면에서 ‘변화와 흐름의 관찰’ 방법과 관찰된 결과를 가시화 및 시각화하는 구체적인 사례를 함께 생각해 보기로 한다. 변화와 흐름의 본질부터 응용에 이르기까지 구체적인 사례를 소개한다.   ■ 연재순서 제1회 호기심 제2회 암중모색 제3회 관찰의 시점과 관점 제4회 정적 이미지와 동적 이미지 제5회 변화와 흐름의 관찰 제6회 개별 관찰 제7회 집단 관찰 제8회 확률과 통계 제9회 작용, 반작용, 상호작용 제10회 무엇을 볼 것인가? 제11회 무엇을 믿을 것인가? 제12회 가설, 모델, 이론의 설득력의 시대성   ■ 유우식 웨이퍼마스터스의 사장 겸 CTO이다. 동국대학교 전자공학과, 일본교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산 설비 분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재 분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 경북대학교 인문학술원 객원연구원, 국민대학교 산림과학연구소 상임연구위원, 문화유산회복재단 학술위원, 국제문화재전략센터 전문위원이다. 홈페이지 | www.wafermasters.com    그림 1. 당구공 움직임 궤적의 가시화   변화와 흐름의 본질‘변화’는 사물의 성질, 모양, 상태 따위가 바뀌어 달라지는 것을 의미하고, ‘흐름’은 흐르는 것, 또는 한 줄기로 잇따라 진행되는 현상을 비유적으로 이르는 말로 일상적으로 사용된다. 두 가지 개념 모두 시간과 관계가 있다. 시간 역시 흐름의 하나이다. 다만 시간은 불가역적으로 과거로 돌아갈 수 없다. 시간이 실재하는 것인가 하는 것은 철학적인 이야기에 가깝다. 다만 시간의 특성을 이해하고 여러 가지 현상을 관찰하면 변화와 흐름을 발견하게 된다. 우리도 시간의 흐름과 더불어 나이를 먹고 늙어 간다. 모든 생명체에게 공통된 현상이다. 눈으로 확인하기도 어려운 현상이나 추상적인 주제에 관해서 설명하기보다는 눈으로 확인할 수 있는 것이 이해하기 쉽다.  당구는 경도가 높은 압축 플라스틱 재질로 만든 공을 사용하는 경기이다. 당구공은 충돌 시의 반발계수가 1에 가까운 완전 탄성체이다. 따라서 당구공끼리 충돌하는 것은 두 물체가 부딪친 후에도 운동 에너지의 합이 변하지 않는 ‘완전 탄성충돌’에 가깝다. 정면에서 충돌할 경우 운동량 보전 법칙이 성립하여 공이 서로의 속도를 교환한다. 물리법칙을 이해하고 공을 치는 방향과 힘을 조절해서 다른 공을 맞히는 게임이다. 공을 치게 되면 공이 움직이게 되니 시시각각으로 위치와 속도가 달라진다. 즉 시간에 따른 위치 변화와 흐름이 발생한다.  <그림 1>은 당구대의 위쪽에 고정된 카메라로 노란 당구공을 쳐서 초록색 당구공을 오른쪽 위 귀퉁이에 넣는 장면을 촬영한 동영상에서 적당한 시간 간격으로 프레임을 발췌하여 합성한 이미지를 소개하였다. 하나의 이미지에서는 같은 시간 간격으로 프레임을 발췌하여 합성한 것이므로, 여러 개의 노란색 공의 위치는 같은 시간 간격으로 촬영된 것이다. 녹색 공 또한 마찬가지이다. 같은 색 공 사이의 간격이 넓은 것은 공의 이동 속도가 빨랐다는 것을 의미하고, 간격이 좁은 것은 그 공의 이동 속도가 빠르지 않았음을 의미한다. 공과 공 사이의 거리를 측정해서 프레임 간의 시차로 나누면 해당 구간의 속도를 구할 수도 있다. 고속으로 촬영해서 이미지를 합성하면 공이 전부 연결되어 공이 지나간 궤적을 그려낼 수 있을 것이다. 이러한 이미지를 합성해서 변화와 흐름을 시각화하는 방법을 포함해서 다양한 방법이 활용되고 있으며, 앞으로도 새로운 개념의 방법도 나타날 것으로 기대한다. 어떤 방법들이 고안되었으며 활용되고 있는지 살펴보도록 한다.   일상적으로 사용되는 흐름을 측정하는 기기 흐름에는 무엇이 있을까? 바람이 불면 공기의 흐름이 있고 강에는 물이 흐른다. 보도에는 사람들의 흐름이 있고 도로에는 차량의 흐름이 있다. 비가 오거나 눈이 내리는 것도 자연스러운 물의 순환(흐름)이다. 일상생활에서도 흐름을 측정하는 기기들이 셀 수 없이 많이 있다. 전류계, 전력량계(적산전력계), 수도 계량기, 도시가스 계량기, 온수 미터 등이다.(그림 2) 실험용 전류계는 실시간으로 흐르는 전하량을 전류로 표시하고 있다. 전체적으로 얼마나 사용했는지는 알 수 없다. 전류가 흐르지 않으면 그 순간 0을 표시하기 때문이다. 전체적인 흐름의 양을 알려고 하면 시시각각의 흐름을 적산해서 표시해야 한다. 전력량계(적산전력계), 수도 계량기, 도시가스 계량기, 온수 미터는 사용량을 적산하는 방식을 채용하여 사용량에 맞춰 요금을 부과하는 방식이다.  흥미롭게도 여기에서 소개한 흐름을 측정하는 모든 기기는 전선이나 배관을 통해서 흐르는 것이다. 전기는 누전되지 않는 한 전선을 벗어나서 흐르는 일이 없다. 물과 가스 또한 누수 또는 가스의 누출이 없는 상태에서 사용한다. 즉 모든 흐름의 측정은 폐쇄회로에서 이루어진다. 그런 의미에서 <그림 1>의 당구대 평면 상의 당구공 위치 변화를 동영상 정보를 바탕으로 추적한 사례는 특이한 경우로 볼 수 있다.    그림 2. 주변에서 흔히 볼 수 있는 흐름을 측정하는 기기     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.
작성일 : 2025-05-02
[케이스 스터디] 미래 모빌리티를 위한 자율주행 시뮬레이터, 모라이 심
실시간 3D 엔진을 활용해 더욱 현실적인 시뮬레이션 구축   시뮬레이션은 어느새 산업에서 반드시 거쳐야 하는 단계로 자리잡았다. 이번 호에서는 자율주행 시뮬레이터 기술을 개발하는 모라이(MORAI)의 모라이 시뮬레이션 플랫폼(MORAI Simulation Platform)을 소개한다. ■ 자료 제공 : 유니티 코리아     모라이 시뮬레이션 플랫폼 모라이는 주로 ‘디지털 트윈’, ‘개발 도구’, ‘검증 도구’로 불리는 시뮬레이션 툴을 통해 자율주행 기술의 안전성과 신뢰성을 검증한다. 실제 도로에서 발생할 수 있는 다양한 돌발 상황을 가상화한 환경에서 테스트하고 개발함으로써, 실제 도로에서의 복잡하고 위험한 테스트를 대신할 수 있다. 이를 통해 개발자는 안전하고 효율적으로 자율주행 시스템을 검증하고 개선할 수 있다. 모라이에서 개발한 모라이 시뮬레이션 플랫폼은 자율주행, 자율 비행 등 자율 이동체를 테스트하고 개발할 수 있는 종합적인 미래 모빌리티 시뮬레이터이다. 이 솔루션은 자율주행 자동차, UAM(도심 항공 모빌리티), 무인 로봇, 무인 선박 등 다양한 차세대 모빌리티 산업에 적용되며, 자율주행 상용화를 가속화하는 핵심 가상 검증 플랫폼으로 주목받고 있다.   유니티를 도입하게 된 이유 유니티의 강력한 기능과 사용자 친화적인 인터페이스 덕분에, 짧은 시간 내에 모라이가 원하는 가상 환경 및 시뮬레이터를 개발할 수 있었다. 이는 특히 프로젝트의 초기 단계에서 도움이 되었다. 유니티를 통해 현실적이고 정교한 3D 시뮬레이션 환경을 구현함으로써, 자율주행 기술의 테스트와 검증 과정을 더욱 효율적이고 안전하게 수행할 수 있는 기능을 개발할 수 있었다. 이와 함께, 유니티의 커뮤니티와 풍부한 리소스는 문제 해결과 기술 향상에 도움이 되었다. 다양한 예제와 튜토리얼을 통해 개발자들이 빠르게 학습하고, 프로젝트에 필요한 기능을 구현할 수 있었다. 결과적으로, 유니티 도입 이후 모라이는 프로젝트의 개발 속도와 품질을 높였으며, 더 나은 자율주행 시뮬레이션 환경을 제공할 수 있게 되었다.   플랫폼 구성 요소 기본적으로 가상 환경을 렌더링하고 사용자 인터페이스를 제공하는 베이스 플랫폼(Base Platform)이 중심을 이룬다. 이 베이스 플랫폼 위에 다양한 모듈이 결합되어, 정밀하고 현실적인 시뮬레이션 환경을 구현한다. 첫 번째로 정밀 지도 도로 모듈이 있다. 이 모듈은 실제 도로와 동일한 환경을 가상으로 재현하며, 자율주행 차량이 운행할 수 있는 도로 네트워크를 제공한다. 이를 통해 현실적인 도로 상황에서의 테스트와 검증이 가능하다.  두 번째로 차량 동역학(Vehicle Dynamics) 모듈이 있다. 이 모듈은 차량의 물리적 특성과 동역학을 시뮬레이션하여, 다양한 운전 조건에서 차량의 반응을 정확하게 모델링한다. 이를 통해 차량의 주행 성능과 안전성을 평가할 수 있다. 세 번째로 센서 모델(Sensor Model) 모듈이 있다. 이 모듈은 자율주행 차량에 장착된 다양한 센서의 데이터를 시뮬레이션한다. 카메라, 라이다, 레이더 등의 센서가 실제 환경에서 어떻게 작동하는지를 가상으로 재현하여, 센서의 정확도와 신뢰성을 검증할 수 있다. 네 번째로 교통 모델(Traffic Model) 모듈이 있다. 이 모듈은 다양한 교통 상황을 시뮬레이션하여, 자율주행 차량이 실제 도로에서 마주할 수 있는 다양한 교통 상황을 가상으로 재현한다. 이를 통해 교통 혼잡, 돌발 상황, 보행자와의 상호작용 등을 테스트할 수 있다. 마지막으로 인터페이스(Interface) 모듈이 있다. 이 모듈은 외부 시스템과의 연동을 가능하게 하여, 다양한 테스트 시나리오와 데이터를 효율적으로 관리하고 분석할 수 있게 한다. 이를 통해 개발자가 자율주행 시스템을 더 효과적으로 개발하고 검증할 수 있다. 이 모든 구성 요소가 결합되어, 모라이 시뮬레이션 플랫폼은 자율주행 시스템의 개발, 테스트, 검증을 위한 강력한 도구로서의 역할을 수행한다.     가상환경과 현실의 차이를 최소화하기 위한 노력 모라이가 시뮬레이션 플랫폼을 구축하면서 가장 신경 썼던 부분은 현실과의 차이를 최소화하는 것이었다. 이를 위해 고충실도 시뮬레이션 환경을 제공하고, 실제 지도 데이터, 교통 데이터, 센서 데이터를 기반으로 가상과 실제 환경의 갭을 최소화하는 데 집중했다. 이를 위해 자율주행차가 실제 도로에서 맞닥뜨릴 수 있는 거의 모든 상황을 가상 환경에서 묘사할 수 있도록 다양한 요소 기술을 개발하고 있다. 이는 사람이 실제 도로에 나가지 않더라도 최대한 많은 테스트를 할 수 있도록 하기 위한 것이다. 예를 들어, 보행자 충돌 위험성 등 실제 도로에서 검증하기 어려운 시나리오를 수만 번 반복하여 테스트할 수 있다. 이를 통해 자율주행 개발 기업과 연구원들은 더욱 신뢰성과 안전성을 갖춘 검증을 할 수 있다. 또한, 가상과 실제 환경이 직접적으로 연계될 수 있도록 설계했다. 시뮬레이션이 실제 환경의 데이터와 상호작용할 수 있도록 하여, 개발자들이 현실적인 조건에서 자율주행 시스템을 테스트하고 개선할 수 있게 했다. 이와 같은 접근 방식은 실제 도로에서 발생할 수 있는 다양한 상황을 사전에 예측하고 대응하는 데 도움이 된다.   모라이 시뮬레이션 플랫폼에 대한 고객의 니즈 우선 고객사들은 현실적인 그래픽과 정밀한 도로 환경을 원했다. 자율주행 차량은 다양한 도로 상황과 환경에서 운행되므로, 시뮬레이터가 실제 도로와 유사한 환경을 재현해야 한다. 이를 통해 개발자는 도시, 고속도로, 교외 지역 등 다양한 도로 상황에서 자율주행 시스템의 성능을 테스트할 수 있다. 또한 다양한 교통 상황과 돌발 상황을 시뮬레이션할 수 있어야 했다. 교통 혼잡, 보행자와의 상호작용, 돌발적인 장애물 등 실제 도로에서 발생할 수 있는 모든 상황을 가상 환경에서 재현하여, 자율주행 시스템이 어떻게 대응하는지 평가할 수 있어야 한다. 아울러, 고객사들은 다양한 센서 데이터를 필요로 했다. 자율주행 차량은 카메라, 라이다, 레이더 등의 센서를 통해 주변 환경을 인식하기 때문에, 시뮬레이터는 이러한 센서의 데이터를 정확하게 생성하고, 실제 환경에서의 센서 성능을 재현할 수 있어야 한다.   개발 시 어려웠던 점과 해결 방법 자율주행 시뮬레이터를 개발하는 것은 다양한 기술을 통합해야 하기 때문에 많은 어려움이 따른다. 기본적으로 3D 엔진에 대한 이해도가 필요하며, 그 위에 올라가는 센서, 차량 동역학, 통신 등 각각의 모듈에 대한 깊은 이해와 적절한 통합 과정이 필요하다. 이 과정에서 각 개발자의 이해도와 전문 분야가 다르기 때문에, 이를 하나의 시뮬레이터로 통합하는 것이 가장 어려운 부분이었다. 다행히, 유니티는 이러한 다양한 요소들을 모두 통합할 수 있는 개발 환경을 제공했다. 각 모듈 개발자들이 개발할 때마다 바로 결과를 확인할 수 있었고, 다른 모듈에 대한 이해도를 높일 수 있었다. 이를 통해 각 모듈이 전체 시스템에 어떤 영향을 미치는지 파악할 수 있었고, 빠르게 개발을 진행할 수 있었다. 또한, SDV(Software Defined Vehicle : 소프트웨어 정의 차량)와 UAM 등의 복잡한 시뮬레이션 환경을 구축하는 데 있어서도 유니티의 유연한 개발 환경이 도움이 되었다. 유니티의 그래픽 엔진과 실시간 데이터 처리 능력을 활용하여 현실과 유사한 고충실도의 시뮬레이션 환경을 구현할 수 있었고, 이를 통해 다양한 테스트와 검증을 효율적으로 수행할 수 있었다.     모라이의 목표 모라이는 자율주행 시뮬레이션 시장에서 개발뿐만 아니라 검증과 인증까지 가능한 시뮬레이터를 제공하고자 한다. 앞서 설명한 대로 개발자들이 손쉽게 사용할 수 있는 가상 공간과 시뮬레이션 도구를 공급하여, 이 툴을 기반으로 빠르게 기술을 개발하고 정량적으로 시험 평가할 수 있도록 하는 것이 모라이의 목표이다. 또한, 모라이는 고객이 많은 노력을 들이지 않아도 바로 이해하고 현업에 적용할 수 있는 개발 도구를 제공하는 것을 중요하게 생각하고 있다. 이를 통해 고객은 복잡한 설정이나 학습 없이도 자율주행 기술을 개발하고 테스트할 수 있게 된다.  궁극적으로는 자율주행 자동차, UAM, 무인 로봇, 무인 선박 등 모든 무인 이동체의 기술 개발 및 통합 검증에 사용되는 도구가 되는 것이 모라이의 목표이다.  모라이의 공동설립자인 홍준 CTO는 “이 과정에서 유니티는 핵심 개발 도구로서 중요한 역할을 하고 있다. 유니티의 강력한 3D 엔진과 사용자 친화적인 인터페이스 덕분에 우리는 고품질의 시뮬레이션 환경을 빠르게 개발할 수 있다. 또한, 유니티의 지속적인 기술 지원과 업데이트는 우리가 최신 기술을 빠르게 도입하고, 고객의 요구에 맞는 기능을 신속하게 제공하는 데 큰 도움이 된다”고 전했다.     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.
작성일 : 2025-05-02
[온에어] 공기업 BIM 적용 지침에 따른 설계·시공 프로세스 변화와 대응 전략
캐드앤그래픽스 CNG TV 지식방송 지상 중계   지난 3월 31일 CNG TV는 ‘공기업 BIM 적용 지침에 따른 설계 및 시공 프로세스 변화와 대응 전략’을 주제로 웨비나를 개최했다. 이번 웨비나는 공기업의 건축 BIM(건설 정보 모델링) 적용 지침에 따른 설계 및 시공 프로세스의 변화와 이에 대한 실질적인 대응 전략을 다뤘으며, 자세한 내용은 다시보기를 통해 확인할 수 있다. ■ 박경수 기자   ▲ 디지털 지식연구소 조형식 대표, 성균관대학교 진상윤 교수   공기업 건축 BIM 적용 지침의 변화와 실무 적용 사례 LH와 GH의 건축 BIM 적용 지침 개발을 총괄한 성균관대학교 진상윤 교수는 이 지침이 설계 및 시공 프로세스에 어떤 변화를 가져오는지 설명했다. 이 지침은 공기업이 각 기관의 특성에 맞춰 BIM 적용 지침을 제정하도록 유도하고 있으며, LH, GH 및 기타 공사가 이를 기반으로 자체 BIM 지침을 수립한 것이 특징이다. 진 교수는 이 지침을 통해 설계 및 시공의 초기 단계부터 BIM을 적극 활용하고, 기존의 ‘전환 설계’ 방식이 아닌 실질적인 BIM 설계 프로세스를 유도하고자 했다고 설명했다. 또한, 발주자가 BIM을 통해 실질적인 관리가 가능한 체계를 구축하고, 도면 대신 BIM 기반의 성과물을 생산하는 프로세스를 개발 중이라고 밝혔다. 그는 BIM을 활용한 설계가 국제 경쟁력 확보와 산업 선진화를 목표로 하고 있다면서, 공동주택 설계의 BIM 프로세스를 소개하는 비전 영상도 함께 공개했다. 주요 내용으로는 ▲기존 BIM 적용의 한계 극복 ▲실질적인 BIM 설계 프로세스 유도 ▲발주자의 지속 가능한 BIM 운영 체계 구축 ▲시공 BIM 프로세스 개선 ▲유지관리 단계까지 고려한 준공 BIM 확보 등이 제시됐다. 진 교수는 “BIM은 단순한 기술 도입이 아니라 언어 자체가 바뀌는 개념으로 접근해야 하며, ▲인식 개선 ▲프로세스 개선 ▲대가 체계 개선 ▲표현 언어 변화 ▲생태계 전환이라는 다섯 가지 관점에서 변화가 필요하다”고 강조했다.   ▲ LH와 GH의 BIM 적용 현황   단위 세대 모델링과 BIM 데이터 구축 단위 세대 모델링은 중심선을 그리드로 설정하고 벽 및 바닥을 모델링한 뒤 창호나 문을 배치하는 방식으로 진행된다. 모델이 변경되면 면적 산정도 자동으로 반영되며, 사용자는 전용 면적, 공용 면적, 발코니 면적 등 세부 면적 정보를 구분하여 입력하고 효율적으로 관리할 수 있다. 공동주택의 경우 반복되는 객체가 많아 프로그램 성능 저하가 우려되지만, 효율적인 파일 관리 방안을 마련하면 안정적인 운영이 가능하다고 밝혔다. 또한 구조 정합성 검토는 구조 부재 정보를 기반으로 진행되며, 실내 재료 마감표를 구성하여 높은 정합성을 가진 도면을 추출할 수 있는 점도 장점으로 꼽혔다.   현상 설계 공모 단계에서의 BIM 적용 변화 과거에는 현상 설계 공모 단계에서 BIM 활용에 대한 반대 의견이 있었으나, 최근에는 BIM 역량을 갖춘 업체의 참여를 유도하는 방향으로 변화하고 있다. 실제로 고양 창릉 지구의 기본 설계 공모에서 현상 설계 단계부터 BIM 적용이 요구되기 시작했으며, 이는 건축 산업의 디지털 전환을 가속화하려는 의도로 풀이된다. 진 교수는 “현상 설계 공모에서 BIM을 활용한 3D 모델과 정보를 구축하고 이를 바탕으로 설계 설명서를 제작하는 것이 요구되고 있으며, 이를 위한 정확한 설계 검증 시스템도 마련되고 있다”고 말했다. 또한 “BIM은 설계자의 부담을 줄이고, 설계 데이터와 요구 사항을 지속적으로 확인하며 작업할 수 있게 해주는 도구로 기능한다”고 설명했다. 아울러 “BIM을 사용하지 않을 경우 감점 조치가 시행되고 있으며, 설계뿐 아니라 관리까지 BIM을 활용하도록 요구되면서 BIM 거버넌스의 중요성이 더욱 강조되고 있다”고 덧붙였다. 한편, 공기업 BIM 적용 지침에서는 원본 데이터에서 정의된 뷰 명칭을 도면 각 페이지에 각주로 명시해야 한다. 이는 BIM을 통해 구축한 실체에 해당 명칭을 추가하는 과정으로, 중대한 위반 사항과 사전 검토 항목은 BIM 시스템을 통해 검토해야 하며, 불법 건축 등 법규 위반 여부도 BIM 데이터를 통해 확인이 가능하다. 과거에는 현상 설계에서 별도로 가상 모델을 제출해야 했지만, 현재는 BIM을 통해 이를 손쉽게 구현할 수 있다. 아직 BIM을 적용한 현상 설계 사례는 많지 않지만, 지침에 따라 가상 모델 제출을 선택적으로 요구할 수 있는 유연성도 확보된 상황이다.   ▲ LH가 추구하는 설계 BIM 프로세스   지속 가능한 BIM 거버넌스 체제 필요성 지속 가능한 BIM 거버넌스 체계는 조직 내 경영진 변화와 무관하게 유지되어야 하며, 실무자는 최소 4년 이상 담당함으로써 충분한 이해와 경험을 축적해야 한다. BIM 적용 과정에서 발생할 수 있는 시행착오는 실무자의 심리적 부담을 고려해 제도적으로 포용할 필요가 있다. 이를 위해 선순환적인 BIM 수행 체계를 마련하고, 이를 기반으로 한 교육 및 훈련 프로그램을 체계적으로 운영해야 성공적인  BIM 도입이 가능하다. 또한 설계 및 시공자의 편의를 고려한 지침은 최소한의 요구사항을 명시해 사업 특성에 맞는 유연한 적용을 가능하게 하며, 필요 시 감독관과 협의를 거쳐 조정할 수 있다. BIM 도면은 기존의 2D CAD 도면이 가진 한계를 극복하고, 3D의 특성을 살려 설계 이해도를 높이는 방향으로 발전해야 한다. BIM은 다양한 디지털 기술의 기반이 되는 핵심 요소이며, 기업의 지속 가능한 발전을 위한 필수 기술로 자리 잡고 있다. 국내에서 BIM 사용 시 BCF 포맷을 지원하는 대표 소프트웨어로는 나비스웍스, 레빗, 아키캐드 등이 있으며, 국산 소프트웨어의 발전도 요구되고 있다.   BIM의 중요성과 국내 소프트웨어 현황 진 교수는 “한국 건설 산업에서 BIM의 활성화를 위해 실무자 중심의 프로세스를 구축해야 하며, 현재는 외주 업체에 대한 의존도가 높아 시장 성장이 제한적”이라며, “BIM 적용 시 전문가 간 분업을 통해 효율적인 업무 분담이 이루어져야 하고, 설계자와 엔지니어 간 명확한 역할 구분이 필요하다”고 강조했다. 향후 BIM의 발전 방향으로는 AI 기술과의 융합이 이루어져 보다 자동화된 건축 관리 시대가 도래할 가능성이 있으며, BIM은 디지털 기술 전환의 기반으로서 핵심 역할을 할 것으로 전망된다. 진 교수는 “국내 BIM 소프트웨어가 활성화되지 못하는 이유는 시장 규모가 작기 때문이며, 실무자가 아닌 외주 업체가 주로 사용하는 구조로 인해 사용률이 낮다”고 지적했다. 그리고 “건설업계 종사자가 약 100만 명에 달하지만, 이 중 실질적으로 BIM을 사용하는 비율은 낮아 시장 확대가 필요하다”고 덧붙였다. 앞으로 외주 업체는 BIM 컨설팅 서비스를 통해 부가가치를 창출하고, 이를 통해 산업 전반의 발전에 기여할 수 있는 기회를 마련해야 한다. 실무자 중심의 BIM 프로세스가 정착된다면, 국산 소프트웨어의 판매 증가와 함께 시장의 선순환 구조 형성도 기대할 수 있다.   ▲ 기존 대비 BIM 설계 예시       ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.
작성일 : 2025-05-02
IBM 엑스포스 보고서, “정보 탈취형 악성코드 이메일 작년 대비 84% 증가”
IBM이 발표한 ‘2025 엑스포스 위협 인텔리전스 인덱스 보고서(2025 X-Force Threat Intelligence Index)’에 따르면, 사이버 공격자들이 더 교묘한 수법을 사용하며 기업에 대한 랜섬웨어 공격은 감소한 반면, 눈에 띄지 않는(lower-profile) 자격 증명 도용은 급증했다. IBM 엑스포스는 사이버 공격자들이 신원 탈취 공격을 확대하는 수단으로 인포스틸러 악성코드를 포함한 이메일을 주로 활용하고 있으며, 2024년 이러한 유형의 이메일이 전년 대비 84% 증가했다고 밝혔다. 2025 보고서는 IBM 엑스포스에서 관찰한 신규 및 기존 트렌드와 공격 패턴을 추적하고 침해 사고 대응, 다크 웹 및 기타 위협 인텔리전스 소스에서 얻은 정보를 바탕으로 작성했다. 2023년은 생성형 인공지능(Gen AI)의 본격적인 확산이 시작된 한 해였다. 예견되었던 대로, 사이버 공격자들은 AI를 활용해 웹사이트를 제작하거나, 딥페이크 기술을 피싱 공격에 접목시키기 시작했다. IBM 엑스포스는 공격자들이 생성형 AI를 활용해 피싱 이메일을 작성하거나 악성 코드를 제작하는 사례를 포착하기도 했다. IBM 엑스포스는 과거 보고서에서 하나의 AI 설루션 시장 점유율 50%에 가까워지거나 시장이 소수의 3개 이하 설루션으로 재편되면, 공격자 입장에서는 특정 AI 모델이나 설루션을 노리기가 더 쉬워지고 그만큼 공격할 유인도 커진다고 밝혔다. 아직 그 시점에 도달하지는 않았지만, 도입 속도는 빠르게 증가하고 있다. 실제로, 2024년 기준 최소 하나 이상의 비즈니스에 AI를 도입한 기업의 비율은 72%로, 전년 대비 55% 이상 증가한 것으로 나타났다. 2024년에는 AI를 겨냥한 대규모 공격이 발생하지는 않았다. 보안 전문가들은 사이버 공격자들이 악용하기 전에 취약점을 선제적으로 식별하고 보완하기 위한 대응에 속도를 내고 있다. IBM 엑스포스가 AI 에이전트 구축 프레임워크에서 원격 코드 실행 취약점을 발견한 사례처럼, 이와 같은 문제는 앞으로 더욱 빈번해질 것으로 보인다. 2025년 AI 도입이 확대될 것으로 예상됨에 따라, 공격자들이 AI를 겨냥한 특화된 공격 도구를 개발할 유인도 커지고 있다. 이에 따라 기업들은 데이터, 모델, 활용 방식, 인프라 등 AI 전반에 걸친 보안을 초기 단계부터 강화하는 것이 필수이다.     지난해 가장 많은 공격은 주요 기반시설 조직을 대상으로 감행됐다. IBM 엑스포스가 대응한 2024년 전체 공격 중 70%가 주요 인프라 조직에서 발생했으며, 이 중 4분의 1 이상이 취약점 악용으로 인한 공격이었다. 주요 인프라 조직들은 기존 기술에 대한 의존과 느린 보안 패치 적용으로 인해 여전히 보안 위협에 직면해 있는 것이다. 다크웹 포럼에서 자주 언급된 공통 취약점 및 노출(CVEs)을 분석한 결과, 상위 10개 중 4개가 국가 차원의 지원을 받는 공격자를 포함한 정교한 위협 그룹과 연관된 것으로 나타났다. 해당 취약점들의 악용 코드는 여러 포럼에서 공개적으로 유통되고 있었으며, 이는 전력망, 의료 시스템, 산업 설비 등을 노린 공격의 확산으로 이어지고 있다. 이처럼 금전적 목적의 공격자와 국가 차원의 위협 세력이 정보를 공유하는 흐름은, 패치 관리 전략 수립과 위협 사전 탐지를 위한 다크웹 감시의 중요성을 더욱 부각시키고 있다. 또 다른 주목할 만한 공격은 인포스틸러(infostealer, 정보 탈취형 악성코드)를 활용한 공격이다. 2024년에 인포스틸러를 활용한 이메일은 전년 대비 84% 증가했으며, 2025년 초기 데이터에 따르면 이는 더욱 급증하는데, 주간 발생 건수가 2023년 대비 180% 이상 증가한 것으로 예상된다. 자격 증명 피싱과 인포스틸러를 통해 신원 공격은 저렴하고, 확장 가능하며, 수익성이 좋아졌다. 인포스틸러는 데이터를 빠르게 유출할 수 있어 타깃 지점에 머무는 시간을 줄이고, 포렌식 흔적을 거의 남기지 않는다. 2024년에 다크웹에서 800만 개 이상의 광고가 상위 5개의 인포스틸러만을 위한 것이었으며, 각 광고에는 수백 개의 자격 증명이 포함될 수 있다. 또, 사이버 공격자들은 다크웹에서 다중인증(MFA)을 우회하기 위해 중간자 공격(AITM) 피싱 키트와 맞춤형 AITM 공격 서비스를 판매하고 있다. 손상된 자격 증명과 다중인증 우회 방법이 만연하다는 것은 수요 또한 높다는 것을 의미하며 이러한 추세는 멈출 기미가 보이지 않는다. 지역으로 살펴보면, 2024년 한 해 동안 IBM 엑스포스가 전 세계적으로 대응한 사이버 공격 중 약 34%가 아시아태평양에서 발생하며 아태 지역이 세계에서 가장 많은 사이버 공격을 경험한 것으로 나타났다. 데이터 도용(12%), 인증정보 탈취(10%), 갈취(extortion, 10%) 등이 순위가 높은 공격 대상이었다. 일본은 전체 조사 대상 인시던트의 66%를 차지했으며, 한국, 필리핀, 인도네시아, 태국이 각각 5%의 비율을 차지했다. 분야별로는 제조업이 공격 대상의 26%를 차지하며 4년 연속 사이버 공격이 가장 많이 발생한 산업으로 집계됐다. 특히 랜섬웨어 피해 사례가 가장 많았으며, 시스템 중단에 대한 허용 범위가 극히 낮은 산업 특성상 암호화 공격에 대한 범죄자의 수익성이 여전히 높은 것으로 분석된다. 한국IBM 컨설팅 사이버보안서비스 사업총괄 이재웅 상무는 “사이버 공격은 이제 더욱 조용하고 치밀해지고 있다. 공격자들은 파괴적인 행위 없이 자격 증명을 탈취해 기업 시스템에 접근하며, 인포스틸러와 같은 악성코드를 통해 빠르게 데이터를 유출하고 흔적을 남기지 않는다”고 말하며, “이러한 저위험·고수익 공격이 확산되는 지금, 기업은 단순 방어를 넘어, 인증 시스템 강화와 위협 사전 탐지 체계를 통해 공격 표적이 되지 않도록 대비해야 한다”고 강조했다.
작성일 : 2025-04-24
ABB, 로봇 사업부를 독립 상장 회사로 분사하는 계획 발표
ABB는 2026년 정기 주주총회에서 로봇 사업부의 100% 분사를 위한 제안 절차를 시작한다고 밝혔다. ABB 로봇 사업부는 2026년 2분기에 독립된 상장 회사로 거래를 시작할 예정이다. ABB 로봇 사업부는 전 세계 고객이 노동력 부족, 지속 가능성 요구 등 운영상의 과제를 해결하고 생산성, 유연성, 단순성을 높일 수 있도록 지능형 자동화 설루션을 제공하고 있다. 이 사업부는 광범위한 산업군에 걸쳐 자율 이동 로봇(AMR), 소프트웨어, AI를 포함한 다양한 로봇 플랫폼과 전문성을 결합해 차별화된 가치를 제공하는 데에 초점을 맞추며, 제품군의 80% 이상이 소프트웨어 및 AI를 기반으로 한다. ABB 로봇 사업부는 ABB Way라는 분권화 운영 모델 하에서 2019년 이후 분기 대부분 동안 두 자릿수 영업이익률을 유지해왔다. 과거 공급망 문제가 있었던 선주문 시기를 지나 주문 패턴이 정상화되면서 시장이 안정화되고 있으며, 이로 인해 수주 증가세도 이어지고 있다. 새롭게 상장될 회사는 탄탄한 자본 구조를 갖추고 스웨덴(유럽), 중국(아시아), 미국(미주) 등 지역별 제조 허브를 기반으로 한 현지 중심(local-for-local) 운영 모델로 견고한 현금 흐름을 유지하고 있다. 현재 ABB 로봇 사업부는 약 7000명의 직원이 근무 중이다. 2024년 실적 기준 매출은 23억달러(약 3조 2000억원)로 ABB 그룹 전체 매출의 약 7%이며, 영업 EBITA 마진은 12.1%를 기록했다. 주주들이 분할 제안을 승인할 경우 분할은 주식 배당 방식으로 진행된다. ABB Ltd. 기존 주주는 현재 보유 지분 비율에 따라 상장될 신규 회사(임시 회사명 ‘ABB Robotics’)의 주식을 현물배당 형태로 받게 된다. 또한, 2026년 1분기부터 로봇 사업부와 같은 ABB 로봇 & 자동화(Robotics & Discrete Automation) 사업 영역을 구성하고 있는 기계 자동화(Machine Automation, 이전 B&R) 사업부는 공정 자동화(Process Automation) 사업 영역으로 편입된다. 공정 자동화 사업 영역에 편입되면서 하이브리드 산업을 포함한 다양한 산업에서 소프트웨어 및 제어 기술 시너지 창출이 기대된다. 기계 자동화 사업부는 고급 PLC, IPC, 서보 모션, 산업용 이송 시스템, 비전 및 소프트웨어 기반 설루션을 공급하고 있다. ABB 이사회의 피터 보저(Peter Voser) 회장은 “이사회는 ABB 로봇 사업부를 별도 회사로 상장함으로써 양쪽 모두 고객 가치를 창출하고 성장하며 인재를 유치하는 데 있어 최적의 조건을 갖추게 될 것으로 기대한다. 양사는 보다 집중된 지배구조와 자본 배분의 이점을 누릴 수 있다. ABB는 앞으로도 전기화 및 자동화 분야에서 선도적 위치를 기반으로 장기 전략에 집중할 것”이라고 말했다. ABB의 모르텐 비어로드(Morten Wierod) CEO는 “ABB 로봇 사업은 업계를 선도하고 있으나 다른 ABB 사업부와 사업적 측면 및 기술적 시너지가 제한적이고 수요와 시장 특성도 다르다. 이번 변화는 ABB 그룹과 로봇 비즈니스 양쪽 모두에 있어서 가치 창출을 촉진할 것”이라고 전했다.
작성일 : 2025-04-22
젠하이저, 창립 80주년 기념 유선 헤드폰 ‘HD 550’·‘HD 505’ 출시
젠하이저는 창립 80주년을 맞아 하이파이 사운드를 위한 유선 헤드폰 2종 ‘HD 550’과 ‘HD 505’를 새롭게 출시하며, 다양한 음향에 대한 수요를 충족시킬 ‘HD 500’ 시리즈의 풀라인업을 완성했다고 밝혔다. ‘HD-5’ 시리즈는 전문 음악 창작자와 엔지니어 사이에서 음향의 레퍼런스로 평가 받는 ‘HD-6’ 시리즈의 철학을 이어받아, 고해상도 음원 재생에 최적화된 설계를 바탕으로 고품질의 사운드를 경험할 수 있도록 설계된 라인업이다. 이 시리즈는 감상의 목적, 장르, 음색 취향 등에 따라 다양한 선택이 가능하도록 구성되어 다양한 멀티미디어 환경에서도 몰입감 높은 사운드를 제공한다. 젠하이저의 새로운 라인업 전략에 따라 HD 505는 누구나 편하게 들을 수 있는 대중적인 사운드, HD 550은 고음과 저음의 균형감으로 보컬과 악기가 돋보이는 특색을 가지고 있다. 이를 바탕으로. 개인적인 성향 및 취향, 장르, 목적에 맞는 최적의 제품을 선택할 수 있어, 더욱 많은 사람이 더욱 쉽게 음향적 만족감을 높일 수 있게 되었다는 것이 젠하이저의 설명이다.     HD 550은 젠하이저의 프리미엄 사운드를 누구나 일상에서 즐길 수 있도록 설계된 오픈형 유선 헤드폰이다. 이 제품은 아일랜드의 최첨단 생산시설에서 제작된 38mm 트랜스듀서를 탑재해 6Hz부터 39.5kHz에 이르는 폭넓은 주파수 응답을 제공하며, 0.2% 미만의 총 고조파 왜곡률로 섬세하고 정교한 사운드를 구현한다. HD 550은 150Ω의 임피던스를 적용해 고성능 헤드폰 앰프나 DAC(Digital-to-Analog Converter)와 함께 사용할 경우 더욱 깊이 있고 풍부한 음향을 감상할 수 있다. 중립적인 중음과 단단한 저음의 조화는 음악은 물론, 공간감이 중요한 게임 환경에서도 몰입감을 제공한다. 또한 라미네이트 필름 다이어프램과 경량 보이스코일을 적용해 빠른 반응성과 섬세한 표현력을 실현했으며, 드라이버는 귀를 향해 비스듬히 배치되어 넓은 음장감을 형성한다. HD 505는 다양한 장르의 음악을 보다 폭넓게 즐길 수 있도록 튜닝된 모델로, HD 시리즈의 핵심 기술을 보다 대중적인 사양으로 구현한 제품이다. 이 제품은 120Ω 트랜스듀서를 탑재해 12Hz부터 38.5kHz까지의 주파수를 충실히 재현하며, ‘HD 560S’의 튜닝을 기반으로 과하지 않은 저음과 안정적인 고역대 응답 특성을 갖췄다. HD 505는 HD 550과 동일한 라미네이트 다이어프램과 경량 보이스코일 기술을 적용해 정밀하고 선명한 사운드를 구현하며, 고해상도 음원 재생 시에도 원음에 가까운 사운드를 전달한다. 정교하게 조율된 공진 제어 기술은 불필요한 음향 왜곡을 억제하고, 고역의 피크 현상을 완화해 장시간 청취 시에도 피로감을 줄여준다. HD 550과 HD 505는 모두 약 237g의 가벼운 무게로 설계되었으며, 헤드밴드의 압력도 적절히 조절돼 장시간 착용에도 편안하고 안정적인 착용감을 제공한다. 또 통기성이 뛰어난 금속 메시 커버를 채택해 오픈형 헤드폰 특유의 개방감을 극대화하고, 외부 소음을 자연스럽게 분산시켜 청취 몰입도를 높여준다. 기본 구성품으로는 1.8m 길이의 분리형 케이블, 3.5mm 스테레오 플러그, 6.3mm 변환 어댑터가 함께 제공된다. 소노바컨슈머히어링코리아의 강호일 대표는 “젠하이저의 HD 500 시리즈의 전체 라인업을 국내에 출시하게 되어 기쁘다”면서, “기존 HD 560 모델과 더불어, 소비자는 개인적인 취향, 장르, 목적에 맞는 최적의 제품을 선택할 수 있어, 더욱 높은 음향적 만족감을 느낄 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
작성일 : 2025-04-21