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통합검색 " 디지털 트랜스포메이션"에 대한 통합 검색 내용이 9,319개 있습니다
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지멘스-HD현대, 미국 조선업 활성화 위한 MOU 체결
지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어가 HD현대와 ‘미국 조선산업의 활성화 및 현대화를 추진하기 위한 전략적 업무협약’을 맺었다고 발표했다. 지멘스는 이번 협력을 통해 자사의 엑셀러레이터(Siemens Xcelerator)가 미국 조선산업 부흥의 디지털 중추 역할을 수행하게 될 것이라고 전했다. 지멘스는 디지털 트윈, 모델 기반 시스템 엔지니어링(MBSE), 제품 수명주기 관리(PLM) 기술을 활용해 미국 전역의 조선소 운영과 선박 생산 방식을 혁신할 예정이다. HD현대(HD한국조선해양, HD현대중공업, HD현대삼호, HD현대미포)는 선박 건조 분야의 글로벌 리더로서 첨단 엔지니어링과 조선소 자동화 분야에서 전문성을 보유하고 있다. 지멘스와 HD현대의 협력 방향은 ▲인력 개발과 교육 프로그램을 통해 미국 조선 산업 분야의 엔지니어링 역량 회복과 지속 가능한 인재 기반 재구축 협력 ▲시범 사업을 통해 디지털 워크플로와 플랫폼 구성을 검증함으로써 미국 조선소의 디지털 전환과 자동화 공동 추진 ▲미국 해양 산업 기반 강화와 신규 비즈니스 기회 창출을 위한 투자·기술 개발 기회 모색 ▲미국 법률 및 전략적 우선순위에 부합하도록 공동 거버넌스 및 작업 그룹을 구축하여 상호 신뢰에 기반한 장기적인 협력 관계 강화 ▲미국 외 동맹국 조선소로의 협력 모델 확대를 통한 글로벌 기술 경쟁력 강화 등이다.     지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어의 로버트 존스(Robert Jones) CRO는 “이번 협약은 HD현대의 글로벌 조선 기술의 우수성과 지멘스의 검증된 디지털 혁신 기술을 결합해 미국 조선소가 더 스마트하고 빠르게 선박을 건조하며 회복탄력성을 강화할 수 있도록 지원한다. 지멘스의 디지털 백본과 HD현대의 첨단 엔지니어링을 결합함으로써, 미국 조선 산업의 재도약을 실현하고 지속가능하며 준비된 인력 양성을 뒷받침할 예정”이라고 말했다. HD현대의 문상민 글로벌전략부문장은 “디지털과 자동화 기술을 통한 생산 효율 극대화는 미국 조선 산업 재건의 핵심이다. HD현대의 축적된 조선 기술과 지멘스의 디지털 역량은 미국 조선 산업에 새로운 기회를 창출하는 데 기여할 것”이라고 말했다. 이번 협약은 미국 해운 경쟁력 강화와 향후 협력 기회 확대를 위한 전략적 협력 관계도 반영하고 있다. HD현대와 지멘스는 엑셀러레이터 플랫폼을 미국 내 비즈니스 파트너 전반에 걸쳐 촉진하는 한편, 해외 시장에서의 디지털 조선소 전환 확대 기회도 모색할 예정이다. 미국 해운 정책 목표에 따라, 양사는 인력 양성, 사이버 보안, 산업 기반 회복탄력성 구축을 공동 지원함으로써 차세대 조선업 종사자들이 디지털 미래에 대비할 수 있도록 할 것이다.
작성일 : 2025-11-04
부품 공용화 및 표준화를 위한 AI 기반 3D 형상 분석 설루션
산업 디지털 전환을 가속화하는 버추얼 트윈 (8)   글로벌 제조 산업은 빠른 기술 진보와 디지털 전환 속에서 설계 복잡성, 비용 증가, 데이터 분산이라는 도전에 직면하고 있다. 자동차, 항공, 전자 등 주요 산업군의 기업들은 원가 절감과 품질 경쟁력 확보를 위해 부품 공용화(commonization)와 표준화(standardization)를 전략적으로 추진하고 있다. 그러나 다품종 소량 생산과 글로벌 협업이 일반화된 환경에서는, 단순한 텍스트 기반 속성 검색만으로 방대한 부품 데이터를 효율적으로 관리하기 어렵다. 중복 등록, 정보 누락, 비효율적 설계와 조달이 반복되며, 이는 곧 불필요한 비용과 품질 저하로 이어진다. 이러한 배경에서 AI 기반 3D 형상 분석 설루션은 설계·조달·품질 관리 전 과정을 아우르는 혁신 도구로 자리 잡고 있다.   ■ 이희라 다쏘시스템 NETVIBES 브랜드의 OnePart 설루션을 담당하는 기술 컨설턴트이다. 고객의 CAD 모델 및 데이터 자산을 연결하여 기업의 자산 활용 효율화 및 혁신적인 변화를 지원하는 업무를 수행하고 있다. 홈페이지 | www.3ds.com/ko   표 1. 속성 기반 vs 3D 형상 기반 부품 관리 방식 비교   AI 기반 3D 형상 분석 설루션의 원리와 적용 방식 다쏘시스템의 넷바이브 원파트(NETVIBES OnePart, 온프레미스)와 파트서플라이(PartSupply, 클라우드) 설루션은 기업 내에 흩어진 CAD 및 메타데이터를 통합 관리하며, 형상+속성 기반 정밀 분석을 통해 중복 제거, 표준화, 재사용을 가능하게 한다. 주요 원리와 적용 방식은 다음과 같다.   데이터 수집 및 인덱싱 PLM, PDM, ERP 등 다양한 시스템에 흩어진 데이터 및 CAD를 수집 및 색인한다. 이희라다양한 CAD 포맷(표 2)을 지원하며 기업 내에 흩어져 있는 설계 자산을 별도의 변환 작업 없이 통합 관리할 수 있다.(그림 1)    그림 1. 3D 형상 기반 부품 검색·비교와 PLM·ERP 통합 연계   3D 형상 분석과 머신러닝 적용 각 부품의 3D 형상 정보를 기반으로 고유한 형상 시그니처를 생성한다. 이는 단순 텍스트 기반 조회가 아닌 3D CAD 모델의 형상 및 피처(예 : 복잡한 곡면, 홀, 볼륨, 길이 등) 등 기하 요소 기반으로 조회를 가능케하고 정량적으로 비교할 수 있다는 점에서 차별화된다. 또한 형상 시그니처 정보 기반으로 머신러닝 기술을 이용하여 비슷한 형상을 자동으로 분류하고, 클러스터링을 지원한다.(그림 2)   그림 2. AI 기반 3D 형상 유사 부품 클러스터링 결과   중복 제거와 표준품 지정 유사 부품군 내 대표 부품을 마스터 파트로 지정하고 조직 전체에 공유되어, 신규 설계나 부품 개발시 우선적으로 검토 및 적용이 가능하다.   속성·형상 통합 검색 형상 유사도 결과와 함께 여러 시스템에 흩어져 있는 소재, 중량, 원가, 승인 이력, 공정, 공급 업체 등 부품 관련 정보가 원파트 내에서 통합되어 제공된다.(그림 1) 참조 사용자는 3D 모델 유사 형상 검색 및 속성 기반 검색을 병행하여 최적의 부품을 빠르게 선택할 수 있다.   실질적 효과 실제 도입 기업은 데이터 검색 및 분석 시간을 연간 20~30% 단축하고, 신규 부품 개발 및 구매 비용을 크게 절감했다. 부품 재사용률이 높아지고 표준화 수준이 강화되며, 결과적으로 설계 품질과 생산성이 향상되는 효과가 입증되고 있다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.
작성일 : 2025-11-04
산업 사이버 위협을 돌파하기 위한 IEC 62443
자율제조를 위한 데이터 표준화와 사이버 보안 강화 전략 (2)   글로벌 제조 환경은 자율제조 AI(인공지능) 및 SDM(소프트웨어 정의 제조)로 전환하고 있다. 그러나 시시각각 급변하는 생산자원(4M2E) 메타 데이터와 OT 사이버 보안에 대한 국제 표준 준수 없이는 사상누각이 될 수 있다. 지난 호에서는 자율제조 AI 및 SDM 환경에서의 4M2E 생산자원 데이터 표준화에 대해 살펴보았다. 이번 호에서는 우리 수출 기업의 IEC 62443 산업용 사이버 보안 준비 현황을 짚고 정책 및 전략적 대응 방안은 무엇인지 살펴본다.   ■ 연재순서 제1회 제조 혁신의 열쇠, 4M2E 생산자원 데이터 표준화 제2회 산업 사이버 위협을 돌파하기 위한 IEC 62443   ■ 차석근 에이시에스의 부사장이며 산업부 국표원 첨단제조 표준화 포럼 의장 및 산업부 산업융합 옴부즈만 위원을 맡고 있다.   대한민국 수출 제품의 IEC 62443 산업용 사이버 보안 준비 현황 및 과제 IEC 62443 표준의 이해와 글로벌 중요성 IEC 62443 표준의 개요 및 적용 범위 ISA/IEC 62443 표준 시리즈는 전자적으로 안전한 산업 자동화 및 제어 시스템(IACS)을 구현하고 유지하기 위한 요구사항과 프로세스를 정의하는 포괄적인 프레임워크를 제공한다. 이 표준은 보안에 대한 최적의 관행을 설정하고 보안 성능 수준을 평가하는 방법을 제시하며, 운영 기술과 정보 기술 간의 격차, 그리고 공정 안전과 사이버 보안 간의 격차를 해소하는 전체론적 접근 방식을 채택한다. 국제전기기술위원회(IEC)에 의해 ‘수평 표준’으로 인정받은 이 표준은 빌딩 자동화, 전력 생산 및 분배, 의료 기기, 운송, 화학 및 석유 및 가스 산업과 같은 OT를 사용하는 광범위한 산업에 적용되는 것으로 입증되었다. IEC 62443 표준은 IACS의 전체 수명 주기 동안의 보안을 다루며, 주요 이해관계자 그룹(자산 소유자, 자동화 제품 공급업체, 제어 시스템 설루션 및 구성 요소를 구축하고 유지 관리하는 통합업체, 제어 시스템 운영을 지원하는 서비스 공급업체)에 대한 요구사항을 정의한다. 이 시리즈는 일반 개념, 정책 및 절차, 시스템 요구사항, 구성 요소 요구사항을 다루는 여러 섹션으로 나뉜다. 또한, 의도하지 않은 오용부터 고도로 동기 부여된 정교한 공격에 대한 저항 수준을 나타내기 위해 네 가지 보안 수준(SL 0-4)을 정의한다. IEC 62443은 수평 표준으로서 UN의 승인을 받았으며, IACS를 사용하는 모든 산업 부문에 적용 가능하다. 또한, 특정 산업 부문 표준이 개발될 때 IEC 62443 표준이 보안 요구사항의 기초로 사용되어야 한다고 명시되어 있다. 이는 단순한 권고를 넘어선 중요성을 가진다. 특히 대한민국과 같은 수출 중심 경제에서 산업 자동화 및 핵심 인프라 부문에서 글로벌 경쟁력을 효과적으로 확보하려면, IEC 62443 준수는 사실상 필수적인 요구사항이 되고 있다. 이는 글로벌 시장의 기대치, 점점 더 엄격해지는 공급망 요구사항, 그리고 상호 운용 가능하고 입증 가능한 보안 시스템의 중요성에 의해 주도된다. 비준수는 점차 비관세 장벽으로 작용하여 시장 접근을 방해하고 명성을 손상시키며, 궁극적으로 수출 경쟁력을 저해할 것이다. 따라서 선제적인 채택은 전략적 필수 과제이다.   글로벌 시장 진출 및 경쟁력 확보를 위한 필수 요건 IEC 62443과 같은 국제 표준 준수는 글로벌 경쟁력을 강화하는 데 매우 중요하다. 이러한 표준은 제조업체 간의 일관성을 향상시켜, 제품 및 프로세스의 변동성을 줄이고 상호 운용성을 개선한다. 또한, 최적의 관행과 잘 정의된 보안 요구사항을 활용함으로써 개발 비용을 절감하고 제품을 객관적으로 비교하며 보안 기능을 측정하는 방법을 제공한다. 에이서스 IoT(ASUS IoT)와 같은 기업은 산업 자동화 시스템의 보안 개발 프로세스를 검증하는 IEC 62443-4-1 인증을 적극 확보하여 제품 수명주기 전반에 걸쳐 보안을 내재화하고 산업 등급의 신뢰성 및 장기 지원에 대한 약속을 강화하고 있다. 딜로이트가 언급했듯이, “사이버 보안은 운영 탄력성의 필수 부분이 되었다. IEC 62443 표준에 맞춰 기업은 생산 라인을 보호하고, 가동 중단 위험을 최소화하며, 글로벌 경쟁력을 강화하는 일관된 관행을 채택할 수 있다.” 오늘날 상호 연결된 산업 환경에서 사이버 보안은 더 이상 단순한 기술적 규정 준수 체크리스트가 아니라 전략적 비즈니스 필수 요소이다. 수출 제품의 경우, IEC 62443 준수는 단순한 위험 완화를 넘어 강력한 시장 차별화 요소가 되며, 특히 규제가 엄격하거나 보안에 민감한 시장에서는 시장 접근을 위한 전제 조건이 되고 있다. 이러한 표준을 선제적으로 채택하는 기업은 신뢰성을 입증하고 고객 위험을 줄이며, 복잡한 글로벌 공급망에 더 원활하게 통합됨으로써 상당한 경쟁 우위를 확보한다. 반대로, 입증 가능한 규정 준수 부족은 수출 기회를 심각하게 방해하고 신뢰할 수 있는 산업 기술 국가로서의 명성을 손상시킬 수 있다.   EU의 새로운 규제 동향(NIS 2, CRA, Machinery Regulation) 및 시사점 IEC 62443 표준은 NIS 2 지침, 사이버 복원력 법안(CRA), 그리고 새로운 기계류 규정과 같은 새롭고 진화하는 유럽 규정을 준수하는 데 포괄적인 지원을 제공한다. NIS 2 지침은 운영자가 사이버 공격으로부터 시스템을 보호하기 위한 조치를 구현하도록 의무화한다. CRA는 디지털 요소를 포함하는 제품에 대해 제품 수명 주기 전반에 걸쳐 의무적인 보안 요구사항을 도입하므로 제조업체에 특히 큰 영향을 미친다. 이 법안은 보안 취약점이 발견될 경우 제조업체가 최소 5년 동안 소프트웨어 업데이트를 제공해야 하는 ‘주의 의무’를 요구한다. 새로운 기계류 규정은 기능 안전과 관련된 사이버 보안 측면을 강조하며, 기계 제조업체가 부패 방지 및 제3자의 악의적인 시도로 인한 위험한 상황 발생 방지를 포함한 보안 측면에서 기계가 규정을 준수함을 확인하도록 요구한다. 이러한 준수는 적합성 선언서에 공식적으로 확인되어야 하며 CE 마크로 눈에 띄게 표시되어야 한다. 규정을 준수하지 않는 기계는 더 이상 EU에서 판매될 수 없다. 유럽 연합과 같은 주요 수출 시장에서 NIS 2 및 CRA와 같은 엄격하고 법적 구속력이 있는 규정의 등장은 IEC 62443을 ‘강력히 권고되는’ 지침에서 이러한 시장에 디지털 요소를 포함하는 제품을 판매하려는 모든 기업에게 실질적이고 법적인 필수로 변화시킨다. 이러한 규제 압력은 IEC 62443, 특히 ‘설계에 의한 보안(security by design)’ 원칙의 채택을 크게 가속화하는 강력한 외부 동인으로 작용한다. 대한민국 수출업체의 경우, 이는 단순히 기술적으로 진보된 제품을 갖는 것만으로는 더 이상 충분하지 않다는 것을 의미한다. 제품은 설계 단계부터 운영 수명 주기 전반에 걸쳐 입증 가능하게 안전하고 이러한 국제 표준을 준수해야 하며, 그렇지 않으면 시장 배제라는 심각한 결과를 초래할 수 있다.   표 1. IEC 62443 표준 시리즈 주요 구성 및 적용 영역     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.
작성일 : 2025-11-04
DX 시대에서 AX 시대로
설계, 데이터로 다시 쓰다 (2)   머뭇거릴 틈이 없다. 우리가 디지털 전환에 적응할 때쯤 선두 그룹은 벌써 AI(인공지능) 시대를 대비하고 있다. AI 전문가들도 과거 수십년 간의 성장보다 최근 몇 년의 급속한 발전에 놀라면서도 이제는 예측하기 어려운 속도에 두려워하기까지 한다. 이번 호에서는 AI 시대를 맞이하기 위해 우리가 준비해야 할 것이 무엇인지 알아보고자 한다.    ■ 최병열 피도텍에서 AI 기반 Data-driven Design SW 개발 총괄을 맡고 있다. 한양대에서 공학박사 학위를 받았고, 20여 년간 100여건의 최적 설계 프로젝트를 주도하며 컨설팅 경험을 쌓았다. 홈페이지 | www.pidotech.com   DX와 AX 지난 호에서 소개한 ‘중국제조 2025’ 정책에서 볼 수 있듯이, 향후 제조업의 성공 가능성을 높이는 방안 중 하나는 예측 기술의 발전이다. 강력한 드라이빙 포스(driving force)가 선진 기업에 적용되는 시뮬레이션, 데이터 생성 시스템, 최적설계 등의 효율적인 설계 프로세스를 구축할 수 있게 주도하였고, 인적, 물적, 정책적 지원을 뒷받침하면서 단숨에 AX(AI 전환)를 이끄는 선두 그룹에 탑승할 수 있는 기회를 제공하였다. 전통적인 개발 방식의 기업들이 도태되는 현실에서, 선두 그룹의 기업들은 DX(디지털 전환)에서 AX로의 전환을 신속하게 추진하고 있다. 뒤쳐져 있는 산업 구조를 재편할 수 있는 기회이지만 외면하면 경쟁에서 사라질 수도 있다는 위기감을 이들 기업은 명심하고 있다. 즉, 따라잡지 못하면 사라진다.    DX란? AX란? DX는 ‘디지털 전환’을 의미하고, 가상 프로토타이핑(Virtual Prototyping : VP)은 DX를 실행하기 위한 핵심 수단이 된다. 실제 물리적으로 손에 잡히는 것으로 측정하고 평가하던 방식(physical prototyping)을 가상의 공간에서 대체하는 방식으로 바뀌는 혁신이 이루어지고 있다. AX란 ‘AI transformation’의 약자로, 데이터 중심의 산업 변환을 의미한다. 엔지니어링의 핵심 가치는 예측하는 것이다. 현재 설계 안의 성능을 예측하고, 불량 가능성을 예측한다. DX 시대에서는 디지털 모델을 예측 도구로 삼았다면, AX 시대에서는 데이터를 예측 도구로 삼는다. 이제 DX를 넘어 AX가 빠르게 확산되고 있다.   그림 1. DX와 AX   휴머노이드 로봇을 예로 본다면, DX 시대에는 기본적인 동작 제어를 수학 모델로 프로그래밍하여 구현하던 방식이었다. 오랫동안 연구해 온 노하우가 주도하던 시대였다. 반면, AX 시대에서는 동작 데이터를 통한 학습으로 동작을 수행함에 따라 자연스러운 움직임이나 미세한 조작이 가능해졌다. 이제는 강화 학습을 통해 로봇이 유투브로 새로운 동작을 학습하는 시기에 접어들었다. 학습용 데이터를 확보할 수 있는 역량이 주도하는 시대로 변하고 있다.   그림 2. AX 시대로의 진입(출처 : The New York Times, Driverless Digest)   왜 DX에서 AX로 가야 하는가? 얼마전 미국 로스엔젤레스에서 웨이모(Waymo)의 자율주행 택시가 방화로 인한 화재로 전소되는 사건이 있었다. 정부 정책에 반대하는 시위대의 소행으로 추측된다. 2023년 이후 1년여 만에 자율주행 택시를 허가한 샌프란시스코의 운수업 시장에서 웨이모가 20%까지 점유율을 확대하면서 운전으로 생계를 이어가던 사람들에겐 상당한 위협으로 작용할 만큼 AI의 성장이 현실화되었다는 반증이다. 어느새 우리도 AX 시대로 진입하고 있다. 삼쩝삼, 닥터나우, 로톡, 타다와 같은 AI 플랫폼이 우리 주변에 자리잡고 있다. 세무사, 의사, 변호사, 운전기사의 직무를 위협하는 존재로 인식되어 거센 반발에 부딪혀 있지만 연이은 고소, 고발에 대한 무죄, 무혐의 판결이 늘어남에 따라 이제는 공생을 생각해야 할 시점이다. 제조 환경은 점점 더 복잡하고 불확실해지고 있다. 시장 변화의 속도는 빨라지고, 고객 요구는 다변화되고 있으며, 제품의 수명주기는 단축되고 있다. 이처럼 미래가 불확실할수록 데이터를 기반으로 한 예측과 시뮬레이션이 중요해진다. 최근에는 고성능 컴퓨팅 자원과 오픈소스 툴의 발달로 중소기업도 상대적으로 적은 비용으로 가상 환경을 구축할 수 있게 되었다.   성공 사례 엔비디아는 AI의 모든 스타일을 하나의 생태계에서 지원하여 산업 전반에 걸친 AI 설루션을 제공하는 리더이다. 엔비디아의 옴니버스 블루프린트(Omniverse Blueprint)는 ‘AI가 실제 환경에서 움직이고 판단하는 것을 디지털 트윈 안에서 먼저 완전히 학습하고 테스트할 수 있게 해주는 설계 도구’이다. 다음의 몇 가지 성공 사례로 AX 시대가 도래 되고 있음을 소개하고자 한다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.
작성일 : 2025-11-04
[무료 다운로드] 디지털 모델 중심 시스템 설계로의 전환 전략
가상 제품 개발을 위한 MBSE 및 SysML의 이해와 핵심 전략 (1)   현대 자동차 시스템은 기계, 전기전자, 제어, 소프트웨어가 복합적으로 얽혀 있으며, 개발 초기에 잘못된 설계 판단은 품질 저하와 막대한 비용 증가로 이어진다. 이러한 복잡성을 극복하고 설계 품질을 확보하기 위한 해법으로 모델 기반 시스템 엔지니어링(Model-Based Systems Engineering : MBSE)이 주목받고 있다. 이번 호부터 MBSE의 개념과 필요성을 개괄하고, 핵심 도구인 SysML(Systems Modeling Language)을 통한 시스템 설계, 분석, 검증 방법론을 소개한다. 특히, 전통적인 문서 중심 방식과 MBSE 방식의 차이를 명확히 비교하고, MBSE가 실제 산업에서 어떻게 적용되고 있는지를 살펴봄으로써 자동차 개발자 및 설계자들에게 MBSE 도입의 실천적 인사이트를 제공한다. 특히 자동차 산업과 같은 복잡한 메카트로닉스 제품 개발 현장에서 MBSE가 어떻게 제품 품질, 개발 효율성, 협업 구조, 추적 가능성 확보에 기여하는지를 설명하며, 문서 기반 방식과의 비교, 실제 적용 사례를 바탕으로 독자의 이해를 돕고자 한다.   ■ 오재응 한양대학교 명예교수, 시뮬레이션 랩 연구소장   다분야 통합 시스템, 전기전자화, 자율주행 등으로 대표되는 산업 변화와 함께, 자동차 시스템은 과거보다 훨씬 높은 복잡성과 정밀한 협업이 요구된다. 개발 프로세스의 진화를 위해 기존의 텍스트 기반, 문서 중심 설계 프로세스는 다학제간 통합 설계 및 검증에 한계가 있으며, 이에 따라 모델 중심 설계 패러다임의 도입이 필요하다. 디지털 엔지니어링에 기반한 MBSE는 디지털 엔지니어링 기반 구축의 핵심으로, 설계 초기부터 시뮬레이션, 해석, 테스트, 생산까지 데이터 기반 통합이 가능하다. 자동차 산업 내 적용이 확산되고 있는 GM, 포드, 현대자동차 등 글로벌 OEM과 티어 1 기업들이 MBSE를 개발 표준으로 채택하고 있으며, 학계와 산업계 간의 공통 언어로서 SysML이 쓰이고 있다. 자동차는 더 이상 단일 기능 제품이 아니다. 자율주행, 커넥티비티, 전기 구동 시스템, HMI(휴먼–머신 인터페이스) 등 수많은 서브시스템이 실시간으로 동작하며 차량 전체 성능과 안전성에 영향을 미친다. 이러한 복잡한 시스템을 문서 기반으로만 설계하고 관리하기에는 한계가 있으며, 설계 오류가 뒤늦게 발견될 경우 개발 비용과 일정에 심각한 영향을 준다. 글로벌 OEM과 주요 부품사는 이 문제를 해결하기 위한 전략으로 모델 중심 접근 방식(MBE, MBSE)을 도입하고 있으며, 이는 설계의 디지털 전환(digital transformation)과 직결된다. 특히 자동차는 시스템 오브 시스템즈(System of Systems)의 대표적인 예로, 각 서브시스템의 요구사항, 구조, 인터페이스, 동작이 전체 시스템 설계와 정합성을 유지해야 한다. 이번 호에서는 MBSE의 핵심 원리와 적용 전략을 소개하고, 자동차 산업에의 실질적인 도입 가능성과 기대 효과를 독자와 공유하고자 한다. 특히, 설계자들이 단순한 도식 작성 수준을 넘어, 시스템적 사고에 기반한 설계 전략을 어떻게 구현해야 하는지에 대한 실천적 안내를 제공하고자 한다.   시스템 복잡성 관리를 위한 MBSE 현대의 자동차 시스템은 기계, 전기전자, 제어, 소프트웨어 등 다양한 기술이 융합된 복합 시스템으로, 개발 초기의 설계 오류는 품질 저하와 막대한 비용 증가로 이어질 수 있다. 이러한 시스템 복잡성과 설계 리스크를 효과적으로 관리하기 위해, 모델 기반 시스템 엔지니어링(MBSE)이 핵심 접근법으로 주목받고 있다. 이번 호에서는 MBSE의 개념과 필요성을 개괄하고, 대표적 모델링 언어인 SysML을 활용한 요구사항 관리, 구조 및 행위 모델링, 성능 분석, 검증 및 검증(V&V)의 방법론을 소개한다. 특히 전통적인 문서 기반 개발 방식과 MBSE 방식의 차이를 비교하고, MBSE가 시스템 생애주기 전반에서 제공하는 장점—추적성 확보, 설계 오류의 조기 발견, 다분야 협업, 품질 향상—을 구체적인 사례와 함께 설명한다. 또한 모델 기반 접근을 성공적으로 구현하기 위해 요구되는 모델 목적 명확화, 충실도 설계, 범위 정의, 조직적 역량 강화 전략도 함께 제시한다. 이를 통해 자동차 산업에서의 복잡한 시스템 개발 환경에서 MBSE 도입을 고려하는 연구자와 실무자에게 실천적 인사이트를 제공하며, 디지털 전환 시대의 시스템 설계 패러다임 전환을 위한 이론적 기반과 적용 방안을 제시하고자 한다.   MBSE 접근을 위한 기본 지식 현대의 복잡한 공학 시스템은 다수의 구성 요소와 이들 간의 복잡한 상호작용을 포함하고 있으며, 이를 효과적으로 설계하고 분석하기 위해 추상화된 표현 수단으로서 모델(model)의 활용이 필수이다. 모델은 현실 세계의 개념, 물리적 현상, 구조 또는 시스템을 단순화한 표현으로, 설계 초기 단계에서부터 개발, 검증, 운영에 이르기까지 다양한 용도로 활용된다. 모델은 본질적으로 대상 시스템의 특성을 간결하고 체계적으로 표현하기 위해 고안된 추상화 도구이다. 이는 그래픽, 수학적, 또는 물리적 형식으로 구현될 수 있으며, 현실 세계의 복잡성을 제거하고 핵심 요소만을 반영함으로써 사용자의 이해를 돕는다. 특히 모델은 다음과 같은 목적을 가지고 사용된다. 첫째, 시스템이나 개념에 대한 이해를 촉진하고, 둘째, 다양한 설계 시나리오를 평가하여 의사결정을 지원한다. 셋째, 모델을 통해 실제 사건이나 시스템의 거동을 설명하고 제어하며 예측할 수 있다. 이러한 모델의 기능은 설계자의 직관을 보완하고, 정량적 분석에 기반한 설계를 가능하게 한다. MBSE는 모델 중심의 접근 방식을 기반으로 시스템 엔지니어링 활동을 체계화한 방법론이다. 이는 전통적인 문서 기반 시스템 개발 방식의 한계를 극복하고, 모델을 중심으로 요구사항, 기능, 구조, 성능 및 검증 활동을 연계함으로써 시스템 설계의 일관성과 추적성을 확보한다.   그림 1. 시스템 개발 전반에 걸쳐 모델을 활용하는 중요성과 적용 범위     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.
작성일 : 2025-11-04
프로세스 자동화Ⅳ - 다물리 시스템 최적화
최적화 문제를 통찰하기 위한 심센터 히즈 (9)   이번 호에서는 자동차의 승차감과 연료 소모량 최소화를 위한 시스템 최적화를 위해 심센터 아메심(Simcenter Amesim)을 사용하여 차량의 다양한 시스템에 대한 변수를 제어하여 최적화의 목적을 달성하는 과정을 소개한다.   ■ 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 제7회 프로세스 자동화 Ⅱ – 모터 설계 최적화 제8회 프로세스 자동화 Ⅲ – 유로 형상 설계 최적화 제9회 프로세스 자동화 Ⅳ – 다물리 시스템 최적화 제10회 프로세스 자동화 Ⅴ – 제조 공정 효율성 최적화   ■ 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   이번에 사용할 심센터 아메심은 오늘날의 복잡한 엔지니어링 환경을 위한 종합 시뮬레이션 플랫폼이다. 수 많은 설계자가 직면하고 있는 제품 설계의 성공 여부는 혁신적인 아키텍처를 통합하지 않으면 성능, 안전 및 효율에 대한 증가하는 요구 사항을 충족할 수 없다. 심센터 아메심은 광범위하고 강력한 모델링 기능을 통해 메카트로닉스 시스템(Thermal & Fluid, Mechanical, Electrification, Battery, Vehicle, Aerospace & Marine, Renewable Energies Control 등)을 분석할 수 있으며, 가상 테스트 환경을 통해 실제 프로토타입을 제작하기 전에 최적의 설루션을 발견할 수 있다. 심센터 아메심에서 제공하는 다중 물리 시스템 시뮬레이션 접근 방식은 단일 플랫폼에서 다양한 아키텍처와 기술을 사용하여 시스템 간 영향에 대한 완전한 분석을 수행하여 다양한 지표에 대한 시스템의 영향을 설계하고 평가할 수 있다. <그림 1>은 자동차 파워트레인 전동화를 위해 엔진, 변속기 및 열 통합과 관련된 모든 중요한 전기 서브시스템을 시뮬레이션하는 데 필요한 모델링을 나타낸다. 배터리 사이징, 전기 기계 설계, 아키텍처 생성부터 상세 설계를 포함한 통합까지 엔지니어링 작업을 지원하는 효율적인 모델링 워크플로를 구성할 수 있다.   그림 1   설계자는 심센터 아메심에서 제공하는 기능을 활용하여 기본 물리 현상을 심층적으로 이해할 수 있는 등 강력한 분석 도구를 통해 시뮬레이션에서 얻은 지식을 강화할 수 있다. 또한 앱을 사용하면 애플리케이션에 맞게 맞춤 제작된 사용자 인터페이스와 프로세싱의 유연성을 활용하여 시스템 분석을 강화할 수 있다. 또한 모든 기능을 갖춘 API(애플리케이션 프로그래밍 인터페이스) 세트를 통해 스케치 생성을 자동화하고 시뮬레이션의 다양성을 추가할 수 있다. 시뮬레이션 자동화에는 파이썬(Python), 매트랩(MATLAB), 싸이랩(Scilab) 및 Visual Basic for Applications(VBA)와 같은 언어로 애플리케이션 프로그래밍을 지원하는 스크립트 세트를 제공한다. 이를 통해 배치 실행 설정, 복잡한 전처리 및 후처리 수행, 매개변수 연구 수행, 외부 애플리케이션 내 심센터(Simcenter) 모델 통합 등 모델과의 상호 작용을 자동화할 수 있다. 설계 또는 검증에서는 전체 동작에 직접적인 영향을 미치는 전역 파라미터에 액세스하여 설계 탐색, 최적화 및 견고성 분석을 위한 기능을 사용할 수 있고, 더 나아가서 고급 분석과 더 나은 자동화 프로세스 통합을 위해 HEEDS(히즈)를 활용하여 모델을 처리할 수 있다. 심센터 아메심은 시스템 라이프사이클 전반에 걸쳐 다양한 시뮬레이션 툴을 통합하여 디지털 연속성과 워크플로 효율을 향상시킨다. PLM 시스템 연결, 모델 기반 제어 개발 및 기능적 목업 인터페이스(FMI)를 사용한 상호 작용을 지원하며 머신 러닝, 선형 대수학 및 통계 기법으로 ROM(차수 축소 모델) 생성을 지원하여 실행 가능한 디지털 트윈으로 실시간 운영이 가능하므로 의사 결정 및 운영 효율이 향상된다. 임베디드 3D CFD는 열유체 시스템 모델에 대해서 연결된 커플링 시뮬레이션을 통해 3D와 1D 간에 상호 작용이 전달되어 시스템의 중요한 부분을 더욱 상세하게 해석할 수 있으므로 정확도, 설루션 안정성 및 결과에 대한 신뢰도를 높일 수 있다.  Simulation Based Characterization(SBC)을 사용하면 3D CFD를 사용하여 압력 강하 및 열 거동과 관련하여 구성 요소를 특성화하고 시스템 환경에 원활하게 통합되어, 전체 시스템 동작을 정확하게 분석할 수 있다. 차량 동역학 및 파워트레인 물리 거동을 포함하는 모델은 심센터 프리스캔(Simcenter PreScan)과 함께 사용하면 환경 및 센서 정보를 기반으로 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS) 및 자율 주행 시스템을 보완하고 대규모 시뮬레이션의 효율을 높여 안전, 승차감, 연료 및 전기 에너지 소비, 오염 물질 배출 평가를 수행할 수 있다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.
작성일 : 2025-11-04
HP Z2 미니 G1a 리뷰 : BIM 엔지니어의 실무 프로젝트 성능 검증
HP Z2 미니 G1a(HP Z2 Mini G1a)는 소형 폼팩터로 설계된 미니 워크스테이션이다. 테스트에 사용된 장비는 AMD 라이젠(Ryzen) AI Max+ PRO 395 프로세서(16 코어, 32 스레드, 최대 5.1GHz) 와AMD 라데온(Radeon) 8060S 내장 그래픽, 64GB LPDDR5x 메모리, NVMe SSD 2TB 구성을 갖추고 있다. 썬더볼트 4, 미니 디스플레이포트 2.1, 10GbE LAN, USB-A(10Gbps), USB-C(40Gbps), 와이파이 7을 지원하며, 내장형 300W 전원 공급장치가 포함되어 있어 별도의 어댑터 없이 바로 사용할 수 있다. 최대 128GB 메모리 확장, 8TB 듀얼 NVMe 스토리지, RAID 구성, 그리고 ISV 인증과 MIL-STD 810H 내구성 기준을 충족해 전문 워크스테이션으로서의 안정성을 확보했다.    ▲ HP Z2 미니 G1a 제품 사진   직접 마주한 첫인상은 단순히 ‘작다’는 한 마디로 표현하기 어려웠다. 박스를 열자마자 느껴진 크기는 갤럭시 폴드 스마트폰과 비슷했고, 책상 위 공간도 거의 차지하지 않았다. 전원선을 연결하자마자 바로 부팅되며, 데스크톱이라기보다 정교하게 만들어진 소형 기기 하나를 설치한 느낌에 가까웠다. 손바닥만한 본체가 조용히 구동되는 모습을 보며, ‘이 작은 장비가 과연 얼마나 버텨줄까’ 하는 기대감이 자연스럽게 따라왔다.    ▲ HP Z2 미니 G1a 데스크톱 위에 갤럭시 폴드 6를 올려놓은 놓은 모습   광고에서 흔히 볼 수 있는 AEC 소프트웨어 시연 화면은 대개 단순한 차량 모델이나 소규모 건축물이다. 시연 화면은 화려하고 매끄럽지만, 실제 토목 BIM 엔지니어가 다루는 데이터는 다르다. 도로, 철도, 교량, 항만과 같은 메가 규모의 모델이 대상이며, 수십만에서 수억 개 단위의 객체가 얽혀 있는 데이터가 일상적으로 다뤄진다. 필자가 주목한 것은 바로 이 점이었다. “작은 본체가 과연, 이러한 초대형 데이터를 견딜 수 있는가?” 현장이나 합사 파견 시 주로 노트북을 사용하지만, 무거운 모델을 검토하고 복잡한 시뮬레이션을 돌리면 한계를 드러내기 마련이다. 따라서 이번 테스트에서는 소형 데스크톱인 HP Z2 미니 G1a를 파견 장비로 실제 활용할 수 있는지 여부를 검증하고자 했다. 단순히 문서 작업이나 뷰어 확인에 그치지 않고, BIM 모델링, 시뮬레이션, 데이터 가공, 시연 등 실무 프로젝트와 동일한 조건을 적용해 성능을 확인했다. 이번 리뷰에서는 장비가 어느 정도까지 버텨주는지, 그리고 어떤 한계를 드러내는지를 프로젝트별로 기록했다.   ▲ HP Z2 미니 G1a 테스트 프로젝트 요약   테스트 1 - 베트남 Starlake Tay Ho Tay(나비스웍스)    ▲ 나비스웍스 단지 전체 모델 검토 기능 테스트   이번 테스트는 단지·도로·관로 등 복합 시설물 모델을 대상으로 나비스웍스(Navisworks)의 정적 모델 취합 및 검토 기능을 검증하기 위해 진행되었다. 테스트 환경에서는 마이크로스테이션(MicroStation)으로 제작된 여러 개의 3D 모델 파일을 나비스웍스로 동시에 불러와, 하나의 장면 안에서 구조 정합성과 좌표 일치 여부를 확인했다.  HP Z2 미니 G1a에서의 구동 결과는 기대 이상으로 안정적이었다. 복수의 모델을 동시에 불러와도 시스템이 멈추거나 끊기는 현상은 없었으며, 로딩 이후에도 화면 회전과 확대·축소 시 반응 속도가 일정하게 유지되었다. 각 객체의 형상 확인, 단면 전환, 재질 적용, 뷰 이동 등 일반적인 모델 취합 및 검토 작업이 모두 원활하게 수행되었다. 특히 여러 모델이 중첩된 복잡한 단지 구조에서도 그래픽 품질 저하나 노이즈 현상이 발생하지 않았다. 뷰 전환 시에도 지연 없이 매끄럽게 이어져, 실시간 회의나 발주처 브리핑 환경에서도 무리 없이 사용할 수 있었다. 결론적으로 HP Z2 미니 G1a는 나비스웍스의 대규모 모델 취합 및 형상 검토 기능을 안정적으로 처리할 수 있는 수준의 성능을 보여주었다.   테스트 2 - 이라크 Khor Al Zubair 침매터널(레빗)   ▲ 레빗 철근 모델 검토 및 수정 기능 테스트   이번 테스트는 해저 밑바닥면에 구조물을 설치하는 침매터널(Immersed Tunnel) 구조물을 대상으로 수행되었다. 침매터널은 일반적인 굴착식 터널과 달리, 해저에 미리 제작된 콘크리트 세그먼트를 정밀하게 가라앉혀 연결하는 방식이다. 따라서 설계·시공 단계에서 철근 배치의 정확도와 세그먼트 간 접합부(Key Segment) 형상 정합성이 핵심 검토 항목이 된다. 테스트는 레빗(Revit) 환경에서 철근 모델링 파일을 직접 열어 모델 검토 및 수정 기능을 확인하는 시나리오로 진행되었다. PC 세그먼트 한 구간을 선택해 내부 철근 배근을 확인하고, 일부 보조철근의 위치를 수정하여 간섭 반응과 반응 속도를 측정했다.  HP Z2 미니 G1a에서 모델을 로드하는 데에는 약 30분이 소요되었다. 모델 크기와 철근 데이터의 밀도를 고려하면 이는 현실적인 수준이다. 모델이 완전히 열리고 나서는 클릭 한 번에 약 10초 정도의 지연이 있었으나, 시스템이 멈추거나 종료되는 일은 없었다. 철근 객체의 선택, 이동, 피복값 수정 등의 기본 편집 과정이 모두 수행 가능했으며, 시스템 안정성 면에서는 충분히 실무 검토용으로 사용할 수 있는 수준이었다. 철근 모델링은 단순히 주근만이 아니라 보조철근, 전기·기계 매립부, 세그먼트 간 피복 간격까지 반영해야 하므로 수정 과정이 빈번하다. 이번 테스트에서 HP Z2 미니 G1a는 이 복잡한 구조를 다루는 동안 메모리 한계나 그래픽 깨짐 없이 끝까지 버텼다. 작업 속도가 빠르다고 표현하기는 어렵지만, 소형 워크스테이션으로서 대형 레빗 철근 모델을 안정적으로 열고 편집할 수 있다는 점은 인상적이었다. 결론적으로 HP Z2 미니 G1a는 Revit의 철근 모델 검토 및 수정 작업에서 실무 활용이 가능한 수준의 안정성을 보여주었다.   테스트 3 - 동부재정 4공구(블렌더)   ▲ 블렌더 락볼트 모델 검토 및 수정 기능 테스트   이번 테스트는 동부간선지하도로 구간의 락볼트(rock bolt) 모델 검토 및 수정 기능을 확인하기 위해 진행됐다. 이 구간은 GTXA, GTX-C, 성남–강남, 삼성–동탄, 위례–신사 등 여러 도시철도 및 도로 프로젝트가 인접해 있어, 공사 간섭이 빈번하게 발생하는 구간이다. 실제로 락볼트가 인접 공구의 구조물과 충돌하는 사례가 확인되어, 문제 구간을 단면화하고 일부 모델을 직접 수정해야 했다. HP Z2 미니 G1a에서의 테스트는 블렌더(Blender) 환경에서 수행하였다. 레빗과 다이나모(Dynamo)로 생성된 락볼트 모델은 스크립트 기반으로 제작되어, 개별 객체만 직접 수정하면 기존 자동화 코드가 깨질 위험이 있었다. 이 때문에 버텍스(정점) 편집이 자유로운 블렌더를 이용해, 시각적으로 간섭 부위를 잘라내고 재형성하는 방식으로 접근하였다. 테스트 시 약 6만 개의 락볼트 모델을 포함한 전체 파일을 불러오는 데 약 30분이 소요되었다. 로딩 과정은 길었지만, 모델이 완전히 열린 이후에는 뷰 회전·확대·축소가 안정적으로 유지되었으며, 버텍스 단위 편집에서도 시스템이 멈추거나 지연되는 현상은 발생하지 않았다. 단일 객체 수정, 형상 재조정, 도면화를 위한 분할 단면 추출 과정이 모두 정상적으로 수행되었고, GPU 가속을 사용하는 뷰포트에서 화면 품질 저하도 없었다. 레빗·나비스웍스가 구조 중심의 정적 검토 도구라면, 블렌더는 자유도 높은 3D 편집기다. HP Z2 미니 G1a는 이 편집 자유도를 실제 토목 모델링 작업에서도 유지할 만큼의 그래픽·CPU 성능을 보여주었다. 결론적으로 HP Z2 미니 G1a는 대규모 락볼트 모델의 검토·수정 업무에서도 안정적인 작업 환경을 제공하는 수준의 성능을 보였다. 다중 객체를 로딩한 뒤에도 프레임 저하가 크지 않았으며, 블렌더의 버텍스 편집 기능을 활용한 국부 수정 테스트에서 실무 투입이 가능한 반응성과 내구성을 확인할 수 있었다.   테스트 4 - GTX-B 민간투자사업(인프라웍스)   ▲ 인프라웍스 대규모 노선 모델 임포트 및 뷰어 성능 테스트   이번 테스트는 GTX-B 민자사업 구간(총 연장 약 80 km)을 대상으로 진행되었다. 테스트 목적은 대용량 지형 데이터와 위성 사진을 통합한 후, 인프라웍스(InfraWorks)의 모델 임포트 및 뷰어 성능을 검증하는 것이다. 이 프로젝트는 국토지리정보원으로부터 제공받은 현황 도면과 위성사진 데이터의 총 용량이 약 100GB에 달했다. 이전까지 수행한 대부분의 철도·터널 BIM 업무보다 데이터 규모가 훨씬 컸으며, 필자가 처음으로 ‘기존 BIM 워크플로로는 처리 효율이 한계에 달한다’는 사실을 체감한 사례였다. 이후 유사 규모의 프로젝트에서는 SRTM(Shuttle Radar Topography Mission) 지형 데이터를 기반으로 단순화한 방식이 더 효율적이라는 판단을 내리는 계기가 되었다. 테스트는 시빌 3D(Civil 3D)와 래스터 디자인(Raster Design)에서 좌표계 및 기준점을 세팅한 데이터를 인프라웍스에 불러와 확인하는 방식으로 진행되었다. HP Z2 미니 G1a에서 모델 로드를 시작하자, 인프라웍스의 타일 로딩 방식이 구간별로 작동하여 데이터가 점진적으로 표시되었다. 전체 80 km 구간이 완전히 로딩되기까지 약 5분이 소요되었으며, 이후 뷰 이동이나 확대·축소, 태그 생성, 노선 추가 등의 작업은 끊김 없이 매끄럽게 동작했다. 특히 고해상도 위성 사진을 겹쳐 놓은 상태에서도 프레임 저하가 거의 없었고, 장시간 뷰 이동을 반복해도 과열이나 랙 현상이 나타나지 않았다. 이전 세대 노트북에서 동일 데이터를 열 때 수시로 멈춤이 발생했던 점을 고려하면, 소형 데스크톱 장비로 이 정도의 안정성을 확보한 것은 인상적이다. 결론적으로 HP Z2 미니 G1a는 인프라웍스에서의 대규모 노선 모델 임포트 및 뷰어 성능 검증을 충분히 통과했다. 100GB급 지형 데이터를 실시간으로 불러오고 탐색하는 환경에서도 안정적으로 동작했으며, 국토·철도·터널 분야의 대용량 시각화 검토용 장비로 활용하기에 적합한 수준임이 확인되었다.   테스트 5 – 경산지식산업센터(다이나모)   ▲ 다이나모 기반 관로 자동 모델링 스크립트 실행 테스트   이번 테스트는 경산지식산업센터 단지 프로젝트의 관로 자동 모델링 프로세스를 검증하기 위해 수행되었다. 단지형 프로젝트의 경우, 우수·오수·상수 등 각 관로의 담당사가 서로 달라 조율 과정에서 도면 교환만으로 수많은 시간이 소요된다. 이를 3D 모델로 통합하면 공정 간섭 검토와 협의가 신속하게 이루어지며, 전체 공기를 단축할 수 있다. 테스트는 기존에 구축해 둔 다이나모(Dynamo) 스크립트의 실행 성능과 안정성을 확인하는 방식으로 진행되었다. 해당 스크립트는 각 관로별 데이터베이스를 CSV 파일 형태로 불러와, 물량산출 양식에 맞는 형식으로 자동 모델링을 수행하도록 설계되어 있다. 약 600개의 관로 데이터를 처리해야 했으며, 스크립트 실행 후 전체 모델이 완성되는 데 약 2분이 소요되었다. HP Z2 미니 G1a는 스크립트 실행 중에도 메모리 과부하나 뷰 응답 지연이 거의 발생하지 않았다. CSV 로드, 파라미터 매칭, 객체 자동 생성 등 일련의 과정이 매끄럽게 진행되었으며, 모델 생성 중 다른 창으로 전환하거나 병행 작업을 수행해도 시스템 반응이 안정적으로 유지되었다. 이전 노트북 환경에서 동일 스크립트를 실행할 때 20~30분이 걸리던 것을 감안하면, 처리 속도 면에서도 체감 개선이 있었다. 다이나모는 BIM 자동화의 핵심 도구로, CPU·RAM 활용도가 높은 편이다. HP Z2 미니 G1a는 이러한 데이터 기반 자동 모델링 작업에서도 안정성과 연속성을 유지할 수 있는 성능을 보여주었다. 결론적으로, 이 제품은 다이나모를 활용한 중규모 자동화 모델링 업무에서도 실무 투입이 가능한 수준의 연산 성능을 제공했다. 단순한 뷰어 수준을 넘어, 스크립트 실행 및 대량 객체 생성 단계까지 안정적으로 처리할 수 있음을 확인했다.   테스트 6 - 양평–이천 1공구(시빌 3D)    ▲ 시빌 3D 코리더 기반 도로·토공 모델 수정 테스트   이번 테스트는 양평–이천 1공구 교차로 구간의 도로 및 토공 모델 수정 작업을 대상으로 진행되었다. 이 현장은 기존 도로가 운행 중인 상태에서 양측에 신설 교량과 램프가 동시에 시공되는 복합 교차로 구간으로, 작은 설계 변경이 전체 토공·선형·편경사에 즉각적인 영향을 주는 복잡한 구조를 갖는다. 테스트는 시빌 3D의 코리더(Corridor) 모델 수정 기능을 중심으로 진행되었다. 기존에 구축된 도로 모델에서 선형(Alignment)을 일부 이동시켜, 연결된 측점(Point)과 타깃(Target) 요소들이 자동으로 재계산되는 반응을 확인하였다. 이 과정은 실제 설계 변경 상황에서 빈번히 발생하는 업무이며, 연계된 여러 참조 모델들이 동시에 반응해야 정확한 결과를 얻을 수 있다.  HP Z2 미니 G1a에서의 성능은 인상적이었다. 시빌 3D는 평면선형, 종단곡선, 표준횡단면, 편경사까지 모두 반영된 도로 모델링을 처리해야 하므로, 코리더를 크게 구성할수록 연산 부담이 커진다. 필자는 평소 물량산출 단계에서 코리더를 세분화하지 않고 하나의 대형 코리더로 구성하는 방식을 선호하는데, 이번 테스트에서도 동일 조건으로 적용하였다. 결과적으로 약 5분 내에 전체 코리더가 수정 완료되었고, 램프선형 2개와 메인선형 1개가 포함된 복합 모델이 정상적으로 갱신되었다. 로딩 및 재계산 중 팬 소음은 있었지만, 화면 지연이나 모델 깨짐 현상은 나타나지 않았다. 특히 선형 변경 직후 횡단면과 편경사 데이터가 자동으로 반영되는 과정이 부드럽게 이어져, 실시간 설계 검토용으로도 충분히 사용 가능한 안정성을 보였다. 시빌 3D는 고도의 파라메트릭 모델 구조로 인해 변경 연산이 무거운 편이나, HP Z2 미니 G1a는 이러한 연속 연산 작업을 무리 없이 처리했다. 결론적으로, 이 장비는 코리더 기반 도로 모델 수정 및 토공 검토 작업에서 실무 수준의 연산 안정성과 응답 속도를 제공했다. 복잡한 연계 데이터 구조를 가진 프로젝트에서도 모델링 작업이 매끄럽게 이어졌다는 점이 특히 인상적이었다.   테스트 7 - 압해화원 2공구(나비스웍스)   ▲ 나비스웍스 공정 시뮬레이션 뷰어 테스트   이번 테스트는 도로 및 교량 시공 구간의 공정 시뮬레이션 기능을 검증하기 위해 수행되었다. BIM 분야에서 공정(4D) 시뮬레이션은 단순한 모델 시각화를 넘어, 시간 요소를 결합해 시공 순서를 가시적으로 표현하는 기술이다. 설계 중심의 4D는 ‘무엇이 지어지는가’를 보여주고, 시공 중심의 4D는 ‘어떻게 시공되는가’를 보여주며, 감리 관점에서는 ‘어떻게 하면 안전하게 시공할 수 있는가’를 검토하는 도구로 활용된다. 이번 테스트에서는 기존에 구축되어 있던 공정 연동 모델을 나비스웍스 시뮬레이트(Navisworks Simulate) 환경에서 실행시켜, 공정 시뮬레이션의 재생 속도와 뷰 전환 안정성을 확인하였다. 테스트 과정은 단순했지만, 4D 뷰어의 핵심은 시각적 매끄러움과 타임라인 재생의 일관성에 있다. HP Z2 미니 G1a에서의 실행 결과, 공정 애니메이션이 처음부터 끝까지 지연이나 프레임 드롭 없이 부드럽게 재생되었다. 재생 중 모델 회전·확대·축소·시점 이동을 병행해도 화면이 끊기지 않았으며, 공정 단계 전환 시 오브젝트의 색상 변화나 투명도 조절 효과도 자연스럽게 이어졌다. 테스트 동안 CPU 사용률은 일정하게 유지되었고, 팬 소음은 있었지만 발열로 인한 성능 저하는 없었다. 이전 테스트(1~6)가 모델 검토와 수정 중심이었다면, 이번 테스트부터는 시각적 시뮬레이션 성능과 렌더링 안정성에 초점을 맞춘 항목을 다룰 예정이다. 결과적으로 HP Z2 미니 G1a는 공정 시뮬레이션 뷰어로서의 안정성과 시각적 완성도 면에서 충분히 실무 활용이 가능한 수준을 보여주었다.   테스트 8 - 남양주왕숙지구 국도47호선 이설(트윈모션)   ▲ 트윈모션 주행 시뮬레이션 렌더링 성능 테스트   이번 테스트는 남양주 왕숙지구 국도 47호선 이설 구간의 복합 교차로(IC)를 대상으로 진행되었다. 이 구간은 터널, 지하차도, 램프, 분기부가 하나의 구조물 내에 집중되어 있는 복합 노드로, 설계 단계에서부터 구조 간섭이 빈번히 발생했던 구간이다. BIM 모델을 기반으로 한 시각적 검토 과정에서, 실제 차량의 주행 경로와 주행 표면을 3D 환경에서 구현하여 상부 보고 시 설득력을 강화한 사례이기도 하다. 테스트는 트윈모션(Twinmotion) 환경에서 기존에 구축된 주행 시뮬레이션 파일을 불러와 재생하는 방식으로 진행되었다. 주요 검토 항목은 렌더링 과정의 프레임 안정성, 뷰 이동 반응성, 그리고 카메라 전환 시 딜레이 여부였다. HP Z2 미니 G1a에서의 실행 결과, 전체 시뮬레이션이 매끄럽게 재생되었으며, 렌더링 과정에서의 끊김이나 프레임 드랍이 관찰되지 않았다. 특히 차량 궤적을 기존 설계값보다 높여 시뮬레이션 범위를 인위적으로 확장했을 때에도, 예상과 달리 렌더링이 흔들리지 않고 안정적으로 구동되었다. 시점 전환이나 장면 이동 시에도 지연이 거의 없었으며, 복합 IC 구조물의 터널·램프·교차부 간 연결성이 시각적으로 명확히 유지되었다. 이 테스트는 단순한 뷰어 수준을 넘어, 실제 주행 경로를 포함한 3D 시뮬레이션의 실시간 렌더링 처리 능력을 확인하는 것이 목적이었다. 결과적으로 HP Z2 미니 G1a는 트윈모션 기반 주행 시뮬레이션에서도 안정적인 그래픽 처리 성능과 렌더링 지속성을 입증했다. 특히 복잡한 교차로 구간에서 여러 객체가 동시에 움직이는 장면에서도 프레임 유지율이 높았으며, 실무 프레젠테이션용 장비로도 손색이 없는 수준이었다.   테스트 9 - 천안 환경 클러스터(리얼리티스캔)   ▲ 리얼리티스캔 드론 사진 기반 자동 3D 모델링 테스트   이번 테스트는 천안 환경 클러스터 매립지 현장에서 촬영한 드론 사진을 활용하여, 리얼리티스캔(RealityScan)의 사진 기반 자동 3D 모델링 기능을 검증하기 위해 진행되었다. 시공 단계에서는 대부분의 현장이 드론 촬영 허가를 보유하고 있으며, 현장 실측 자료를 국토지리정보원 데이터와 비교·보정하여 다양한 지형 검토를 수행한다. 이번 테스트는 이러한 실무 과정과 동일한 조건으로 진행되었다. 테스트 절차는 단순했다. 현장에서 촬영한 약 300장의 드론 이미지를 리얼리티스캔에 불러와 자동 모델링을 수행하였다. 필자가 소프트웨어적으로 개입할 부분은 거의 없었으며, 프로그램이 사진 정합, 포인트 생성, 메시 재구성, 텍스처 합성을 모두 자동으로 처리했다. HP Z2 미니 G1a에서의 결과는 매우 인상적이었다. 약 1시간 만에 전체 모델링이 완료되었으며, 생성된 모델의 정확도는 도면 및 정사사진 수준에 준했다. 같은 데이터셋을 개인용 고성능 노트북에서 처리했을 때 약 5시간이 소요되었던 것을 감안하면, 처리 속도가 약 5배 가까이 단축된 셈이다. 프로세스 중 중단이나 에러 메시지 없이 안정적으로 작업이 완료되었으며, 모델 텍스처 품질 또한 균일했다. 리얼리티스캔은 드론 이미지 처리 시 GPU 및 CPU 연산이 복합적으로 작동하는 프로그램이다. HP Z2 미니 G1a는 이러한 사진측량(Photogrammetry) 기반의 연속 연산 작업에서도 안정성과 속도를 모두 확보했다. 특히 본체가 작음에도 불구하고 장시간 연산 중 발열 제어가 우수하여, 팬 속도는 상승했지만 스로틀링(성능 저하) 현상은 전혀 없었다. 결론적으로 HP Z2 미니 G1a는 필드에서 촬영한 이미지를 즉시 처리하고 결과를 시각화해야 하는 BIM–현장 융합형 워크플로에 특히 효율적이었다.   테스트 10 - 이라크 Al Faw Grand Port(시빌 3D)   ▲ 시빌 3D 해저 지표면 토공 모델링 및 물량산출 테스트   이번 테스트는 Al Faw Grand Port 프로젝트의 해저 지반 데이터를 활용해, 시빌 3D 기반 토공 모델링 및 물량산출 기능을 검증하기 위해 수행되었다. 항만 공사에서의 토공은 일반적인 육상 토공과 달리, 해저 지반의 형상이 복잡하고 데이터 정밀도가 높기 때문에 연산 부담이 매우 크다. 이번 테스트에서도 라이다(LiDAR) 스캔으로 취득한 등고선 간격 3cm의 초정밀 해저면 데이터를 활용하였다. 테스트 절차는 단순했다. 시빌 3D에서 해당 지표면 데이터를 불러온 뒤, 설계 구간만큼의 절취·성토 영역을 모델링하고, 그 구간의 물량을 자동 산출하도록 설정하였다. 즉, 토공 모델링–수량 산출까지의 전형적인 워크플로우를 실제 데이터로 재현한 테스트였다. HP Z2 미니 G1a에서 토공 모델링 단계는 약 2시간 이내에 완료되었다. 등고선 간격이 매우 촘촘했음에도 불구하고, 삼각망(TIN) 생성과 표고 반영 과정은 정상적으로 진행되었다. 그러나 이후 수행된 물량산출 단계에서는 연산이 종료되지 않았다. 시빌 3D의 특성상 계산을 완전히 마치려면 장시간이 필요하며, 연산이 멈춘 것이 아니라 시간만 충분히 주면 결과가 생성되는 구조다. 그러나 이번 테스트는 실무 환경을 가정한 단기 검증이었기 때문에, 하루가 지나도 결과가 출력되지 않아 실용적 한계로 판단하고 중단하였다. 결론적으로 HP Z2 미니 G1a는 초고밀도 해저 지반 데이터를 활용한 토공 모델링 단계까지는 안정적으로 처리 가능했으며, 물량산출처럼 장시간 연산이 필요한 작업에서는 현실적인 작업 효율을 고려한 분할 처리 전략이 필요한 것으로 판단된다.   테스트 11 - 가덕도신공항(파이썬, 팬더스)   ▲ 대용량 SPT 지반 데이터 전처리 및 분류 테스트   이번 테스트는 가덕도 신공항 건설 예정지의 지반 데이터베이스(SPT 값)를 파이썬(Python) 환경에서 전처리하는 실험으로 진행되었다. 이 프로젝트는 파랑이 강한 연약지반 위에 활주로와 부지를 조성해야 하는 난공사로, 시공 이전 단계에서 방대한 지반 검토가 이루어진다. 특히 00연구실에서 제공받은 DB는 좌표별 SPT(Standard Penetration Test) 값을 포함한 약 1억 개의 데이터 포인트로 구성되어 있었다. 이로 인해 일반적인 엑셀이나 CSV 편집기에서는 불러오기조차 불가능했다. 필자는 이 과정에서 엑셀이 약 108만 줄 이상은 열 수 없다는 한계를 처음 체감하기도 했다. 테스트는 파이썬의 팬더스(Pandas) 라이브러리를 사용해 1억 줄의 데이터를 불러온 후, 지반 평가 기준에 따라 다섯 가지 유형(VL, L, MD, D, VD)으로 자동 분류하는 방식으로 진행되었다. 연산은 HP Z2 미니 G1a의 로컬 환경에서 수행되었으며, 데이터는 외부 SSD에서 직접 불러왔다. 테스트 결과는 매우 안정적이었다. 약 15분 만에 전체 데이터가 다섯 개 그룹으로 분류 완료되었으며, 중간 단계에서 메모리 오류나 지연 현상은 발생하지 않았다. CPU 점유율은 일정하게 유지되었고, 작업 중 다른 프로그램을 병행 실행해도 시스템 응답성 저하가 없었다. 특히 팬더스가 메모리 내에서 직접 배열을 처리함에도 불구하고, HP Z2 미니 G1a는 데이터 로드 – 필터링 – 그룹화 – 저장까지 전체 프로세스를 안정적으로 처리했다. 결론적으로 HP Z2 미니 G1a는 대용량 CSV·DB 전처리 작업에서 실무에 투입 가능한 수준의 연산 성능과 안정성을 확보하고 있었다. 1억 줄 규모의 지반 데이터를 단시간에 분류할 수 있었던 점은, 토목·지반·측량 등 데이터 중심 엔지니어링 업무에서 파이썬 기반 자동화 환경에도 충분히 대응 가능한 워크스테이션임을 입증한 결과였다.   테스트 12 - 평택오송 1공구(클라우드컴페어)   ▲ 클라우드컴페어 포인트클라우드(LAS) 분할(Clipping) 테스트   이번 테스트는 평택–오송 고속철도 1공구 구간의 라이다(LiDAR) 드론 스캔 데이터를 활용해, 클라우드컴페어(CloudCompare)의 포인트클라우드 분할(Clipping) 기능을 검증하기 위해 진행되었다. 이 프로젝트는 기존 고속철도가 운행 중인 상태에서 양측에 새로운 철도를 신설하는 사업으로, 모든 시공 작업이 기존 선로의 안정성을 저해하지 않도록 수행되어야 한다. 이를 위해 전 구간(약 10km)에 대한 고정밀 드론 스캔이 이루어졌으며, 취득된 LAS 데이터의 용량은 약 40GB에 달했다. 테스트는 클라우드컴페어 환경에서 해당 LAS 데이터를 불러와, 시뮬레이션 현황에 필요한 구간만 선택하여 잘라내고, 분할된 데이터를 별도 파일로 추출하는 시나리오로 진행되었다. HP Z2 미니 G1a에서의 테스트 결과, 데이터 로딩에 약 30분이 소요되었다. 전체 포인트 수가 매우 많아 초기 로딩 단계에서는 일시적인 프리징(멈춤) 현상이 있었으나, 로드가 완료된 이후에는 시점 이동 및 확대·축소가 안정적으로 가능했다. 이후 약 400m×400m 구간을 불린(Boolean) 연산으로 분할·추출하는 데 10분 내외가 소요되었으며, 연산 도중 프로그램이 중단되거나 강제 종료되는 일은 없었다. 포인트클라우드 데이터의 밀도가 매우 높아 화면 전환 시 프레임 드랍이 있었으나, 작업 안정성 자체는 유지되었다.  결론적으로 HP Z2 미니 G1a는 40GB 규모의 라이다 LAS 데이터를 활용한 포인트클라우드 분할·추출 작업을 실무 수준에서 수행할 수 있는 안정성을 보여주었다. 초기 로딩 시간이 다소 길긴 했으나, 작업 중 중단 없이 끝까지 클리핑을 완료한 점에서 대용량 3D 스캔 데이터 처리용 소형 워크스테이션으로 충분히 실용적임이 확인되었다.   테스트 13 - 사우디아라비아 NEOM Spine Concrete Corridor(세슘, 시빌 3D, 언리얼 엔진)   ▲ 세슘 – 시빌 3D – 언리얼 연계 기반 초장거리 토공 뷰어 테스트   이번 테스트는 사우디아라비아 NEOM 프로젝트의 Spine Concrete Corridor 구간(총 연장 약 108km)을 대상으로 진행되었다. 해당 프로젝트는 전 세계적으로 주목받은 초대형 도시개발 계획의 일부로, 초장거리 선형 구조를 가지고 있어서 광범위한 지형 데이터를 안정적으로 처리할 수 있는 워크플로 검증이 필요했다. 이에 세슘(Cesium) 지형 데이터를 시빌 3D에서 토공 모델로 가공하고, 이를 언리얼 엔진(Unreal Engine)으로 이관하여 시각적 뷰어를 구성하는 전체 절차를 테스트하였다. HP Z2 미니 G1a에서의 테스트는 제한된 시간 내에 일부 구간만을 대상으로 수행되었다. 전 구간(108km)을 처리하지는 않았지만, 세슘에서 시빌 3D로의 데이터 임포트, 토공 모델 생성, 언리얼 엔진으로의 시각화 이관이 모두 정상적으로 진행되었다. 좌표 변환, 메시 생성, 텍스처 반영 등 각 단계에서 프로그램 오류나 멈춤 현상은 발생하지 않았다 언리얼 엔진으로의 모델 이관 후에도 기본적인 뷰어 작동은 안정적이었다. 단순화된 토공면 상태에서도 카메라 이동, 회전, 조명 변경이 자연스럽게 수행되었고, 시각적 품질도 유지되었다. 결론적으로 HP Z2 미니 G1a는 초장거리 지형 데이터를 활용한 세슘 – 시빌 3D – 언리얼 통합 워크플로를 실무 수준에서 안정적으로 수행할 수 있는 성능을 보였다. 대규모 토공 뷰어 구축이나 초장거리 인프라 프로젝트의 시각화 단계에서도 충분히 활용 가능한 장비임이 확인되었다.   ■ 이민철 대우건설 토목사업본부 토목국내기술팀의 선임이다. BIM 기반 토목 설계 및 시공 데이터 검증, 시뮬레이션 자동화, 디지털 트윈 구축 업무를 담당하고 있으며, 다수의 대형 인프라 프로젝트에서 실무 중심의 BIM 엔지니어링 프로세스를 연구·적용하고 있다.     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.
작성일 : 2025-11-04
[케이스 스터디] 핵융합 실험을 위한 3D 시뮬레이션 플랫폼 개발
유니티로 구현한 핵융합 디지털 트윈, V-KSTAR   핵융합 기술은 미래를 열어갈 수 있는 태양과 같은 에너지이지만 복잡한, 실험 데이터를 분석하고 이해하는 데 많은 시간이 소요된다. 트라이텍과 UNIST는 이러한 문제를 해결하기 위해 V-KSTAR 프로젝트를 추진했다. 이 프로젝트에서는 유니티의 디지털 트윈 기술을 활용해 직관적이고 효율적인 가상 핵융합 실험 플랫폼을 구현할 수 있었다. ■ 자료 제공 : 유니티 코리아   가상 핵융합 디지털 트윈 플랫폼 : V-KSTAR 프로젝트 V-KSTAR는 한국핵융합에너지연구원(KFE)의 공동 과제인 핵융합 R&D의 일환으로, 가상 핵융합 기술 개발을 위한 디지털 트윈 플랫폼 개발 프로젝트이다. 이 프로젝트는 3차원 CAD 모델 기반의 가상 핵융합 시뮬레이션을 연산하는 슈퍼컴퓨팅 기술을 활용하여 최적화된 가상 핵융합 모델 및 시뮬레이션 기술을 개발하고, 최적의 실험 결과를 도출하기 위한 가상 핵융합 시뮬레이션 통합 플랫폼 기술 개발을 목표로 한다. 핵융합 실험의 핵융합로인 토카막(Tokamak) 장치 내부에서 실시간으로 측정된 데이터의 가시화 모니터링, 시뮬레이션 데이터 분석 및 시각화, 데이터 추적 및 데이터 형상 관리 기능 등을 통해서 종합적인 파이프라인 관리 시스템을 구현하기 위한 가상 핵융합 기술 통합 플랫폼 개발 프로젝트이다. 핵융합 실험 과정에서 만들어지는 고온의 플라스마가 안정성을 가지고, 오래 유지되기 위해서는 자기력을 통해 플라스마의 모양과 위치를 고정시키는 것이 필요하다. V-KSTAR는 3차원 가상 핵융합 시뮬레이션의 반복 트레이닝을 통해 최적의 플라스마 형성 조건과 자기력 제어 기술을 확보하고, 실험을 통해서 플라스마 형상 및 장치 상태를 모니터링할 수 있는 통합 시스템 개발에 목적이 있다.   유니티의 시각화를 통한 핵융합 실험 장치의 개선 핵융합 실험 장치에서 실험 시 플라스마가 접촉하는 토카막 내부 타일은 플라스마로부터 열을 받아 온도가 상승하게 된다. 토카막 설비가 손상되는 것을 감지하고 정비해야 하는 문제에 대응하기 위해 각 타일의 온도를 색상과 수치로 표시하고 높은 수준으로 온도가 상승했을 경우에 경고 표시와 로그 기록을 남겨야 하는 필요성이 있었다.   그림 1. 토카막 내부 타일을 디지털 트윈으로 구현해낸 모습. 내부 타일의 온도를 실시간으로 색과 숫자로 확인할 수 있다.   핵융합 실험 장치에서 플라스마는 수억 도(℃)에 이르는 고온을 유지해야 하며, 이를 위해 고속 중성입자 빔을 플라스마에 조사하는 방법이 대표적으로 사용된다. 조사된 중성입자는 뜨거운 플라스마 내부에서 이온화되고, 플라스마와 충돌하며 에너지를 전달하고 전체 온도를 상승시킨다. 그러나 이온화된 후 충분한 에너지 전달을 하지 못한 일부 고속 이온은 플라스마 영역을 빠져나와 토카막 내벽에 충돌하게 되며, 이는 벽면 타일의 급격한 온도 상승과 손상으로 이어질 수 있다. 실제 실험에서는 이러한 손상을 막기 위해 장치 운전을 중단해야 하는 경우도 발생한다. 따라서 토카막 내부 타일의 온도를 실시간으로 색과 숫자로 표시하고, 온도가 일정 수준 이상 상승할 경우 경고를 발생시키며 로그를 기록하는 모니터링 체계가 필요하다. 나아가, 개발 팀은 물리적 트윈(physical twin)인 K-STAR 장치에서 고속 이온의 손실이 발생하는 위치를 실험 전 또는 실험 사이에 미리 파악하고, 내벽 손상을 최소화하기 위해 유니티 기반의 3차원 디지털 트윈인 ‘V-KSTAR’를 구축하였다. 이를 통해 입자 궤적을 추적하고 벽면과 고속 이온의 충돌을 시각화함으로써, 고속 입자 손실 메커니즘을 정밀하게 분석하고 장치 보호 및 실험의 안정성을 강화할 수 있게 되었다.   플라스마 발생 영역을 분석하기 위한 3차원 셰이더 구현 개발 팀은 유니티가 VR(가상현실), XR(확장현실)과 같은 여러 플랫폼과 호환성이 높고, 확장할 수 있는 통합 도구 제공이 잘 되어 있다는 점에 주목했다. 또한, C# 기반에서 프로젝트를 구성하기 때문에 개발 진입 장벽이 낮고 사례가 많아 개발에서 오는 리스크를 최소화할 수 있는 가능성이 많다는 점도 개발 프로젝트에 유니티를 선택하게 된 요인이 됐다. 유니티에서 플라스마는 흔히 도넛으로 알고 있는 토러스(torus, 원환면) 형태로 생성된다. 토러스를 수직으로 자른 단면의 경계를 기저로 하여 360도 회전을 통해 전체 플라스마 형상이 만들어진다. 토러스 내부는 구멍이 있고, 이 공간에 토카막 내벽이 위치하기 때문에 토러스가 내벽을 가리는 구조이다. 개발 팀은 투시가 가능하면서도 그 경계가 명확하게 시각화될 수 있도록 플라스마 셰이더를 구현했다. 또한 이중 노멀을 구현하여 카메라가 플라스마에 포함되어도 플라스마의 형상을 관찰할 수 있도록 하였다.   그림 2. 토러스 형태의 플라스마   핵융합 장치 시각화를 위해 선택한 유니티 플랫폼과 툴 개발 팀은 다양한 유니티 플러그인을 분석적 가시화에 활용했다. 예를 들어, CrossSection 플러그인을 활용하여 모델 내부 단면을 관찰할 수 있도록 하였으며, 토카막 장치를 360도로 회전시키며 원하는 각도에서 내벽과 외벽이 전체 장비와 어떻게 모양을 이루고 있는지를 한눈에 파악할 수 있는 기능을 구현했다.또한, 시간에 따른 부품별 온도 상태를 한 눈에 파악하기 위한 그래프를 그리는 데에도 Vectrosity와 같은 플러그인으로 원하는 기능을 쉽게 구현했다. 코드의 부분적인 교체와 유지 보수를 효율적으로 진행할 수 있도록 프로그램 모듈화를 진행할 때에도 유니티가 제공하는 Assembly Definition 기능을 활용해 손쉽게 프로그램을 체계적으로 모듈 단위로 분리할 수 있었다.   디지털 트윈 도입을 통한 핵융합 실험의 변화 V-KSTAR의 또 다른 기능은 실시간 데이터를 대용량으로 파일 포맷으로 기록하고 실제 실험이 끝나고 난 뒤 스트리밍 방식으로 실험 결과를 재현하는 것이다. 약 2~3분 단위의 실험은 샷넘버라는 고유 번호로 구분이 되고, 그 번호에 해당하는 플라스마 형상이 어떤 모양인지 확인하여 실험 설정의 최적값을 재사용할 수 있도록 돕는다. 설정 값과 그에 따른 실험 결과가 수많은 문서에 표와 숫자로 기록된 것을 연구자들이 읽고 이해해야 하는 일을 디지털 트윈이 빠르고 직관적인 방식으로 만들어 시간을 절약하는 효과가 있다. 실제 캠페인 현장에 가면 플라스마를 관찰할 수 있는 특수 카메라 영상이 흑백 모니터로 표시되고, 그 주변으로 수많은 센서 값에 대한 계기판이 벽면을 가득 채우고 있다. V-KSTAR는 한 눈에 파악하기 어려운 복잡한 수치 데이터를 가상 공간의 3D 모델에 다양한 색상으로 시각화하여, 마치 실제로 가까이서 관찰하는 것과 같은 직관적인 환경을 제공한다. 또한 플라스마 형상을 감지하는 센서 정보를 바탕으로 플라스마를 재구성하여, 특수 카메라의 제한된 시야에서는 관찰하기 어려웠던 전체적이고 동적인 모습을 제공하기 때문에 실험 결과에 대한 이해가 더욱 효율적이다. 따라서, V-KSTAR 프로젝트 도입을 통해 시뮬레이션 결과를 보다 빠른 시간에 분석하고, 연구자 간 시뮬레이션 결과를 공유하고 토론할 수 있는 가상 공간을 통해 연구의 진척도를 높일 수 있는 효과가 있다.   V-KSTAR 시각화 과정에서 유니티 활용의 효과 핵융합 실험의 특성 상 대규모의 그래픽 요소를 고성능을 유지하며 가시화하는 데는 일정한 한계가 있었다. 이로 인해 복잡한 데이터 시각화를 위해 일부 요소를 단순화해야 하는 경우가 발생했다. 하지만 유니티를 사용한 개발은 확실히 쉽고, 가볍고, 직관적인 면이 있다. 그래서 프로젝트 초기에 간단한 사용자 요구가 많을 때는 즉시 반영하여 해결하기에 적합했다. 개발 팀은 “핵융합 연구와 같은 전문 분야를 위한 유니티의 고성능 그래픽 설루션에 대한 자료와 사례가 더 풍부해지기를 기대한다”고 전했다.   V-KSTAR의 향후 기술 발전 방향 향후 프로젝트의 핵심 과제는 폭발적으로 증가하는 방대한 데이터를 기존의 렌더링 성능 수준에서 효과적으로 가시화하는 기술 개발이다. 이를 위해 컴퓨터의 그래픽 성능을 무제한에 가깝게 확장할 수 있는 하드웨어 또는 소프트웨어 측면의 방법을 발굴하여 프로젝트에 접목해야 할 것으로 보인다. 또한 개발 팀은 핵융합 실험을 위한 최적의 CAD 환경을 구현하기 위해, 설계–변환–시뮬레이션–피드백의 자동화된 워크플로를 실현할 수 있도록 V-KSTAR에 모델과 데이터의 자동 관리 시스템을 갖출 수 있도록 노력하고 있다. 개발 팀은 “향후에 진행되는 새로운 핵융합 실험 장치와 ITER 및 DEMO 장치에도 현재 개발되고 있는 플랫폼이 확장 적용될 것이며, AI를 접목하여 학습한 결과를 가시화하고 분석하는 연구가 장기적으로 진행될 것으로 예상된다”고 전했다. 또한, “AI를 도입한 V-KSTAR를 통해 핵융합 실험을 일부 대체할 수 있다면 실험 시간과 운영 비용을 절감하는데 보다 크게 기여할 것으로 기대된다. 유니티를 활용해 V-KSTAR를 원활하게 구현해냈기 때문에, 이 경험을 바탕으로 향후에도 유니티를 지속적으로 활용할 계획”이라고 덧붙였다.     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.
작성일 : 2025-11-04
[핫윈도] 리얼타임을 통한 디지털 트랜스포메이션의 진화
지난 9월 11~12일 진행된 ‘코리아 그래픽스 2025’에서 에픽게임즈는 산업 전반에서 리얼타임 시각화가 어떻게 활용되고 있는지를 보여주는 사례를 소개했다. 또한, 이러한 변화 속에서 에픽게임즈가 제시하는 비전과 디지털 트윈에 활용되는 에픽게임즈의 기술을 선보였다.   디지털 트윈과 디지털 트랜스포메이션의 정의 디지털 트윈(digital twin)은 현실의 사물이나 시스템을 외형뿐만 아니라 물리적 특성까지 그대로 디지털로 재현하여, 가상 공간에서 성능을 분석하고 잠재적인 문제를 사전에 확인할 수 있는 기술이다. 디지털 트랜스포메이션(digital transformation) 또는 디지털 전환은 이러한 디지털 기술을 활용해 조직과 기업의 의사결정 방식을 혁신하고, 이를 통해 새로운 가치를 창출하는 과정을 의미한다. 이 글에서는 새로운 가치를 최종 소비자나 시장의 관점에 국한하지 않고, 기업이나 조직 내부에서 디지털 트윈을 활용해 생산 공정을 보다 효율적이고 간소화된 방식으로 개선하고, 이를 기반으로 최적의 결정을 내릴 수 있다면 그것 또한 디지털 트랜스포메이션의 범주에 포함된다고 본다.   리얼타임을 통한 디지털 트랜스포메이션 사례 건축 산업 : 단순 렌더링에서 스마트 시티까지 건축 산업에서는 설계 데이터를 3D 데이터로 변환하고 이를 리얼타임으로 시각화하는 방식을 통해 리얼타임 기반 디지털 트윈이 시작됐다. 기존에는 3D 데이터를 활용해 미리 렌더링된 정적인 영상이나 순차적으로 보여주는 영상만 제작했지만, 언리얼 엔진과 같은 리얼타임 기술이 도입되면서 단순히 정보 전달을 넘어 이해관계자들이 더 명확하고 효과적인 커뮤니케이션을 할 수 있게 된 것은 물론 나아가 최종 고객들에게도 새로운 사용자 경험을 전달할 수 있게 되었다. 이러한 발전은 더욱 가속화되어 현재는 커뮤니케이션 수단을 넘어 실제로 현실의 다양한 정보를 실시간으로 가상 3D 공간으로 가져와서 통합하고, 이를 이용하여 다시 현실의 건물과 공장, 도시를 관제하는 단계에 이르렀다. 예를 들어, 비전스페이스(Vision Space)의 스마트 공장 설루션은 공장의 3D 환경을 구축하고, 자동화 설비를 배치해 현실과 동일한 조건으로 가상 검증을 수행한다. 여기에 인공지능 시뮬레이터를 통합하면 물류 흐름과 생산 효율을 사전에 예측할 수 있다. 이처럼 ‘디지털 트윈 + AI’ 조합은 단순한 시각화 단계를 넘어 기업 경영의 근본을 바꾸는 디지털 트랜스포메이션으로 발전하고 있다.   그림 1. 비전스페이스   도시 개발 영역에서도 이러한 흐름은 더욱 두드러진다. 두바이나 아부다비 같은 중동의 주요 도시의 시각화에 사용된 프롭VR(Prop VR)의 사례를 보면, 단순 도시 계획이나 인프라 설립, 관광과 같은 도시 관리 측면에서의 효과를 넘어서 임대나 거주 여부를 결정하는 데 필요한 몰입형 정보를 제공함으로써 사용자 만족도와 경제적 가치를 동시에 높이고 있다. 실제로 중동의 고급 부동산 개발사인 DAMAC 프로퍼티같은 경우는 프롭VR과 협업 전 2400만 달러 규모였던 매출이 협업 후 4억 달러까지 10배 이상 확대되는 성과를 기록하기도 했다.   그림 2. 프롭VR   결국 단순히 정보 전달의 디지털 트윈을 넘어서 도시 구성원에게 좀 더 몰입감 있는 경험을 제공하고, 이를 통해 그들의 의사 결정을 좀 더 가치 있게 만든 디지털 트랜스포메이션의 사례라고 할 수 있다.   훈련 시뮬레이션 : 안전과 비용 혁신 디지털 트윈을 활용한 디지털 트랜스포메이션은 특히 훈련 및 시뮬레이션 분야에 가장 큰 영향을 미치고 있다. 보잉(Boeing)은 항공기 정비 훈련 과정에 VR 시뮬레이션을 도입해 정비사가 실제 기체를 만지기 전에 가상 환경에서 반복 학습할 수 있도록 했다. 이는 안전성을 크게 높이는 동시에 비용도 절감하는 효과를 가져왔다.   그림 3. 보잉의 훈련 시스템   또한, 화재, 지진, 대규모 재해 대응 훈련에서도 XR(확장현실) 기술을 활용한 몰입형 시뮬레이션이 확산되고 있는데, 기존의 이론 중심 교육보다 훨씬 효과적인 학습 결과를 만들어내기 때문이다. 실제로 삼성 엔지니어링이나 대우조선 해양, 삼성전자 반도체 팹, 남동 화력 발전소를 포함하여 여러 산업 현장과 의료기관에서 이미 언리얼 엔진을 이용한 XR 훈련을 시행하고 있으며 높은 효과를 내고 있다.   그림 4. XR 직무 교육   시뮬레이션에서도 리얼타임의 도입은 큰 효과를 내고 있는데, 대표적인 사례로 한국항공우주산업(KAI)에서 구축한 디지털 트랜스포메이션이 있다. KAI는 수리온 헬기나 KF-21 전투기와 같이 직접 설계 및 제작한 여러 항공기의 훈련용 VR 시뮬레이터를 개발하여, 파일럿이 본격적인 훈련 이전에 실제 훈련 절차와 비행 조작 감각을 사전에 익힐 수 있도록 도와주고 이를 통해 훈련의 전반적인 효과를 극대화했다. 또한 언리얼 엔진의 개방성을 통해 대규모 전술 훈련을 위한 강화 학습 기반의 AI 에이전트를 현재 훈련 시나리오에 통합하기도 했다.   그림 5. KAI의 VR 비행 시뮬레이터   뿐만 아니라 GIS 기반 지형 정보와 AI 시나리오를 접목해 실제 작전 환경에 가까운 훈련을 가능하게 했고, 더 나아가 정비 인력 교육에도 이를 적용하고 있다. 이는 디지털 트윈을 기반으로 GIS 지형 정보 처리부터 XR 기반 훈련 시뮬레이터는 물론 에이전트 AI까지 통합된 디지털 트랜스포메이션의 대표 사례라고 할 수 있다.   자동차 산업 : 전 공정을 아우르는 리얼타임 혁신 자동차 산업은 리얼타임을 통해 완전히 새로운 가치를 찾아가고 있는 핵심 산업이다. 대표적으로 로터스(Lotus)는 언리얼 엔진과 리얼타임을 디자인부터 엔지니어링, 마케팅, 그리고 HMI(휴먼–머신 인터페이스)를 통한 소비자 경험까지 전체 공정에 통합하여 디지털 트랜스포메이션을 이뤄낸 선도적인 기업 중 하나다. 로터스는 디자인 초기 단계부터 리얼타임 기술을 도입해 기존의 오프라인 중심 디자인 과정을 디지털 트윈 기반의 가상 환경으로 전환하면서, 언리얼 엔진의 사실적인 비주얼 퀄리티를 통해 VR 상에서 실사와 동일한 수준의 3D 데이터를 검증할 수 있게 되었고, 이를 통해 디자인 반복 작업이 가속화되었다. 이러한 리얼타임을 통한 디지털 트윈은 나아가 제조, 엔지니어링, 마케팅, HMI까지도 확장되었다. 특히 로터스는 전사적으로 단일 3D 데이터 세트를 공유하는 통합 파이프라인을 구축하고, 퍼포스 기반의 데이터 관리 체계를 도입했다. 이를 통해 불필요한 파일 생성과 관리 비용을 줄였고 그 결과 디자인과 엔지니어링 데이터가 완벽히 통합되어, 차량 개발 전 과정에서 훨씬 효과적으로 데이터를 공유할 수 있게 되었다. 또한 이는 고품질 마케팅 콘텐츠 제작에도 그대로 활용되었다.   그림 6. 로터스   로터스뿐만 아니라 GMC와 볼보(Volvo), 리비안(Rivian), 페라리(Ferrari), 포드(Ford), 소니(Sony)–혼다(Honda) 합작의 아필라(Afeela) 등 글로벌 주요 자동차 브랜드도 이미 HMI에 언리얼 엔진을 도입하고 있다. 이는 자동차가 더 이상 단순한 이동 수단이 아니라, 엔터테인먼트와 커넥티비티를 제공하는 콘텐츠 플랫폼으로 진화하고 있음을 보여준다.   그림 7. 아필라 내부   그림 8. 언리얼 엔진 HMI 탑재 차량   한편, 디지털 트윈을 활용한 디지털 트랜스포메이션은 단순한 3D 시각화를 넘어, 산업의 제품과 서비스를 사용자에게 새로운 경험을 제공하는 콘텐츠로 발전시키고 있다. 이를 통해 현실의 제품과 서비스가 가상공간에서도 새로운 가치를 창출해 나가고 있다. 흥미로운 사례로 페라리는 신형 하이브리드 296 GTB를 ‘포트나이트’ 게임 내에서 공개했다. 페라리는 단순한 차량 공개를 넘어 게임이라는 새로운 콘텐츠 환경에서 플레이어들이 실제로 운전하는 경험을 제공하여, 브랜드 가치를 확장하고 미래 세대 고객과의 접점을 마련하였다.   그림 9. 포트나이트에서 공개된 페라리 신형 하이브리드 296 GTB   에픽게임즈의 기술과 비전 디지털 트랜스포메이션이 성공적으로 정착되기 위해서는 보다 다양하고 매력적이며 풍부한 3D 콘텐츠의 공급이 필수이며, 그러기 위해서는 일반 산업 디자이너를 포함해 누구나 원하는 콘텐츠를 제작할 수 있는 환경이 제공되어야 한다. 이를 실현하기 위해 에픽게임즈는 압도적인 리얼타임 렌더링 기술과 콘텐츠 제작 효율성 향상이라는 두 가지 측면에서 지속적으로 노력을 기울이고 있다.   나나이트 나나이트(Nanite)는 기존의 렌더링에서 상상하기 어려운 수준의 폴리곤을 추가적인 최적화나 작업 공정 없이 처리할 수 있는 기술이다. 일반적인 리얼타임 렌더러에서는 구동조차 불가능한 수조 개의 폴리곤으로 구성된 가상 공간을 게임기 플레이스테이션 5에서 60프레임으로 구동할 수 있게 되었다.   그림 10. 나나이트   루멘 트윈모션과 언리얼 엔진의 새로운 라이팅 시스템인 루멘(Lumen)은 별도의 라이트맵 빌드 없이도 고퀄리티 글로벌 일루미네이션 효과를 실시간으로 처리한다. 덕분에 라이팅에 대한 반복 작업에 소요되는 시간을 대폭 줄일 수 있으며, 절약된 시간은 콘텐츠의 품질 향상에 집중할 수 있어 전반적인 퀄리티를 높일 수 있다.   그림 11. 루멘   월드 파티션 디지털 트윈에서 가장 중요한 요소 중 하나가 바로 광활한 가상 공간 제작인데, 언리얼 엔진 5에서는 LWC(Large World Coordinates : 대규모 월드 좌표)를 통해 사실상 무한에 가까운 공간을 별도의 추가 작업 없이 충분한 정밀도로 엔진 상에서 구축할 수 있다. 게다가 다양한 GIS 데이터 프로토콜을 통합 지원하고, 특히 항공 시뮬레이션에서 필수적인 구형 좌표계도 기본 제공하기 때문에 어떤 목적의 가상 공간이라도 바로 만들 수 있다.   그림 12. 월드 파티션   프로시저럴 콘텐츠 생성 넓은 공간을 만들더라도 사람이 직접 디테일을 추가하고 애셋을 배치해야 한다면, 제작 비용이나 시간 때문에 사실상 광활한 가상 공간의 의미가 없어질 수 있다. 이러한 부분을 지원하기 위해 언리얼 엔진 5에서는 프로시저럴 콘텐츠 생성(Procedural Content Generation : PCG)이라는 절차적 콘텐츠 생성 툴도 제공하고 있다. PCG 비주얼 스크립트를 이용하면 광활한 공간에 수백만 그루의 나무 식생, 바위, 지형 애셋, 절벽 등을 1~2초 만에 절차적으로 배치할 수 있다.   그림 13. PCG   FAB 무엇보다도 디지털 트윈에서 핵심은 바로 애셋 스토어이다. 디지털 트윈에서 필요한 애셋을 모두 직접 만드는 것은 사실상 불가능에 가깝기 때문이다. 에픽게임즈의 통합 애셋 스토어 FAB은 다른 어떤 애셋 스토어 보다도 높은 수준의 퀄리티를 가진 애셋을 제공하고 있으며, 고퀄리티의 애셋을 여러 방식으로 무료로 제공하기 때문에 디지털 트랜스포메이션 프로젝트에 큰 도움을 받을 수 있다.   그림 14. FAB   이외에도, 에픽게임즈는 역동적인 가상 공간 구축에서 핵심인 요소인 캐릭터 생성을 위해 메타휴먼을 제공하여 헐리우드 영화 수준의 포토리얼한 캐릭터를 디지털 트랜스포메이션 프로젝트에 바로 활용할 수 있다. 또한, 자신만의 랜드마크 데이터가 필요할 때는 직접 모델링하지 않고도 휴대폰이나 카메라를 통해 촬영한 데이터를 3D로 변환할 수 있는 리얼리티 스캔도 지원한다.   그림 15. 메타휴먼(왼쪽) 및 리얼리티스캔(오른쪽)   맺음말 지금까지 디지털 트윈과 리얼타임 기술이 디지털 트랜스포메이션을 어떻게 이끌고 있는지 그리고 에픽게임즈가 이를 지원하는 기술과 비전을 살펴보았다. 디지털 트윈과 디지털 트랜스포메이션은 이제 초기 개념 단계를 넘어 산업과 사회 전반에 깊숙이 자리 잡고 있다. 리얼타임 기술은 단순히 ‘보여주는 도구’가 아니라, 기업의 의사결정, 사용자 경험, 나아가 사회적 가치 창출까지 연결되는 인프라로 진화하고 있다. 에픽게임즈와 언리얼 엔진은 이러한 변화의 든든한 파트너로서, 더 많은 산업 분야에서 디지털 트랜스포메이션을 통해 미래를 설계할 수 있도록 기술적 토대를 제공할 것이다.   ■ 권오찬 에픽게임즈 코리아의 부장으로 시니어 에반젤리스트이다. 20여 년간 게임 개발에 몸담았으며, 최근에는 비게임 콘텐츠 산업을 비롯해 건축, 자동차, 제조, 시뮬레이션 등 다양한 일반 산업 분야에서 폭넓은 경험을 쌓고 있다. (홈페이지)     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.
작성일 : 2025-11-04