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통합검색 "해석"에 대한 통합 검색 내용이 3,859개 있습니다
[기획]불확실성의 시대, CAE 시장 동향과 전망
과거에는 제품 개발 과정에서 제품의 사양에 기초하여 도면을 작성한 후 시제품을 제작하고, 시제품에 대해서 실험·평가를 하여 그 결과가 만족스럽지 않으면 설계를 변경하여 만족할 때까지 다시 시행오차를 반복하였다. 그러나 CAD로 작성된 모델을 바탕으로 컴퓨터 내에서 실제 제조 프로세스에서 나타나는 현상들을 가상으로 해석하여 최적화된 설계를 지향하는 CAE가 출현하면서 이러한 번거로움은 없어졌다. 그리고 설계 및 부품가공에 있어서 최적설계를 실현해 주는 CAE의 역할은 점점 커지고 있다.   이미지 출처 : 펑션베이(리커다인) CAE의 중요성 확대 컴퓨터를 이용해 설계업무를 효율적으로 수행하게 하는 CAD(Computer Aided Design) 이후에 제품의 초기 설계단계에서부터 설계의 제반 문제점을 컴퓨터상에서 가상으로 시뮬레이션(Virtual Simulation)하는 CAE(Computer Aided Engineering) 과정을 거치게 된다. 이때 CAE는 제조공정상 또는 품질상의 결함이 없는 최적 제품 및 공정을 설계하고, 불필요한 가공요소들을 최소화시켜 원가절감과 생산의 효율성 극대화에 기여한다. CAE가 산업전반에서 많이 활용되기 시작한 것은 1990년대부터다. 시제품을 만들지 않고, 컴퓨터만을 이용하여 제품을 설계하고 검증하는 CAE는 공학적 해석은 물론이고 비용 해석, 제품 계획, 공정 관리 등 제품 개발의 모든 과정과 연계되고 있다. 최근 CAE는 생산제조현장에서 신제품의 개발기간 및 비용 단축뿐 아니라 제품에 대한 고객만족 실현도구로 CAD, CAM 등과 함께 도입⋅운용되는 필수 요소이다. 특히 최근에는 인더스트리 4.0, 스마트 공장에 대한 관심이 늘면서 실제 제품이나 공장을 가상 공간에서 동일하게 구현하고 검토할 수 있는 '디지털 트윈(digital twin)'을 위해 CAE의 중요성이 더욱 커지고 있다.   불확실성 커진 CAE 시장 전망 CAE 시장은 기계가공 및 생산제조분야의 투자 확대로 2015년 전후부터 현재까지 지속적인 성장세를 보여 왔다. 영국의 글로벌 리서치회사 Technavio(테크나비오)가 지난 3월 발행한, ‘세계의 CAE(Computer Aided Engineering) 시장’ 보고서에 따르면 2020년 ~ 2024년 글로벌 CAE 시장은 11%의 연평균 성장률(CAGR)이 예측되며, 2024년에는 42억 7000만 달러에 달할 것으로 전망했다. 하지만 일각에서는 기계분야 CAE는 지속적인 성장으로 이미 시장이 성숙해지고 있어, 2020년 이후부터는 성장률이 서서히 둔화할 것으로 전망하기도 한다. 특히 코로나19 사태로 인한 투자위축과 글로벌 불확실성의 확대로 인해 앞으로의 경기전망은 그리 밝지만은 않다. 그럼에도 불구하고 기계가공 및 3D 프린팅 가공, 금형가공 분야에서 CAD, CAM, CAE 등 제조엔지니어링 소프트웨어의 역할과 중요성이 점점 커지면서 동 시장에 대한 니즈는 당분간 지속될 것이다.   이미지 출처 : MSC소프트웨어   산업 트렌드 해외 주요 CAE 소프트웨어 업체로는 앤시스, 알테어, MSC소프트웨어, ESI 등이 있으며 지멘스 PLM 소프트웨어, 다쏘시스템, PTC, 오토데스크 등 CAD/PLM 업체도 CAE 역량을 강화하고 있다. 제품의 다양한 특성을 가상 환경에서 더욱 정확하게 검토할 수 있는 '멀티피직스(multiphysics) CAE'를 내세우는 이들 글로벌 업체들이 국내 CAE 시장의 90% 이상을 점유하고 있다.  반면 국산 CAE 소프트웨어 업체는 펑션베이, 경원테크, 브이엠테크, 버추얼모션, 마이다스아이티 등이 대표적이지만 대부분 특화된 분야에 집중하고 있는 상황이다. 최근 클라우드 환경의 소프트웨어 개발이 가속화되면서 CAE 등의 소프트웨어도 전문지식 없이도 사용이 쉬운 사용자환경(UI)을 제공되고 있다. 이로 인해 CAE 개발 트렌드도 다수의 사용자가 해석 소프트웨어를 활용할 수 있도록 하는 '대중화(democratization)' 및 AR/VR/IoT 등 기술과의 접목, 제품·공정 맞춤형으로 개발되는 ‘맞춤형 CAE 소프트웨어’ 등으로 변화하고 있다. 이러한 환경 변화와 함께 CAE 벤더의 비즈니스 모델 역시 영구 라이선스에서 서브스크립션으로 전환되고 있다. 한편으로 고가의 해석 소프트웨어 비용 부담을 덜 수 있는 ‘오픈소스 CAE 소프트웨어’도 꾸준히 관심을 받고 있다.   이미지 출처 : 엘머로 해보는 오픈소스 엔지니어링 (캐드앤그래픽스 기고, 김동호)   앞으로 관련업계는 클라우드 컴퓨팅을 기본으로 한 플랫폼으로 전환과 함께 이에 따른 SaaS(Software-as-a-Service, 서비스로서의 소프트웨어) 등 새로운 비즈니스 모델에 대한 대응이 요구되고 있다. 디지털 제조혁신 과정에서 최적설계에 대한 니즈가 더욱 커지는 만큼, CAE 등의 제조엔지니어링 소프트웨어는 시제품 제작이나 개인 제조업 등의 분야에서 점차 영향력을 넓혀 갈 것으로 기대된다. 이성숙 lss@cadgraphics.co.kr
작성일 : 2020-07-07
한국마이크로소프트, CAD 작업에도 적합한 서피스 북 3 사전 예약 실시
한국마이크로소프트가 ‘서피스 북 3(Surface Book 3)’의 7월 27일 공식 국내 출시를 앞두고 사전 예약판매를 진행한다고 밝혔다. 서피스 북 3는 화면과 키보드를 분리할 수 있는 2-in-1 디바이스로 데스크톱의 강력한 성능, 태블릿의 다양한 용도, 그리고 얇고 가벼운 노트북이 선사하는 해방감을 한꺼번에 제공하는 태블릿 노트북이다. 빠른 속도와 고성능이 필요한 개발자, 고해상도의 영상 및 그래픽을 요구하는 게임 유저, 그리고 긴 배터리 수명을 가진 휴대용 노트북을 필요로 하는 일반 소비자 모두에게 적합한 사용자 경험을 제공한다. 13인치와 15인치 2종으로 출시되는 서피스 북 3는 인텔 10세대 프로세서, 엔비디아 그래픽, 부드럽고 정확한 터치패드, 편안한 키보드, 그리고 서피스 펜(Surface Pen) 또는 터치스크린을 위해 고안된 고해상도의 픽셀센스(PixelSense) 디스플레이로 구성된다. 서피스 북 3는 터치스크린을 지원해 본체와 키보드를 분리하면 곧바로 태블릿으로 사용할 수 있는 등 사용자 편의성을 장점으로 내세웠다. 얼굴인식 기능을 통해 손쉽게 잠금해제를 할 수 있으며, 윈도우 헬로우(Windows Hello) 음성인식으로 암호 없는 로그인을 이용할 수도 있다. 돌비 애트모스(Dolby Atmos) 지원으로 입체감 있는 사운드 경험을 제공한다. 또한 최신 표준인 와이파이6와 블루투스 5.0을 지원해 빠른 무선인터넷 사용, 끊김없는 무선 디바이스 연결, 대용량 파일 송수신, 고해상도 동영상 스트리밍 감상 등 다양한 작업을 원활히 수행할 수 있도록 보장한다.     15인치 서피스 북 3는 기존 모델 대비 최대 50% 높은 성능을 제공하며, 모든 서피스 라인업 가운데 가장 긴 배터리 수명을 제공한다. 일상적인 사용 환경에서 한 번 충전으로 17.5시간을 보장하며, 대기모드 이용시에는 더 오랜 시간동안 사용 가능하다. SSD를 통한 초고속 스토리지, 최신 인텔 10세대 코어 i5/i7 프로세서, 최대 32GB RAM을 통해 밀도 높은 업무를 신속하게 수행할 수 있으며, 엔비디아 GPU를 통한 빠른 그래픽 경험, 돌비 애트모스를 통한 몰입형 사운드 감상도 가능하다. 서피스 북 3는 강력한 노트북이자 터치스크린이 가능한 태블릿이며, 비즈니스 업무나 개인용으로 사용 가능한 휴대용 스튜디오이다. 최신 앱의 코드를 컴파일링하거나, 어도비 프리미어 프로로 영상 편집을 하거나, 엑스박스 게임 패스로 최신 게임을 즐길 때에도 완벽한 환경을 제공한다. 터치스크린, 키보드, 반응속도가 빠른 터치패드를 모두 지원하기 때문에 본인이 원하는 용도에 맞춰 언제든지 전환이 가능하다. 서피스 펜과 서피스 다이얼을 이용해 고해상도의 그래픽 작업을 할 때에도 유용하며 USB-C, USB-A 포트, 풀사이즈 SD카드 슬롯을 지원하므로 손쉽게 외부 장치와 연결할 수 있다. 13인치와 15인치의 픽셀센스 터치스크린 디스플레이는 다양한 작업에서 생동감 넘치는 화면을 제공한다. 마이크로소프트 팀즈를 통한 화상통화나 마이크로소프트 365 앱의 음성 받아쓰기를 실행할 때 주변 소음을 억제하여 선명한 음성전달이 가능한 듀얼 마이크 솔루션 '스튜디오 마이크(Studio Mics)'와 몰입형 사운드를 보장하는 '돌비 애트머스'를 통해 더욱 크고 선명하게 소통할 수 있다. 전면에 설치된 1080p HD와 다양한 그래픽 카드 옵션을 통해 수준 높은 동영상 녹화 및 편집도 지원한다. 이 밖에 프리미엄 백라이트 키보드, 고정밀 전면 유리 터치패드 등도 특징이다. 서피스 북 3는 윈도우 운영체제와 마이크로소프트 365 앱을 지원한다. 15인치의 경우,  고사양을 요구하는 PC용 X박스 게임패스(Xbox Game Pass) 신작들까지도 1080p 디스플레이에서 초당 60 프레임으로 부드럽게 실행할 수 있다. 엔터프라이즈 고객 또는 고등 교육기관 등을 위한 엔비디아 쿼드로 RTX 3000 옵션도 제공한다. 마이크로소프트 365와 3D 콘텐츠에서 서피스 펜 또는 터치스크린을 이용하거나 음성 받아쓰기 기능도 지원된다. 또, 서피스 북 3에서는 암호 입력 없이 로그인이 가능한 '윈도우 헬로우(Windows Hello)' 기능을 비롯해, 윈도우 10 홈의 친숙한 기능과 신뢰할 수 있는 보안 기능이 모두 제공된다.     업무용 서피스 북 3은 윈도우 10 프로를 기본 탑재하고 있으며, 강력한 성능 지원을 위해 엔비디아의 쿼드로(Quadro) RTX 3000 또는 지포스(GeForce) GTX 그래픽 프로세서 선택이 가능하다. 특히 쿼드로 RTX 3000을 선택할 경우, 건축 설계를 위한 오토데스크의 오토캐드, 엔지니어링 설계 및 해석을 위한 솔리드웍스, 전문 디자이너를 위한 어도비 크리에이터 클라우드와 같이 강력한 스펙이 요구되는 소프트웨어 이용 시 향상된 사용자 경험을 제공한다.  업무용 서피스 북 3는 AI 프로그램 개발 용도로도 적합해, 마이크로소프트 비주얼 스튜디오를 활용하는 프로그래머들에게도 활용도가 높을 것으로 기대된다. 또, 기업의 보안과 정보관리를 위한 최신 서피스 엔터프라이즈 관리모드(SEMM) 활용도 가능하다. 이를 통해 하드웨어의 일부 기능을 정책에 기반한 보안목적에 따라 특정 장소 등에서는 사용이 제한되도록 제어할 수 있다. 개인사용자용 13인치 서피스 북 3는 인텔 10세대 코어 i5/i7 프로세서, 8GB~32GB RAM, 256GB~1TB 모델 기준 209만~346만원에 판매되며, 15인치 서피스 북 3는 인텔 10세대 코어 i7 프로세서, 16GB~32GB RAM, 256GB~1TB 모델 기준 296만~386만원에 판매된다. 전국 롯데하이마트, 일렉트로마트, 현대백화점과 롯대백화점 등 오프라인 매장과 지마켓, 옥션, 11번가, 위메프, 쿠팡, 이마트몰, 하이마트몰 등 온라인 쇼핑몰을 통해 예약 구매가 가능하다. 사전 예약 구매자 가운데, 최초 구매자 50명에게는 선착순으로 구매자의 이니셜이 각인된 몽블랑 마이스터스턱 명함 지갑을, 이후 200번째 구매자까지는 웨스턴디지털의 512GB SSD 외장하드를 사은품으로 증정한다. 업무용 13인치 서피스 북 3는 인텔 10세대 코어 i5/i7 프로세서, 8GB~32GB RAM, 256GB~1TB 모델 기준 221만~358만원에 판매되며, 엔비디아 쿼드로 DGPU를 탑재한 업무용 15인치 서피스 북 3는 인텔 10세대 코어 i7 프로세서, 32GB RAM, 512GB~1TB 모델 기준 447만~473만원에 판매된다. 서피스 공인리셀러를 통해 예약 구매할 수 있으며 서피스 제품을 위해 디자인된 STM 백팩과 USB-C 허브 등을 예약구매고객에게 제공할 예정이다.
작성일 : 2020-07-06
심데이터, 전세계 PLM 시장의 장기적인 회복 전망
PLM 전략 경영 컨설팅 및 리서치 회사인 심데이터(CIMdata)는 https://www.cimdata.com 2019년 전세계 PLM 시장에 대한 정보와 분석을 담은 'PLM 시장 및 솔루션 제공 업체 분석 보고서(PLM Market and Solution Provider Analysis Report)'를 발표했다. 심데이터의 스탠 프르지빌린스키(Stan Przybylinski) 부사장은 "전세계 PLM 시장은 2019년 155억 달러 규모로, 2018년 대비 7.7% 성장했다. 이는 심데이터가 당초 예상한 8.9%보다는 낮은 성장률"이라면서, "분야별로 보면, 서브스크립션으로 전환한 오토데스크의 성장 등에 따라 AEC 및 시뮬레이션&해석 분야가 두 자릿수의 증가세를 보였다. 제품 개발 소프트웨어가 포함된 '기타 툴(other tools)' 분야는 11.2%로 최근 수년간 높은 성장률을 거두었다"고 소개했다. 2019년 보고서에서 심데이터는 전체 PLM 시장의 성장이 이어질 것으로 예상했지만, 연초부터 전세계로 확산된 코로나19는 PLM을 포함한 모든 비즈니스에 영향을 주고 있다. 심데이터는 이번 보고서에서 PLM 시장이 2021년까지 이전과 같은 성장을 보이기 어려울 것이라면서도, 스마트 연결 제품(smart, connected product) 및 인더스트리 4.0의 중요성이 꾸준히 강조되면서 시장이 회복할 것으로 기대했다. 심데이터가 예상한 2024년까지의 연평균 성장률(CAGR)은 5.8%이며, 액수로는 682억 달러이다.     기업들은 메커니컬 CAD, 시뮬레이션 및 해석, 시각화와 협업, 건물 설계 등을 포함해 다양한 영역에서 다양한 유형의 솔루션에 대한 PLM 투자를 진행하고 있다. 심데이터는 이러한 다양성이 PLM 시장에서도 다양한 솔루션 공급업체에 영향을 주고 있으며, 시장 지배적인 공급업체가 나타나지 않는 배경이 되고 있다고 분석했다. 2019년에는 많은 공급업체가 PLM 관련 투자에 힘입어 상당한 수익을 거두었다. 심데이터의 보고서에 따르면 14개의 공급 업체가 5억 달러 이상의 PLM 관련 수익을 얻은 것으로 나타났다. 다쏘시스템, PTC, 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어 등 메이저 공급업체는 MCAD와 cPDm(포괄적 제품 개발 관리) 기술을 모두 제공하고 있으며, 오토데스크 및 케이던스(Cadence) 등은 특정 영역에 중점을 둔 소프트웨어 공급업체이다. 한편, 헥사곤(Hexagon)은 스스로를 PLM 회사로 보고 있지 않지만, 심데이터는 PLM 관련 비즈니스 매출로 구분해 10위로 올렸다. 심데이터는 "이런 경향은 직접 경쟁을 하지 않더라고 전체 PLM 시장에 참여하는 기업의 폭이 넓다는 것을 보여준다"고 덧붙였다.  
작성일 : 2020-07-01
앤시스 디스커버리 2020 R2 미리 만나보기
제품 설계와 실시간 해석을 통합한 앤시스 디스커버리   앤시스 디스커버리(Ansys Discovery)는 하나의 통합 환경에서 제품 설계 및 실시간 해석이 가능한 프로그램이다. 이번 호에서는 최신 버전인 앤시스 디스커버리 2020 R2의 사용 환경을 살펴보고, 지원되는 다양한 기능을 알아보도록 하겠다. ■ 전영은 태성에스엔이 MBU M1팀의 매니저로, 구조 해석에 대한 기술지원 및 교육, 프로젝트 업무를 담당하고 있다. 이메일 | jye@tsne.co.kr 홈페이지 | www.tsne.co.kr   제품 설계 및 실시간 해석이 가능한 앤시스 디스커버리 라이브(Ansys Discovery Live)는 2018년 2월에 출시된 이후로 매 업그레이드마다 기능이 향상되어 왔다. 올해 7월에는 새로운 통합 환경을 가진 앤시스 디스커버리 2020 R2가 출시되었다.(그림 1)   그림 1. 앤시스 디스커버리 2020 R2   앤시스 디스커버리의 강점은 하나의 환경 안에서 설계와 해석을 동시에 수행할 수 있다는 것이다. 즉, 제품의 치수, 재료, 경계 조건 별로 해석 파일을 만들지 않고 간단한 설정만으로 해석 결과를 실시간으로 확인할 수 있기 때문에, 설계 엔지니어들의 관심을 끌만한 매력적인 프로그램이다. 만약 설계 안에 대하여 정확도 높은 해석이 요구된다면, 앤시스 메커니컬(Ansys Mechanical) 또는 플루언트 솔버(Fluent Solver)를 이용하여 검증 해석이 가능하다. 앤시스 디스커버리로 설계와 해석 업무 프로세스의 간소화를 실현할 수 있으며, 제품 개발 사이클이 점점 단축되는 현재의 산업 환경의 수요에 큰 기여를 할 것이다.    1. 앤시스 디스커버리 소개 (1) 해석 프로세스 앤시스 디스커버리는 해석 프로세스를 모델(MODEL), 익스플로어(EXPLORE), 애널라이즈(ANALYZE)라는 3개의 스테이지(stage)로 구분한다. 먼저 모델 스테이지는 스케치부터 3D 형상 생성, 수정 및 부품 조립 등 제품 설계 툴 위주로 구성되어 있다. 두 번째 익스플로어 스테이지는 GPU 솔버를 사용한 구조 해석, 유동 해석, 열 전달 해석, 고유 진동수 해석 및 위상 최적화에 대한 실시간 해석이 가능하다. 세 번째 애널라이즈 스테이지는 앞서 익스플로어 스테이지에서 해석한 결과보다 정확도 높은 결과를 얻고자 하는 경우, 앤시스 메커니컬 또는 플루언트 솔버와 연동하여 검증 해석을 수행할 수 있다. 또한 익스플로어 스테이지에서 지원하지 않는 일부 경계 조건 및 격자 밀도를 제어하는 옵션도 사용할 수 있다. 각 스테이지 이름의 왼쪽 또는 오른쪽에 위치한 화살표를 클릭하여 스테이지 간의 이동이 가능하다.(그림 2)   그림 2. 스테이지 내비게이터(Stage navigator)
작성일 : 2020-07-01
시뮬리아웍스의 다중 접촉 비선형 접촉 해석
솔리드웍스를 통한 설계-해석-제조 솔루션 소개 (16)   이번 호에서는 시뮬리아웍스(SIMULIAworks)의 Structural Performance Engineer를 활용하여 일상에서 친숙하게 접할 수 있는 모델에 대한 다중 접촉 비선형 접촉 문제를 해결하는 과정을 소개한다. ■ 임태양 케이앤솔루션 기술지원팀의 과장으로 구조 해석 교육 및 컨설팅을 담당하고 있다. 이메일 | tylim@kns2.co.kr 홈페이지 | www.kns2.co.kr   1. Structural Performance Engineer Structural Performance Engineer는 다쏘시스템의 해석 전문 브랜드인 시뮬리아(SIMULIA)와 솔리드웍스 시뮬레이션(SOLIDWORKS Simulation) 기술을 통합한 시뮬리아웍스(SIMULIAworks)의 구조해석 엔지니어를 위한 핵심 역할(role)이다. 아바쿠스(Abaqus)의 해석 기술을 기반으로 솔리드웍스 시뮬레이션의 활용 범위를 확장하여, 초보자와 전문가 모두에게 복잡하고 까다로운 비선형 문제부터 진동, 열 및 열-구조 해석을 직관적으로 해결하고 빠르고 정확한 의사결정을 내릴 수 있는 환경을 제공한다. 3D익스피리언스 플랫폼의 포트폴리오에 속한다는 것은 엔지니어가 고가의 하드웨어를 구비하지 않아도 멀티 스레드 클라우드 컴퓨팅(multi thread cloud computing)을 이용하여 고급 시뮬레이션을 빠르고 정확하게 해결할 수 있다는 뜻이다. 클라우드 저장 공간에 안전하게 보관된 모델 및 해석 데이터를 인터넷 환경과 웹 브라우저만 있다면 하드웨어의 제약 없이 열람하거나 협업을 목적으로 공유할 수 있다.   2. 작업 환경 3D익스피리언스 플랫폼에서 사용하는 앱(app)의 종류는 플랫폼의 대시보드에서 직접 배치 및 활용이 가능한 대시보드 앱(Dashboard App)과 독립적인 웹브라우저를 사용하는 웹 앱(Web App), 그리고 로컬(local) 장비에 일부 설치를 요하는 네이티브 앱(Native App)의 세 가지로 구분된다. 그 중 Structural Professional Engineer는 네이티브 앱으로, 앱 실행 시 별도의 창이 생성되나 주소 창의 유무를 제외하면 웹브라우저와 유사한 인터페이스를 갖고 있으며, 하나의 창에서 다양한 네이티브 앱들을 전환하며 사용할 수 있다.   그림 1. 대시보드(위)와 네이티브 앱(아래)의 작업 환경
작성일 : 2020-07-01
최적화된 결과를 제공하는 필라멘트 와인딩 소프트웨어 캐드필 (1)
최적화된 결과를 제공하는 필라멘트 와인딩 소프트웨어 캐드필 (1)   수소연료전지전기차(FCEV) 안전성에 대한 소비자 관심이 증가하고 있는 가운데 압축수소가스를 저장할 수 있는 연료탱크 제작에도 관심이 집중되고 있다. 기존의 차량용 연료 탱크 경우 금속으로 이루어져 있어서 700 bar 고압의 수소 충전 시 금속 피로도가 발생되어 짧은 수명으로 이어진다. 그러므로 경량화 이점을 가지고 있는 동시에 복원력까지 뛰어난 복합재 형태인 섬유강화플라스틱 소재가 압축수소저장용기에 적합하다. 다양한 환경에서 압축수소저장용기의 안정성을 확보하기 위해서는 제품 설계에 대한 사전 검증 절차가 공정 및 구조 시뮬레이션을 통해 진행되어야 한다. 이번 호에서는 필라멘트 와인딩 공정의 전반적인 절차를 살펴보고, 공정 해석에 필요한 기능을 제공하는 캐드필(Cadfil) 소프트웨어를 소개한다. 배대령 씨투이에스코리아의 책임연구원으로 복합재 성형 및 소재물성 시험 관련 교육 및 기술 지원을 담당하고 있다. 재료연구소에서 4년간 근무하면서 항공, 자동차 분야의 복합재 성형 과제를 다수 수행하였다. 이메일 | drbae@c2eskorea.com 홈페이지 | www.c2eskorea.com   필라멘트 와인딩(filament winding) 공정은 1960년대 초반에 튜브 제작을 위해 처음 도입되었으며, 1970년대 후반에는 컴퓨터로 제어하는 장비를 사용하였다. 1980년대 초반부터는 보쉬, 화낙, NUM 및 지멘스와 같은 회사를 중심으로 CNC 와인딩 장비(제어 장비)가 도입되었으나, 금속 절단과 관련된 분야에 집중되었다. 최근 들어서는 환경 요인으로 인해 자동차 및 항공산업 전반에서 금속 위주의 부품보다는 복합재와 같은 경량화 소재에 대한 투자 및 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 따라 복합재 제조 공정 중 하나인 필라멘트 와인딩이 다시 주목을 받고 있다.   그림 1. 필라멘트 와인딩 공정   필라멘트 와인딩(그림 1)은 회전 맨드릴이라는 제품 형상의 틀 위로 장력 하에 섬유를 감아 복합 구조물을 만드는 자동화된 복합재 제조공정이다. 두 개 이상의 운동 축이 있는 필라멘트 와인딩 장비에 의해 섬유가 감기면서 파이프, 파이프 조인트, 구동 축, 마스트, 압력 용기, 저장 탱크 등과 같은 다양한 제품을 제조하는데 사용된다. 또한, 다양한 유형의 부품 제조에 적합한 필라멘트 와인딩 장비도 동시에 구축되어 있다. 가장 간단한 와인딩 장비의 경우 맨드릴 회전과 캐리지 이동(보통 수평)의 두 축 운동이 포함되어 있다. LPG 또는 CNG 컨테이너와 같은 압력 용기의 경우 4축 와인딩 장비를 사용하는 것이 일반적이다. 축이 4개 이상인 장비는 고급 응용 분야에 사용할 수 있으며, 6축 와인딩 장비는 일반적으로 3개의 선형 축과 3개의 회전 축으로 구성되어 있다. 필라멘트 와인딩의 큰 장점은 연속 섬유를 사용하여 강도와 강성 모두에 대해 우수한 재료 특성을 얻을 수 있다는 것이다. 또한 필라멘트 와인딩은 복합재 제조를 위해 자동화된 프로세스 중 하나이므로 반복성이 높은 고품질 부품을 생산할 수 있다. 최적화된 복합재를 위해 섬유가 감기는 방향을 조절하며 60~80%의 높은 섬유 체적률 및 고품질의 내외부 표면을 제공할 수 있다. 필라멘트 와인딩 공정에 사용되는 재료는 복합재 제조 공정 중에서 가장 저렴하면서 간단한 형태로 이루어져 있으며 다음과 같은 재료가 제품 생산에 적용된다.
작성일 : 2020-07-01
이미지 데이터가 갖는 정보와 그의 활용 (7)
원격탐사 이미지의 활용 지난 호에서는 3차원 이미지 정보의 정의와 특징, 장점과 단점을 소개하고 3차원 이미지 정보의 효율적인 기록, 표현 전달을 위한 정보처리과정의 구체적인 사례를 살펴보았다. 이번 호에서는 원격탐사의 정의와 특징에 관하여 살펴보고 여러가지 원격 탐사방법과 원리를 우리에게 친숙한 자연현상과 동물의 감각기간과의 비유를 통하여 소개한다. 수동적인 원격탐사방법과 능동적인 원격탐사방법의 구분에 관해서도 살펴본다. 원격 탐사 정보의 지리정보시스템(GIS)과의 연계를 통한 활용법에 관하여 함께 생각해 보고자 한다. 지표, 지하, 수중탐사와 더불어 환경 및 우주탐사 영역에서의 활용과 각각의 영역에서 고려해야 할 사항들에 관하여도 간략하게 소개한다.   ■ 유우식 | 웨이퍼마스터스(WaferMasters)의 사장 겸 CTO이다. 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. 이메일 | woosik.yoo@wafermasters.com 홈페이지 | www.wafermasters.com   그림 1. 원격탐사를 위한 각종 기구들   1. 원격탐사란 원격탐사(Remote Sensing)는 탐사대상에 실제로 접촉하지 않고, 지구 표면(또는 지중, 해수면을 포함)을 측정하여 필요한 정보를 획득하는 수단으로 다양하게 정의될 수 있다. 일반적으로는 인공위성, 항공기, 드론 등을 이용하여 지구 표면 부근을 관측하는 기술을 가리키는 경우가 많다. 원격탐사의 요소기술로는 필요한 정보를 검출하기 위한 센서(Sensor, 또는 관측 장치)와 센서를 상공에 띄우기 위한 비행체가 필요하다. 관측 장비로는 사진, 레이더(RADAR: RAdio Detection And Ranging), LiDAR(Light Detection and Ranging) 등이 사용된다. 비행체로는 드론(Drone), 비행기(Airplane), 헬리콥터(Helicopter), 인공위성(Satellite) 등이 탐사대상과 범위에 맞게 선택되어 사용된다. <그림 1>에 원격탐사의 개념의 이해를 위한 각종 기구들을 예시하였다. 항공기의 위치를 파악하여 비행경로를 추적하기 위한 레이더(Radar), 밤하늘의 별자리를 관측하기 위하여 사용했던 초기의 천체 망원경, 지구 대기권 밖에서 우주를 관측하는 허블 우주 망원경(Hubble Space Telescope)이다. 레이더와 초기의 천체망원경은 지상에 고정되어 있지만 먼 거리에 있는 탐사대상에 접촉하지 않고 탐사대상에 관한 정보를 수집한다는 점에서 원격탐사라고 할 수 있다. 허블 우주 망원경은 지표면의 정보를 수집하는 것은 아니지만 먼 우주에서 도래하는 빛의 정보를 수집해서 탐사대상의 정보를 수집한다는 점에서 원격탐사라고 할 수 있다. 지난 호에서 소개한 3차원 스캔을 통하여 얻은 건물, 지형 등의 이미지 정보 또한 원격탐사 정보라고 할 수 있다. 이처럼 원격탐사의 정의도 다양하게 해석될 수 있으며 활용범위 또한 매우 다양하다. 용어를 바탕으로 해석하기 보다는 작업 내용과 실체를 바탕으로 이해하고 구분하는 것이 중요하다.  
작성일 : 2020-07-01
[칼럼] 슬기로운 스마트 워크 생활
현장에서 얻은 것 No.9   개미가 자기 집이 무너진 것을 발견했을 때 가장 먼저 하는 일은 화를 내거나 실망하는 것이 아닌 집 지을 재료들을 다시 모으는 일이다. - ‘좋은 생각’ 중에서   기술보다는 사람이 답 필자기 ‘스마트 워크’를 시작한지는 몇 년 되었다. 사무실이 멀어서 시작했는데 이번 코로나19로 인한 팬데믹이 몰고온 것은 또다른 체험기를 쓰게 한다. 스마트 워크를 하면서 가장 많이 들은 말은 “거봐 말 들어야지… 손 자주 씻고, 30초 동안!”이다. 이번 코로나19 사태로 인해 사람들은 코로나 팬데믹 사태 이후를 많이 궁금해한다. 언제쯤 코로나가 종식될지, 건강, 경제, 주식 등 그 어떤 것도 손에 잡히지 않기 떄문이다. 그래서일까… 그 어느 때보다 책도 많이 읽고 시사토론도 많이 들었다. 한결같이 추측은 하지만 결론은 “모른다”였다. 하지만 사람들은 뭔가 확실한 것을 찾아 나선다.  그래서 조금씩 한 발씩 전진한다. 그것 외에는 어디에서도 해답을 찾을 수 없기 때문이다.  얼마전 페친이신 이노디자인 김영세 회장님은 매일 디자인에 대한 한 줄 생각을 페이스북에 올려주시는데, 1년전 팬데믹 현상을 예측한 키노트를 소개해 주셨다.  “지금의 경쟁구도는 마치 검도 1단과 2단이 싸워서 이기고, 3, 4단으로 승진하고 결국 9단과 10단이 되어 대결하려 하는데 누군가가 총 들고 나와서 빵 쏘는 상황과 같다”라는 그의 표현으로 관객들은 빵 터졌고, 나는 조영빈 다쏘시스템코리아 지사장의 표현을 잊을 수가 없었습니다.  예를 들어 100년 이상이 걸려서 진화되어 온 자동차 산업이 지난 100년간의 검도 10단들의 대결이었다면, 지금 전기자동차로 새로운 강자가 된 테슬라의 일론 머스크는 총을 들고 나온거죠. 그리고 머스크의 총보다 더 빠른 총을 준비하고 있는 스타트업들은 세계 어딘가에 무수히 존재하고 있겠죠. 중요한 점은 새로운 강자가 나오는 시기가 100년 후가 아닌 5년 후 또는 10년 후라는 사실입니다. 자동차 분야뿐 아니라 모든 산업 분야에는 새로운 총잡이들이 나타나고 있습니다. 각 분야의 왕의 자리를 차지하고 있는 검도 10단들의 미래는 아무것도 보장되지 않는 시대가 디지털이 모든 것을 바꾸는 디지털 트랜스포메이션 시대입니다. 기업의 경영 방식을 디지털화하는 것을 넘어, 기업의 ‘창조의 방식’이 달라져야 합니다.  결국, ‘기술보다는 사람이 답’입니다. 사람들이 어떻게 변하는가를 연구하는 속에서 새로운 생활방식을 만들어내는 답을 찾을 수가 있을 것입니다. 나는 이러한 프로세스를 빅디자인이라고 정의하며, ‘디자이너처럼 생각하는 기업인들이 경쟁에서 승리할 것’이라고 확신합니다.” - 김영세   리더는 늘 새로운 것을 배우고 익혀야 하며, 다른 사람들의 문제를 끝까지 듣고 해결책을 찾도록 도와야 한다. - 밥 아이거(월트 디즈니 컴퍼니 CEO)   일하는 방식의 뉴 노멀, 스마트 워크  몇 년 전부터 국내에서는 스마트 워크가 소개되었는데, 이 분야 최고 전문가인 최두옥(Agnes Choi) 스마트 워크 디렉터는 지난 4월 온라인 커뮤니티를 통해 무료로 스마트 워크의 특강을 했다. 재택근무, 원격근무, 스마트 워크… 같은 듯 다른… 처음에는 말장난으로 들렸던 것들이 특강을 듣고 나서 정리가 되었다. 대면업무라고 하면 100% 동시 커뮤니케이션이 이루어지고 앉아 있는 것이 상징이다. “김 대리 이거 복사해와”, “어, 김대리 커피도 부탁”, “아 참, 회의실도 잡아주고…”  재택근무를 하면 이런 것들이 사라진다. 시간차(리얼타임을 피함) 비동시 커뮤니케이션이다. 장소에 구애받지 않는 비대면 커뮤니케이션(언택트) 이다. 조직이 스마트 워크를 실행한다면, 리더의 역할이 정말 중요하다. 목적을 매우 명확하게, 목적과 결과물을 명확히 그려야 하고, 왜 하는지, 뭘 하는지가 이해되어야 한다. 그리고 마일스톤, 중간 과정, 체크포인트 등을 통해 성과 중심으로 문화가 전환(shift)되어야 한다. 스마트 워크에서 겪게 되는 흔한 실수는 예상 밖의 번아웃, 마이크로 매니지먼트, 너무 많은 커뮤니케이션 채널로 소통하는 것이라고 한다. 커뮤니케이션 채널은 다양하게 있지만, 필자가 속한 회사에서는 일찌감치 마이크로소프트 팀즈와 오피스 365 그리고 원드라이브로 100% 스마트 워크 환경을 갖추고 있다. 2년 전에는 서로의 소통이 뜸했지만 지금은 제안이나 데모 시연을 준비하는데 100% 온라인 협업이 가능하다. 그리고 모든 기록을 팀즈에 남길 수 있기 때문에 민감한 가격 정보를 제외하고는 가급적 카카오톡 대신 팀즈로 채팅, 화상회의, 자료 공유 및 동시 수정을 진행한다.  모르는 것은 배우고, 행하는 것은 믿는다. - ‘디즈니만이 하는 것’ 중에서 2020년 6월 11일은 필자에게 역사적인 날이다. 노트북의 자료를 모두 클라우드로 옮겼다. 필자 역시 클라우드에 대한 커다란 불신을 가지고 있었는데, 회사 선배님 얘기를 듣고 그리고 시연을 보고 전환했다.   여기에는 마이크로소프트의 통합 환경 기술과 사람들의 노력(MVP)이 있다. 그들이 사용자 편에서 있기에 이런 기막힌 조합을 만들어 내지 않았을까 생각된다. 구글에 없는 것이 마이크로소프트에는 있다. 윈도우 10 + 오피스 365 + 원드라이브… 이제 어디서든 온라인으로 가능하다. 단, 와이파이가 중요한 핵심 요소가 되었다. 인터넷이 안 되면 말짱 도루묵… “큰 것이 작은 것을 잡아먹는 것이 아니라, 빠른 것이 느린 것을 잡아먹는 법이다.” - 손자병법    새로운 도전의 일상화, 답은 클라우드에 있다 지난 30년 동안 공전의 히트를 한 CF 명 카피들이 있다. “남자는 여자하기 나름이에요”(1989, 삼성전자), “사랑은 움직이는 거야”(2000,KTF), “그래, 이 맛이야”(제일제당), “국물이 끝내줘요”(농심), “사랑해요, 밀키스”(롯데)…  어느 고객 미팅에서 느낀 점 한 줄이 있다. “클라우드 PLM은 고객과의 공감 속에서 디자인 씽킹으로 풀어가는 스킬에 있다!” 그리고 영업의 중요성(전략)이 더욱 절실하며, 기술의 승리가 절대 아니었다. 그래서 이런 카피를 외치고 싶다. “답은 클라우드에 있다.” 그 해답은 ‘접속횟수’ 그리고 ‘클릭 수’ 그리고 ‘New PLM 인재상’이다. OOTB에 대한 이해 70%와 개발 툴 핸들링 30%의 황금비율을 가진 밀레니얼 세대가 있다면, 선배들이 이루어 놓은 제국(기업)을 침몰시키지 않고 새로운 기운(스마트)을 불어넣어 줄 것이다. 첫 사회생활을 시작한다면 낙타가 바늘구멍으로 들어가는 것처럼 어려운 취업난에서 PLM을 노크해 보는 것도 슬기로운 사회생활의 시작일 수 있겠다. PLM 개발자 구직난의 슬기로운 해결법이라 할 수 있겠다. 요즘 만나는 고객들(임원부터 20대 후반, 30대 초반까지)이 참으로 스마트해졌다는 것을 느낀다. 대화가 된다는 말이다. 그러면 그들을 내 편으로 만들고 “답은 클라우드에 있다”로 풀어가는 것은 내가 어떻게 “문제=질문”을 하느냐에 달려 있다고 하겠다. 클라우드의 매력은 커스터마이제이션이 용납이 안된다는 것이다. 그러면, 0.1초만에 돌아오는 답이 “우리 회사의 상황을 반영하기 힘들겠네요”이다. 우리는 거기가 출발점이라는 사실을 알게 된다. 이제 대화 시작인 것이다.  슬기로운 ‘스마트 워커’라면 자기가 활용할 수 있는 무기가 무엇인지 챙겨 볼 것이다. 여기서 스스로에게 물어 볼 질문이 있다. “나는 정말 클라우드 PLM을 잘 알고 있는가?” 예스라고 하면 이제 답을 향해 풀어가기만 하면 된다. ‘예스’에는 클라우드 PLM으로 할 수 있는 일이 있고, 할 수 없는 일이 확연히 구분된다. 자신만의 정리 방법론으로 무장하고 어떤 상황에서도 흔들림 없이 나아가야 할 것이다.  비즈니스 세계는 청정지역이 아닌 권모술수가 난무함을 우리는 기본으로 깔고 가야 한다. 야구에서 타자의 승률은 3할이면 최고의 연봉을 받는다. 열 번 타석에 들어서서 세 번의 안타를 치면 된다.  재치 있게 사는 방법처럼, 남의 눈을 의식하지 않으며 변명 없이 인정하고, 품위 있게 대답하고, 유머를 살려서 고객이 지루하지 않게 하고, 해결책을 항상 모색해야 한다.  쉬운 일은 절대 아니다. 만약 쉬웠으면 PLM이 윈도우나 오피스처럼 범용 솔루션이 되었을 것이다. 그리고 고비용의 컨설턴트와 개발자들이 필요 없었을 것이다. 우리는 베이비붐 세대와 X세대, 밀레니얼 세대와 슬기로운 협업 방법에 대해 끊임없이 연구해야 할 것이다.  “좀 더 낫게 만들기 위해 필요한 모든 일을 하라.” - ‘디즈니만이 하는 것’ 중에서   그림 1. 리모트 워크 스터디 맵(류용효)   칼럼 연재 100회, 10달 앞으로  2012년 5월부터 쓰기 시작한 캐드앤그래픽스의 칼럼은 이번 호가 90번째이다. 중간에 5개월 휴가를 간 것을 빼면 필자에게는 정말 멋진 40대의 기록이었다. 100회를 쓰면 책을 내겠노라고 스스로에게 맹세를 했는데… 시즌 1 디자인 워커, IT 워커, 비즈니스 워커를 지나 시즌 2 디지털 엔지니어, 시즌 3 Value Designer 항해 중, 그리고 시리즈로 친구에게 얻은 것, 현장에서 얻은 것, 책에서 얻은 것 등 다양한 방향으로 도전 중이다. 그리고 2018년 2월호부터 콘셉트 맵을 한 장씩 넣었는데, 2017년 8월 가덕도 바닷가에서 읽은 ‘플랫폼 레볼루션’을 한 장의 맵으로 만든 것을 블로그에 올린 것이 시작이 되었다. 완성된 이미지를 그냥 공개하기는 뭐해서 약간 뿌옇게 올린 것이 효과가 있었다. 반응이 너무 좋았다. 낚시의 효과는 떡밥이라… 플랫폼 학구열이 높았던 당시 검색해서 한 장으로 정리한 맵이 업무에 도움이 되었으리라 짐작된다. 조형식 박사님의 인생이 담긴 ‘PLM 지식’에 공저자로 참여한 이후 필자의 스토리가 담긴 책을 내 보는 꿈을 늘 가지고 있었다. 이제 전문가의 도움을 받아 사람들에게 쓸모가 있는, 도움이 되는 책 하나를 내 보려고 한다. 100번째 원고를 보내면 시즌 4의 타이틀이 그려질 것 같다. 시즌 4에서 가장 핵심을 이루는 것은 밀레니얼 세대와의 교감이다. 많이 만나고, 그들의 성장도 돕고, PLM 일도 더 슬기롭게… “본질적으로 훌륭한 리더십은 대체 불가능함에 있는 것이 아니라, 리더의 자리에 앉을 수 있는 준비를 갖추도록 아래 사람들을 지원하는데 있다.” - 밥 아이거   일에 대한 가치관  오랜만에 새벽에 잠이 깼다. 5년만인 것 같다. 다시 가슴 뛰는 일들이 필자의 손에 있다. 2010년 3월, 불확실성을 가지고(나와 인생의 첫딜) 이전에 익숙하지 않은 일들과 사투를 벌일 각오를 하고 PTC에 입사한지 얼마 후 사장님께 여쭈었다. “회사 다닐때 어떤 것을 제일 중요시하시나요?” “직업의 가치관은 세 가지가 있지. 일, 동료, 연봉의 삼각관계에서 고민하지." 거의 한 시간 명강의를 들었던 기억이 난다. 그리고 필자의 삶을 돌아본다. 20대에는 일 > 연봉 > 동료(직업의 방향 결정) 30대에는 동료 > 일 > 연봉(가능성 발견, 열정페이) 40대에는 연봉 > 일 > 동료(능력을 보여줘, payback) 50대에는 동료 + 일 > 연봉(가슴 뛰는 삶, 진행 중)… 60대에는 하고 싶은 일  > 생활비(동료는 반려자) 이번 코로나 팬데믹으로 인한 스마트 워크 생활은 어떻게 될까? 기존 공식이 그대로 이어질까? 무엇보다 생활의 밸런스 및 안정감이 강조된다. 비대면이다 보니 나의 일은 안전한가를 생각하게 된다. 그래서 이런 공식을 생각해 본다. 코로나로 인한 스마트 워크는 멘탈(정신적인 안정성) > 일 > 동료 > 연봉 순으로(생활의 밸런스)  “중요한 것은 비평가가 아니다. 어떻게 하면 강자가 휘청거리는지, 어떻게 하면 더 잘 할 수 있었는지 지적하는 사람도 아니다. 영광은 먼지와 땀과 피로 범벅된 채 실제로 경기장 안에서 뛰고 있는 자의 몫이다.” - 시어도어 루즈벨트   그림 2. 슬기로운 스마트 워크 생활(류용효)   슬기로운 스마트 워크 생활  코로나 팬데믹 여파로 진행하던 프로젝트가 중단하는 것을 경험했을 때는 대수롭지 않게 여겼는데, 그후 3개월동안 본격적인 스마트 워크를 하면서 클라우드로 협업 및 PLM 시연 환경 구성을 하면서 느낀 점을 맵으로 만들어 보았다. 크게 네 가지로 나눴는데, 책에서 얻은 것에는 뉴 노멀 시대에 맞춰 무엇을 어떻게 살아야 하나라는 주제로 연결해 보았다. 인류의 역사를 장대한 일대기로 풀어낸 ‘사피엔스(유발 하라리)’에서 ‘클릭’으로 대변되는 ‘포노사피엔스(최재붕)’로 이어지고 ‘나를 위해서’라는 주제로 50부터는 인생을 바꿔야 산다고 역설하지만… 성장 커뮤니티를 통해서 공유하는 시대와 다양한 세대 사이에서 어떤 마음으로 일하는가란 질문에 ‘자기연민을 버리고 호기심을 가지라’는 메시지는 가슴에 와 닿는다.  디지털 트랜스포메이션을 통해서 과거 제국(풀 서비스)을 이룬 기업들이 하나씩 붕괴되는 현상을 ‘디커플링’으로 풀어낸 책과 독일의 제조 분야 변화를 보면서, 그리고 비대면 온라인 컨퍼런스로 진행된 ‘코리아그래픽스 2020’을 보면서 게임처럼 일하라는 말이 현실에 반영되어 가는데, 게임 엔진을 다루던 회사는 제조 영역까지 확대해 나가면서 최고의 기업으로 성장해 나가고 있다.  코로나 팬데믹이 한창 벌어질때 서점을 선점한 ‘언컨텍트’ 그리고 커뮤니티를 통해서 새로운 문화나 기술을 쉽게 접하고, 재능 기부 커뮤니티 모임을 통해서 지금까지 경험하지 못한 서로 다른 경험이 융합이 되면서 서로 윈윈이 되어가는 것을 몸소 체험해 볼 수 있었던 것 같다. 팬데믹 상황에서 많은 사람들이 정신적으로 고통을 받고 있는데, ‘내 마음의 에너지 통장’으로 자신을 되돌아 보고 삶을 조명해 볼 수 있는 세 가지 방안인 만족, 담백, 청렴을 제시받았다. 이제는 우리 모두 두려워 하는 낯선 사람들과 대면하는 것을 더욱 꺼려할 텐데 ‘낯선 사람은 쉽게 알 수 없다’라는 메시지와 함께 많은 오해로부터 타인의 해석에 따른 현상에 대한 인사이트를 얻을 수 있었다.  심리적 안정을 위해서 심리학적으로 처방해주는 “속여라. 네가 그렇게 될 때까지!”로 용기와 희망의 긍정적인 에너지를 가지게 해 준다.  이런 모든 것을 시행착오를 겪으면서 얻는 경험을 통해 우리는 ‘슬기로운 스마트 워크 생활’을 영위할 수 있을 것이다.   “아름다운 아내는 남편의 영혼을 키운다.” - 탈무드   풀리지 않는 숙제 아직은 어떤 것이 최선일지 모르겠다. 다양한 시도는 의미 있는 행보라고 생각하며, 코로나19까지 겹친 3개월의 스마트 워크의 삶은 큰 실험이 되었다. 일에 대한 고정관념을 바꿀 엄청난 기회인 것만은 사실이다. 기존의 대면업무에서 동료들과 대화는 또 다른 삶의 활력소였으리라… 그래서 재택근무로 인해 공허감을 느낄 지도 모른다.  어쨌든 슬기로운 스마트 워크 생활의 실험은 앞으로도 계속 되기를 바라며, 내 몸에 내재화되도록 노력을 아끼지 말아야 할 것이다.    ■ 류용효 디원에서 이사로 근무하고 있다. EF소나타, XG그랜저 등 자동차 시트설계 업무를 시작으로 16년 동안 SGI, 지멘스, 오라클, PTC 등 글로벌 IT 회사를 거치면서 글로벌 비즈니스를 수행했으며, 다시 현장 중심의 엔지니어링 서비스 비즈니스를 수행하고 있다. (블로그)   기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.
작성일 : 2020-07-01
[칼럼] 산업용 인공지능이란 무엇인가
디지털 지식전문가 조형식의 지식마당   ‘필연적인 것(The Inevitable)’의 저자 케빈 켈리는 미래의 12가지 필연적인 미래 중 두 번째로 ‘필연 미래는 모든 것에 인지화된다’고 짚었다. 수동에서 자동화로 그리고 AI를 통한 인지화(cognifying)된다는 것이다. 모든 것들이 사람처럼 생각하거나 지능을 가진다는 것이다. 그것은 모든 것에 인공지능(AI)이 붙는다는 것이다. 제조 산업에서도 이것은 피할 수 없는 필연적 미래인 것이다. 2017년은 인공지능의 통치 첫 해라고 할 수 있으며, 그 후 모든 것이 가속화되었다. 의료에 의한 질병 진단과 같은 AI 혁신은 끊임없이 부상하고 있다. 이미지 분석, 자율주행 자동차, 안면 인식 지불 및 무인 슈퍼마켓. AI는 비즈니스를 혼란에 빠뜨리고 기업의 새로운 군비 경쟁이 시작되었다.  2017년 AI 분야에 대한 인수 합병 및 투자 규모는 220억 달러에 달했으며, 이는 2016년 구글 알파고가 이세돌을 물리치기 전의 26배에 달했다. 구글 CEO 순다르 피차이에 따르면, AI는 아마도 인류가 일한 것 중 가장 중요할 것이다. 전기나 불보다 더 심오한 것으로 생각한다. 맥킨지(McKinsey) 글로벌 연구소는 마케팅, 공급망 관리에 AI를 적용하고 새로운 판매 방법의 효율성을 높임으로써 향후 20년 동안 2조 7000억 달러의 경제적 가치를 창출할 수 있다고 말한다.    그림 1. 인공지능의 능력   그러나 일반인에게 인공지능의 정의는 아직도 애매모호할 수 있다. 인간의 지능을 디지털 환경의 소프트웨어로 만든 것이라고 할 수 있는데, ‘인간의 지능’이라는 정의 자체가 불분명하다. 학문적으로 연구된 인공지능의 범위는 네 가지로 정의할 수 있다. 전산 소프트웨어를 이용해서 인간처럼 생각하거나 행동하는 것(thinking humanly, acting humanly), 논리적으로 생각하거나 논리적으로 행동하는 것(think rationally, acting rationally)이다. 인공지능의 기본 정의는 인지(cognition), 지각(perceptivity), 이해(understanding), 학습(learning), 추론(reasoning), 결정(decision) 등 인간의 지능을 소프트웨어적으로 흉내내는 것에서 출발했다. 인공지능의 기본 분야로는 예측(prediction), 기계학습(machine learning), 심층학습(deep learning), 검색(searching), 최적화(optimization), 추론(reasoning), 감성처리(sensibility processing), 자연어 이해(natural language understanding), 지식표현 및 축적(knowledge representation and accumulation) 등이 있다. 또한 응용분야는 게임(game), 고장예측 및 진단분석(fault prediction and diagnosis analysis), 지능형 로봇(intelligent robot), 음성인식(speech recognition), 패턴인식(pattern recognition), 지능형 차량(intelligent vehicle), 전문가 시스템(expert system) 등 무궁무진하다.   그림 2. 산업 인공지능의 정의   산업용 인공지능(industrial AI)의 정의는 무엇일까? 산업용 인공지능의 정의는 기업의 물리적 운용(physical operation)과 물리적 시스템(physical systems)에 연관된 모든 인공지능이라고 할 수 있다. 여기서 물리적 운영에는 물류(logistics), 자산관리와 유지보수(asset management and maintenance), 생산과 조립(production and assembly), 시설(facilities) 등이 있으며, 물리적 시스템은 차량군(fleet), 센서와 디바이스(sensors and devices), 기계도구(machine tools), 산업용 로봇(industrial robots), 생산라인(production line), 개발 자산과 기반(develop assets and infrastructure), 공기조화기술(HVAC) 등이 있다.    표 1. 인공지능과 산업용 인공지능의 차이점   산업용 인공지능의 가치를 보면 시간 경과에서 최고의 성능을 보여준다. 전문가의 경험(expert’s experiences)은 어느 시점에서 단절되어 버린다. 그리고 규칙 기반의 전문가 시스템(rule based expert systems) 역시 지속적인 업그레이드가 필요하다. 기계학습 역시 과거 데이터 기반에 의존하기 때문에 최적의 성능을 보여주지 못한다.    그림 3. 산업 인공지능의 성능   산업용 인공지능과 일반 인공지능은 다른 분야와 유사하게 학문적 지식은 공유하지만 서로 많은 점이 다르다. 현재 일반 인공지능 전문가들이 산업분야에서 인공지능 적용에서 고전하는 이유이다. 그러면 우선 산업용 인공지능의 가치와 시장은 어떤 것이 있을지 알아야 한다. ‘산업 인공지능(Industrial AI)’이라는 책의 저자인 제이 리(Jay Lee)는 산업 정보 시스템의 정의에 대해서 학계와 산업계의 의견이 다르다고 짚었다. 일부는 산업 인공지능을 특정 기술이나 솔루션으로 정의하려고 시도했지만, 산업 시스템에 필요한 인공지능의 종류와 같은 몇 가지 근본적인 문제를 무시한다고 한다.   우선 이전의 방법으로 아직 해결되지 않은 문제와 과제가 무엇일까? 그것을 산업용 인공지능이 해결할 수 있을까? 하는 것이다. 이런 질문을 정리해 보면, 일반적으로 사분면 그래프를 사용하여 제조 시스템의 문제를 분류할 수 있다. 한 면은 문제가 가시적이거나 보이지 않는 것으로 분류할 수 있고, 다른 한 면은 문제를 해결할 것인가 아니면 문제를 피하거나 예방할 것인가이다.   우선 산업용 인공지능 분야에서 문제 해결 유형을 4가지로 분류해 본다. 우리는 문제가 발생할 때까지 기다렸다가 또는 눈에 보이면 해결하거나, 아직 보이지 않는 동안 문제가 발생하기 전에 피할 수 있다. 예를 들어 기계식 절삭 블레이드가 파손될 때까지 기다렸다가 교체하거나, AI를 사용하여 남은 수명을 분석하고 진동이나 기타 데이터에 따라 중단되기 직전에 교체하는 것의 차이점이 있다.   그림 4. 산업 인공지능의 4가지 기회 공간과 전략 그리고 방법론   ① 공간은 발생한 적이 있는 문제를 해결해야 하는 것: 지속적인 향상과 표준작업을 통한 문제 해결 ② 공간은 발생한 적이 있는 문제를 회피해야 하는 것: 새로운 부가 가치를 위해서 새로운 지식과 기술을 활용  ③ 공간은 발생한 적이 없는 문제를 해결해야 하는 것: 발생한 적이 없는 문제에 새로운 방법이나 기술을 활용 ④ 공간은 발생한 적이 없는 문제를 회피해야 하는 것: 발생한 적이 없는 문제를 스마트한 정보를 사용해서 가치 창조  ① 공간에서 ② 공간으로 이동하는 방법론: TPS(도요타 생산방식), Lean, 6-Sigma ② 공간에서 ③ 공간으로 이동하는 방법론: 고장진단 및 건전성관리(PHM: Prognotics and Health Management), Machine Learning, Data Mining ③ 공간에서 ④ 공간으로 이동 방법론: Digital Twin, CPS 현업에서 제조 시스템의 지능형 변환을 위한 기술 요소는 데이터 기술(DT), 플랫폼 기술(PT), 분석 기술(AT), 운영 기술(OT)의 네 가지 구분할 수 있다. 산업용 AI가 성공하려면 생산 공정의 실시간 데이터를 센서와 프로그래밍 가능한 로직 컨트롤러(PLC) 및 기타 시스템을 통해 수집하고, 산업용 사물 인터넷(IIoT)의 메커니즘과 결합하여 산업용 AI 인프라를 효과적으로 개발해야 한다.   그림 5. 애플리케이션의 범위   산업 인터넷 기술의 미래 방향은 경험 기반 의사 결정에 대한 의존에서 데이터 중심 또는 증거 기반 의사 결정으로 나아가면서 산업 프로세스 및 제품을 혁신하는 것이다. 이 과정을 통해 산업용 인공지능이 전통적인 산업 시스템의 디지털화를 향상시키는 데 중요한 역할을 할 것으로 예상된다.  전통적인 AI의 원동력은 인간의 활동, 사회 및 금융의 다양한 요구에서 비롯되며, 사회적 요구와 관심에 의해 구동되는 새로운 응용 프로그램을 생성하는 것이다. 반면 산업 AI는 엔지니어링 시스템의 신뢰성, 정확성, 효율성 및 향후 최적화를 개선하기 위해 수렴적으로 작동하는 포괄적이고 체계적인 방법론이다.   현재 산업용 AI는 기계 모니터링, 운송 연료 효율, 엔진 건강 관리, 유전 및 정유 안전 및 신뢰성 관리, 건강 관리 시스템의 원격 유지 관리와 같은 분야에서 산업 전반에 걸쳐 점차 적용되고 있다. 그러나 이러한 발전에도 불구하고, 시스템 엔지니어링 개념은 지속 가능한 지식 전달의 기초와 마찬가지로 여전히 부족하다.   ■ 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.
작성일 : 2020-07-01