엔비디아가 자동차 제조산업의 워크플로를 혁신하는 옴니버스(Omniverse) 플랫폼과 AI의 활용 사례를 소개했다. 옴니버스는 USD(Universal Scene Description) 프레임워크를 기반으로 복잡한 3D 워크플로를 혁신하며, 팀이 3D 파이프라인을 연결하고 커스터마이징해 물리적으로 정확한 대규모의 가상 세계를 시뮬레이션할 수 있도록 지원한다. 자동차 제조업체가 자동차 제품 워크플로를 가상 세계에서 실현하면 기존의 병목 현상을 우회해 시간과 비용을 절감할 수 있다. 자동차 제조업체들은 엔비디아 옴니버스 플랫폼과 AI를 사용해 콘셉트 및 스타일링, 디자인 및 엔지니어링, 소프트웨어 및 전자제품, 스마트 공장, 자율 주행, 리테일 등 제품 라이프사이클의 모든 단계를 디지털화하고 있다. 차량 설계부터 검증, 테스트까지 자동차 제조의 전 과정을 디지털화함으로써 효율성은 물론 안정성과 고객 만족도까지 높인다는 것이 엔비디아의 설명이다.     옴니버스를 사용하면 자동차 설계 시에 콘셉트를 구체화해 자동차 내·외부의 모든 측면을 전체 차량의 맥락에서 시각화할 수 있다. 또한 글로벌 협업 과정에서 물리학에 기반을 둔 사실적 렌더링을 실시간으로 빠르게 반복 작업을 수행할 수 있다. 예를 들어 디지털 계기판이나 인포테인먼트 시스템과 같은 콕핏의 핵심 구성요소를 설계하기 위해 협업할 수 있으며, 이 때 정보를 전달하는 동시에 방해 요소를 최소화해야 한다. 옴니버스는 설계자들이 차량의 실제 인테리어와 함께 화면상의 캐빈 및 콕핏 사용자 경험을 유연하게 배치함으로써 조화로운 룩앤필(look and feel)을 보장할 수 있도록 지원한다. 이와 같은 차세대 설계 프로세스를 통해 자동차 제조업체들은 조기에 결함을 발견하고 실시간으로 개선함으로써 테스트 및 검증해야 할 실제 프로토타입의 수를 줄일 수 있다. 설계가 완성되면 개발자는 옴니버스를 사용해 새로운 콘셉트를 시험해 볼 수 있다. 가상 세계에서 실내 디자인을 시험해 볼 수 있으며, 설계를 협업하고 공유함으로써 효율적으로 개선하고 검증할 수 있다. 가상 환경에서 다양한 재료와 부품을 테스트함으로써 실제 프로토타입 제작을 줄일 수 있는 것도 이점이다. 예를 들어, 엔지니어는 전산 유체 역학(CFD)을 사용해 공기 역학을 개선하고, 가상 충돌 시뮬레이션을 통해 보다 안전한 차량 설계를 구현할 수 있다. 일반적으로, 자동차의 기능은 차량 전체에 분산된 수십 개의 전자 제어 장치에 의해 제어된다. 자동차 제조업체들은 컴퓨팅을 핵심 도메인으로 중앙 집중화함으로써 매우 복잡한 공급망을 단순화하고 많은 부품들을 대체할 수 있다. 자동차 제조업체는 전체 아키텍처의 디지털 표현을 통해 차량 소프트웨어를 시뮬레이션하고 테스트할 수 있다. 여기에 원격 진단과 자율 주행 기능, 엔터테인먼트 및 기타 서비스 구독 등 차량의 수명 주기 전반에 걸쳐 지속적인 개선을 위한 무선(OTA, Over-The-Air) 업데이트를 제공할 수 있다. 자동차 제조업체는 옴니버스를 통해 공장 및 물류창고 설계를 위한 복잡한 AI 지원 가상 환경을 개발하고 운영할 수 있다. 물리학에 기반을 둔 정밀 타이밍 디지털 트윈은 예측 분석 및 프로세스 자동화를 통해 운영 효율성을 향상시키는 데 핵심 역할을 한다. 한편 공장 계획자는 공장의 디지털 트윈에 액세스하여 필요에 따라 공장을 검토하고 개선할 수 있다. 모든 변경 사항을 가상 세계에서 신속하게 평가하고 검증한 다음 현실 세계에 구현함으로써 공장 근로자에게 최대의 효율성은 물론 최적의 인체공학적 환경을 보장할 수 있다. 또한 자동차 제조업체는 전 세계 어디에서나 공장 위치를 동기화하여 확장 가능한 설계 및 반복 작업을 수행할 수 있다. 옴니버스는 기존 제품의 개발과 제조를 개선할 뿐만 아니라, 자동화 및 자율 주행 시스템의 개발 및 검증을 위한 툴체인 또한 제공한다. 엔비디아 드라이브 심(DRIVE Sim)은 엔비디아 옴니버스 기반의 물리학 기반 시뮬레이션 플랫폼으로, 대규모의 자율주행 차량 테스트 및 검증을 빠르고 효율적으로 수행할 수 있다. 시간 정확도 또한 갖췄다. 여기에 전체 개발 툴체인도 지원하기에 개발자는 구성 요소 수준 내지 전체 시스템에서 시뮬레이션을 실행할 수 있다. 개발자는 드라이브 심을 통해 일상적인 주행 시나리오는 물론 실제 환경에서 테스트하기에 위험하고 드물게 발생하는 상황들도 반복적으로 시뮬레이션할 수 있다. 또한 플랫폼의 신경 재구성 엔진을 사용해 실제 주행 기록을 반응형 시뮬레이션 시나리오로 전환할 수 있다. 아울러 자동차 제조업체들이 신차 평가 프로그램(NCAP) 규정에 맞게 자동차 고급 운전 지원 및 자율 주행 시스템을 세밀하게 조정하는 것도 가능하다. NCAP는 여러 충돌 테스트와 안전 기능을 기반으로 신차의 안전 성능을 평가하는 프로그램이다. 이때 드라이브 심(DRIVE Sim) NCAP 도구는 시뮬레이션에서 고충실도를 갖춘 NCAP 테스트 프로토콜을 제공해 제조사가 대규모 개발 및 검증을 효율적으로 수행할 수 있도록 지원한다. 물리학 기반의 가상 환경에서 주행할 수 있는 기능은 자율주행차 개발 프로세스를 크게 가속화해 실제 테스트에서 발생하는 데이터 수집 및 시나리오 다양성 등의 장애물을 극복하는 데 도움을 준다. 옴니버스의 생성형 AI는 이전에 주행한 경로를 3D로 재구성해 과거의 경험을 재현하거나 수정할 수 있도록 지원한다. 3D 시각화, 증강 현실(AR) 및 가상 현실(VR) 스트리밍을 비롯한 옴니버스의 몰입형 기술은 엔비디아 클라우드XR(CloudXR)을 사용한다. 이는 소비자에게 더욱 매력적인 경험을 제공하여 구매 전에 기능을 체험할 수 있도록 돕는다. 잠재 고객은 차량 구성기(configurator)에서 색상과 인테리어 소재, 트림 레벨 등을 선택해 판매점의 실제 재고 상황에 구애받지 않고 차량을 커스터마이징할 수 있다. 이후 3D 시각화를 사용해 커스터마이징한 차량을 모든 각도에서 확인할 수 있으며, 증강 현실과 가상 현실을 통해 언제 어디서나 차량을 확인하고 가상으로 시승할 수도 있다. 엔비디아는 "디지털화가 가져오는 이점은 자동차 산업에만 국한되는 것은 아니다. 모든 기업들이 옴니버스를 통해 워크플로를 재구상하여 효율성과 생산성, 속도를 높이고 비즈니스 방식을 혁신할 수 있다"면서, "옴니버스는 산업의 디지털화를 실현할 수 있는 디지털-물리 운영 체제"라고 소개했다.

가상물리시스템(CPS : Cyber-Physical System) 보안 기업인 클래로티(Claroty)가 발표한 새로운 조사 결과에 따르면, IoT 기기에 영향을 미치는 취약성 노출이 2021년 하반기에 비해 56% 증가한 것으로 나타났다.     클래로티의 연구팀인 Team82가 작성한 이 보고서는 운영 기술(OT), 산업 제어 시스템(ICS), IoMT(Internet of Medical Things), 빌딩 관리 시스템 및 엔터프라이즈 IoT를 포함하는 광범위한 가상물리시스템 네트워크를 뜻하는 XIoT(Extended Internet of Things)에 영향을 미치는 취약성에 대한 심층 조사 및 분석 내용을 담고 있다.  2022년 상반기 XIoT 보안 현황 보고서에 따르면, 지난 1년간 공급업체가 자체적으로 공개한 취약성이 69% 증가했다. 전체 또는 부분적으로 수정된 펌웨어 취약성도 79% 증가했는데, 클래로티는 "펌웨어 패치에서 취약성을 해결하는 것이 최초 소프트웨어 배포보다 상대적으로 어려운 점을 감안할 때 주목할 만한 개선이 이뤄진 것으로 볼 수 있다"고 설명했다. 보고서에 따르면 IoT 기기에서 15%의 취약성이 발견되었으며, 이는 2021년 하반기 보고서에서 조사된 9%보다 크게 늘어난 수치이다. 또한 IoT와 IoMT 취약성을 합하면 18.2%에 이르며, 처음으로 IT 전체 취약성 16.5%를 넘었다. 이는 연결된 기기들이 네트워크에 더 깊이 침투할 수 있는 관문이 될 수 있기 때문에, 이를 보호해야 하는 공급업체들과 연구원들의 이해도가 개선되고 있음을 나타낸다.     그리고, 공급업체가 자체 공개한 취약성이 29%에 이르면서 독립 조사기관(19%)을 처음으로 넘었다. 제3자 보안회사(45%)에 이어 두 번째로 많은 취약성 보고자가 되었다. CVE(공개적으로 알려진 정보 보안 결함 목록 : Common Vulnerabilities and Exposures)에는 214개를 게시했다. 이는 2021년 하반기에 보고한 127개보다 거의 두 배에 달하는 수치인데, 더 많은 OT, IoT, IoMT 공급업체들이 취약성 공개 프로그램을 수립하고, 제품의 보안과 안전성을 검사하는데 더 많은 리소스를 투자하고 있음을 보여준다.   게시된 펌웨어 취약성과 소프트웨어 취약성은 각각 46% 및 48%로 거의 유사한 수치를 보였다. 2021년 하반기 보고서에서 소프트웨어(62%) 대비 거의 절반에 불과했던 펌웨어(37%) 취약성이 크게 증가한 것으로 나타났다. 또한 이번 보고서에서는 전체 또는 부분적으로 수정된 펌웨어의 취약성이 2021년 하반기 21% 대비 2022년 상반기에는 40%로 상당히 증가한 것으로 드러났다. 이는 길어진 업데이트 주기와 간헐적 유지관리로 인해 펌웨어 패치 적용에 상대적으로 어려움을 겪고 있는 점을 감안하면 주목할 만한 결과이다. 연구원들이 프로세스와 보다 직접적으로 연결되어 공격자에게 더 매력적인 표적이 되는 퍼듀 모델(Purdue Model)의 더 낮은 레벨에서 장치를 보호하는데 관심이 증가하고 있음을 보여준다.     XIoT 취약성은 2022년 상반기에 총 747건에 이르렀으며, 평균적으로 월 125건의 비율로 게시 및 해결되고 있다. CVSS(공통 취약점 등급 시스템: Common Vulnerability Scoring Syste) 스코어는 대부분 치명적(19%) 또는 높은 심각도(46%) 수준으로 나타났다.   거의 4분의 3(71%)에 달하는 취약성이 시스템 및 장치 가용성에 큰 영향을 미치고 있으며, 이러한 영향 지표는 XIoT 기기에서 가장 크게 나타나는 것으로 확인됐다. 가장 큰 잠재적 영향은 무단으로 원격 코드를 실행하거나 명령을 실행(취약성의 54%에서 보편적으로 나타남)하는 것이었으며, 그 다음으로는 DoS(서비스거부공격: Denial-of-Service) 상황(충돌, 종료 또는 재시작)이 43%로 뒤를 이었다. 가장 높은 단계의 완화조치는 네트워크 세분화(취약성 노출의 45%에서 권장)로 나타났으며, 다음으로 보안 원격 액세스(38%), 그리고 랜섬웨어, 피싱 및 스팸방지(15%)가 그 뒤를 이었다. 이번 보고서의 데이터는 Team82를 비롯해 신뢰할 수 있는 오픈소스인 NVD(National Vulnerability Database), ICS-CERT(Industrial Control Systems Cyber Emergency Response Team), CERT@VDE, MITRE와 산업 자동화 기업인 슈나이더 일렉트릭(Schneider Electric), 지멘스(Siemens)에서 발견한 취약성으로 구성되어 있다. 클래로티의 아미르 프레밍어(Amir Preminger) 리서치 사업부 부사장은 “이미 수십 년 동안 사물이 인터넷과 연결되면서, 가상물리시스템은 우리가 먹고 마시는 음식과 물은 물론, 일상적으로 이용하는 엘리베이터와 의료 서비스에 이르기까지 현실 세계에 직접적인 영향을 미치고 있다”며, “우리는 XIoT 취약성 환경에 대한 완벽한 청사진을 제공함으로써 이러한 중요 영역에 있는 의사결정권자들이 공공의 안전과 환자의 건강, 스마트 그리드 및 유틸리티 등의 기반이 되는 중요 시스템에 대한 위험을 적절하게 평가하고, 우선순위를 지정 및 해결할 수 있도록 이번 조사작업을 수행했다”고 밝혔다.

PLM 베스트 프랙티스 컨퍼런스 2022 발표 내용 정리 (5)   ‘PLM 베스트 프랙티스 컨퍼런스 2022’가 지난 7월 7일~8일 온라인으로 진행됐다. ‘고객경험을 위한 DX 전략과 클라우드 시대의 PLM’을 주제로 한 이번 PLM 컨퍼런스는 제조산업에서도 핵심 전략으로 자리잡고 있는 디지털 전환(DX)을 위한 PLM의 진화와 함께, 꾸준히 확장되고 있는 PLM이 새로운 가치를 창출할 수 있는 고객경험과 클라우드 등 다양한 영역에 대해 짚어보는 기회를 제공했다. ■ 정수진 편집장     행사 이틀째인 7월 8일에는 ‘디지털 전환을 위한 신기술과 솔루션’에 관한 발표가 이어졌다. 아비바코리아의 조영찬 부장은 ‘산업의 디지털 혁신을 위한 아비바의 디지털 트윈 솔루션’을 소개했다. 플랜트 산업에서 디지털 전환은 기존의 문서 중심 업무 내용을 디지털화하고, 디지털 데이터를 활용해 가상 플랜트를 구성하는 것으로 진행된다. “데이터를 중심으로 통해 업무 효율을 높이고 협업 모델을 확보하는 것이 디지털 전환의 중심축이 되며, 이는 궁극적으로 기업 업무 혁신의 과정으로 이어진다”는 것이 조영찬 부장의 설명이다. 부서간의 장벽을 제거하고 단절에서 오는 문제를 해결하며 기업의 업무를 효과적으로 개선할 수 있는 디지털 전환의 핵심 기술로 조영찬 부장은 디지털 트윈을 꼽았다. 물리적 자산을 디지털 자산으로 변환 및 구축하는 디지털 트윈을 통해 운영 표준 정보를 바탕으로 엔지니어링 데이터 및 운영 데이터를 모으로, 신뢰할 수 있는 단일 데이터 소스를 확보해 운영할 수 있다는 것이다. 조영찬 부장은 디지털 트윈을 위해서 엔지니어링-건설-운영 단계에 이르기까지 데이터를 통합하고 신뢰성 있는 데이터를 확보할 수 있어야 한다고 짚었다. 또한 “디지털 트윈을 위해서는 제어 시스템 데이터 및 엔지니어링 데이터를 취합하는 디지털 정보 허브와 함께 취합된 데이터를 분석하고 시뮬레이션을 통해 사용자에게 시각적으로 제공하는 기술 등이 필요하다”고 전했다. 이와 함께 조영찬 부장은 “아비바는 산업용 소프트웨어 기업으로서 엔지니어링 정보 관리, 오퍼레이션 정보 관리, 시뮬레이션, 오서링, 데이터 시각화 등 포트폴리오를 갖고 있으며, 최근에는 OSI소프트와 합병을 통해 모든 산업군에 걸쳐 엔지니어링부터 오퍼레이션까지 다양한 산업용 소프트웨어를 공급하고 있다”고 소개했다.   ▲ 아비바코리아 조영찬 부장은 디지털 전환의 핵심 기술로 디지털 트윈을 짚었다.     버넥트의 박근영 센터장은 ‘제조산업에서의 디지털 트랜스포메이션과 협업을 위한 XR 솔루션’을 소개했다. PLM은 전통적인 방식에서 나아가 다양한 IT 기술을 접목하는 방향으로 변화하고 있는데, 여기에는 가상현실(VR)과 증강현실(AR)을 포함하는 XR(확장현실) 기술도 포함된다. 산업 현장에서는 안전사고, 관리 이슈, 설비 이상 시 가동 중단에 따른 생산성 저하, 원격지-현장의 의사소통 등 여러 문제가 생길 수 있는데, 박근영 센터장은 이런 문제를 해결할 수 있는 수단으로 XR 기술 기반의 산업 현장 솔루션을 제시했다. “XR 솔루션은 산업 현장의 사고 비용과 의사결정 시간을 줄이고, 업무 이해도와 효율성을 높이며, 안전관리 강화를 통해 안전사고를 줄일 수 있다”는 설명이다. 예를 들어, 생산 현장의 정기점검을 진행하거나 공장에서 문제가 생길 때 공장 외부에 있는 관리자나 전문가의 도움을 받아야 하는 경우가 있는데, 박근영 센터장은 “XR 기술을 적용한 원격 협업 솔루션을 활용하면 현장의 정보를 실시간으로 확인할 수 있다. 또한 실시간으로 다자간 공유되는 화면 상에서 직관적으로 작업 수행 위치를 가이드할 수도 있다”고 전했다. “XR 솔루션은 제조 및 다양한 산업 현장에서 원격 협업, 유지관리, 교육 등에 쓰일 수 있다. 이를 통해 전통적인 방식 대비 시간과 비용을 줄일 수 있는 장점이 있다”고 설명한 박근영 센터장은 “버넥트는 XR 기반의 다자간 원격협업 화상회의 솔루션, 실감형 3D 콘텐츠 저작도구 및 뷰어, 실시간 원격 3D 모니터링 솔루션 등을 개발해 제공하고 있다. 그리고 XR 애플리케이션 개발을 위한 엔진 및 SDK(소프트웨어 개발 키트)도 개발하고 있다”고 소개했다.   ▲ 버넥트 박근영 센터장은 산업 현장을 혁신할 수 있는 XR 기술을 소개했다.     지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어(지멘스 DISW)의 김재성 본부장은 ‘제조산업의 디지털 혁신을 위한 차세대 애플리케이션 개발 플랫폼’인 멘딕스(Mendix)에 대해 설명했다. 기업의 비즈니스 혁신과 서비스를 위해 상용 솔루션을 도입하는 것 외에 기업의 환경에 맞춰 애플리케이션을 개발하는 경우도 폭넓게 이뤄지고 있다. “산업과 기술, 고객의 변화 속도가 빨라지는 환경에서 비즈니스를 혁신하고 변화의 속도에 대응하는 것이 기업의 과제”라고 짚은 김재성 본부장은 이를 위해 새로운 애플리케이션 개발 환경이 필요하다고 전했다. 김재성 본부장은 “전통적인 애플리케이션 개발은 하향식인 워터폴(waterfall) 방식으로 진행한다. 하지만 긴 프로젝트 기간 중에 다양한 요구사항의 변경 및 추가나 컴플라이언스 이슈에 대응하기 어렵다는 단점이 있다. 이를 대체하는 애자일(agile) 개발 방식은 비즈니스 요구사항의 반영 과정을 빠르게 확인하고 테스트할 수 있는 환경을 제공한다”고 설명했다. 노코드(no-code)/로코드(low-code)/프로 코드(pro-code) 개발을 하나의 개발 환경에서 지원하는 멘딕스는 전문지식이 없어도 코딩을 하지 않고 애플리케이션을 개발할 수 있으며, 템플릿이나 위젯, API(애플리케이션 프로그래밍 인터페이스) 등을 활용한 로코드 개발도 가능하다. 또한 전문 개발자도 같은 플랫폼에서 개발에 참여할 수 있다. 이 과정에서 개발 관련 협업 및 AI 기반의 추천 기능을 제공하며, 플래닝-모델-테스트-구축-모니터링-플래닝으로 순환되는 구조의 로코드 데브옵스 환경을 제공하는 것이 특징이다.   ▲ 지멘스 DISW 김재성 본부장은 애플리케이션 개발을 위한 플랫폼 솔루션을 선보였다.     라이카 지오시스템즈의 정용훈 매니저는 ‘라이카의 자율화된 모바일 리얼리티 캡처 솔루션’ 발표를 통해 스캐닝부터 데이터 프로세싱, 고품질 결과물 출력, 인사이트와 가상현실 생성까지 자율화한 솔루션을 소개했다. BLK ARC는 보스턴 다이내믹스의 스팟(Spot)과 갈은 로봇 플랫폼과 결합해 자율주행 리얼리티 캡처를 지원한다. 건설 현장이나 공장 안에서 같은 경로의 스캔을 반복해 최신의 공간 정보를 업데이트할 수 있으며, 로봇이 지나갈 수 있는 모든 영역에서 3D 데이터를 캡처하고 정밀 레이저 스캔 및 내비게이션 기능으로 로봇의 자율주행 성능을 향상시키는 것이 특징이다. 정용훈 매니저는 “현장에서 사용자의 수동 작업을 최소화해 장비 비용을 절감하고, 숙련된 직원을 배치하기 위한 시간과 비용을 줄이며,  쉽고 빠르게 스캔 작업을 진행할 수 있다”면서, “사람이 탐색하기 어려운 지형이나 재난현장, 위험지역 등에 로봇 플랫폼을 투입할 수 있다”고 소개했다. 또한, BLK 2 FLY는 라이다 시스템을 통합한 드론 형태의 자율비행 이미징 레이저 스캐너이다. BLK 2 FLY는 태블릿으로 스캔 영역과 경로를 설정하면 장애물을 회피하면서 스캔 시작 지점까지 날아간 후 자동으로 스캐닝을 시작하게 된다. 충돌을 막기 위해 스캔 대상과의 거리를 조절하면서 스캔 작업을 진행하게 되는데, 라이브 뷰로 비행 상태를 모니터링할 수 있어 실시간으로 스캔 상태를 확인하거나 스캔 작업을 제어할 수 있다. 정용훈 매니저는 “스캔 작업이 완료되거나 배터리 용량 저하 등으로 중단해야 할 때에는 스스로 시작 지점으로 돌아가 착륙하게 되며, 핫스왑 기능을 통해 배터리를 빠르게 교체한 후 스캔 작업을 재개할 수 있다”고 전했다.   ▲ 라이카 지오시스템즈 정용훈 매니저는 로봇·드론과 결합된 자율주행 캡처 솔루션을 소개했다.     슈나이더 일렉트릭의 김건 매니저는 ‘IEC61499에 기반한 유니버설 오토메이션’에 대해 발표했다. IEC61499는 분산형 자동화 시스템에 대한 시스템 레벨의 설계 표준이다. PLC의 하드웨어에 종속되지 않고 제어 애플리케이션을 통해 다수의 분산된 하드웨어 플랫폼이 원활하게 통신할 수 있는 것이 핵심으로, 소프트웨어 애플리케이션을 먼저 만들고 테스트-검증-시뮬레이션을 한 후 하드웨어를 선택해 구축하는 톱다운 방식을 지원하는 것이 장점으로 꼽힌다. 유니버설 오토메이션은 IEC61499 표준을 기반으로 공통 런타임을 공유 및 실행하는 산업 자동화 플랫폼 마련을 목표로 하고 있다. 슈나이더 일렉트릭을 포함한 자동화 시스템 공급사, 고객사, OEM, 반도체 기업, 네트워크 장비 공급사, 학계 등이 참여하고 있다. 김건 매니저는 “기존의 소프트웨어를 재사용하고 여러 공급사 간 상호호환을 지원하면서, 향후 자동화 시스템은 소프트웨어 중심의 시스템으로 발전할 전망”이라고 전하면서, 슈나이더 일렉트릭의 IEC61499 기반의 상용 솔루션인 에코스트럭처 오토메이션 익스퍼트(EAE)에 대해 소개했다. EAE는 유니버설 오토메이션 기반의 분산형 자동화 시스템으로 HMI, 엔지니어링 환경, 라이브러리, 분산형 컨트롤러 등으로 구성된다. 디바이스에 관계 없이 애플리케이션을 개발해 운용할 수 있는 것이 장점으로, PLC뿐 아니라 윈도우 또는 리눅스 PC에서도 구동해 제어 로직뿐 아니라 HMI 기능을 생성하고 통신할 수 있다. 김건 매니저는 “EAE는 여러 회사의 솔루션이 연계될 수 있는 개방성이 특징으로 애플리케이션의 재사용이 가능하고, 하드웨어 플랫폼이 변경되어도 표준화된 IDE를 계속해서 사용할 수 있다”고 전했다.   ▲ 슈나이더 일렉트릭 김건 매니저는 개방성을 높인 자동화 시스템 기술을 소개했다.     삼성엔지니어링의 정원상 프로는 ‘플랫폼 기반 EPC 프로젝트 혁신’에 대한 발표를 진행했다. EPC 산업은 설계 정보를 모아 공사에 필요한 도면을 출도하는 엔지니어링, 설계에서 정의된 물량 내역을 구매해 공사 현장에 공급하는 조달, 설계 도면과 자재를 받아 현장에 플랜트를 구축하는 건설로 이루어진다. 대형 플랜트의 건설 프로젝트는 정해진 납기 안에 공사를 마무리해야 하기 때문에 압축적으로 진행된다. 이 경우 설계-조달-공사가 중첩되는데, 후행 단계에 필요한 업무가 선행되지 못하거나 설계 변경이 생기면 전체 업무에 혼란이 일어나기도 한다. 정원상 프로는 “이런 문제의 주된 원인은 대해 설계-조달-공사 담당자간 소통이 어렵고, 공사에 필요한 자재와 도면이 적기에 공급되지 못하기 때문”이라면서, EPC 생산성 향상을 위해 개발된 S-AWP 플랫폼을 소개했다. S-AWP 플랫폼은 거대한 프로젝트를 작은 단위인 ‘워크 패키지’로 나누어 효율적으로 관리하는 기법인 AWP를 기반으로 한다. 프로젝트 수명주기에서 각 부문 담당자들이 생성한 업무 데이터가 플랫폼에 집계되고, 이를 가공해 프로젝트 구성원들에게 대시보드 형태로 제공된다. 정원상 프로는 “플랜트 건설 프로젝트에서 설계-조달-공사가 공통된 업무 단위와 일정을 기반으로 협업·소통할 수 있고, 모든 업무 데이터를 갖고 있기 때문에 디지털 트윈을 구축하기 위한 데이터 인프라의 역할을 한다”고 설명했다. 또한, “업무를 공유하는 궁극적인 목적은 프로젝트에서 발생하는 데이터를 효율적으로 관리해 현장의 생산성을 높이는 것”이라면서, “설계와 조달 데이터가 현장 공사의 목적과 계획에 맞게 적기에 공급된다면, 시간을 단축하고 원가를 절감하며 공기를 준수해 현장 생산성을 25% 정도 높일 수 있을 것으로 본다”고 전했다.   ▲ 삼성엔지니어링 정원상 프로는 EPC 프로젝트 생산성을 높이는 플랫폼 솔루션을 소개했다.     같이 보기 : [포커스] PLM 베스트 프랙티스 컨퍼런스 2022, 산업 디지털 전환의 다양한 가치와 비전을 짚다 같이 보기 : [포커스] 미래 제조 혁신을 위한 플랫폼 전략 같이 보기 : [포커스] 경험과 비즈니스 가치를 높이는 클라우드 같이 보기 : [포커스] 디지털 전환을 가속화하는 PLM에 대한 고민이 필요하다 같이 보기 : [포커스] 디지털 전환의 성공 위한 전략과 리더십을 짚다

데이터 통합과 투명한 프로세스로 EPC 프로젝트의 효율 향상   국내 대표 EPC 엔지니어링 기업으로 성장한 삼성엔지니어링은 건설 프로젝트의 효율을 높이기 위해 제조산업을 중심으로 쓰이는 PLM을 선택했다. 상용 솔루션을 도입하는 대신 EPC 산업의 특성에 맞춰 플랫폼을 직접 개발한 삼성엔지니어링은 관련 데이터의 통합을 자동화하고 건설 프로젝트의 진행상황을 투명하게 확인할 수 있게 했다. 이를 통해 복잡한 프로젝트의 리스크를 줄이면서 효율을 높일 수 있었다. ■ 정수진 편집장   국내 대표 EPC 엔지니어링 기업으로 도약 지난 1970년 설립한 삼성엔지니어링은 40여 년간 ‘대한민국 플랜트 산업의 역사를 개척한다’는 자부심을 바탕으로 전세계에서 다수의 프로젝트를 성공적으로 수행하며, 세계 수준의 경쟁력을 갖춘 엔지니어링 회사로 성장해 왔다. 2020년을 기준으로 40개 국가에서 5600여 명의 인력을 갖추고 있으며 6조 7000억 원의 매출을 거두었다. 삼성엔지니어링은 정유, 가스, 석유화학, 업스트림에서 발전, 산업설비, 환경에 이르기까지 엔지니어링 전반으로 사업 영역을 확대해 나가고 있으며, 긴 시간 동안 축적한 경험과 기술력, 인적 자원을 바탕으로 프로젝트의 타당성 검토부터 설계, 조달, 시공, 시운전 및 O&M(운영&유지보수)까지 다양한 서비스를 제공하고 있다.    AWP 방법론을 적용한 PLM 시스템 구축 PLM(제품 수명주기 관리)은 제조산업을 중심으로 발전해 온 기술로, 플랜트 엔지니어링 분야에서는 낮선 용어이다. 삼성엔지니어링은 EPC 프로젝트의 전반적인 효율을 높이기 위해 PLM을 고려했는데, 특히 AWP의 개념을 실체화하는 데에 중점을 두었다. AWP(Advanced Work Packaging)는 2010년대 들어 미국의 건설산업연구원(Construction Industry Institute : CII)과 캐나다 앨버타 주 발주자협회(Construction Owners Association of Alberta : COAA)가 내세우면서 프로젝트 운영에 적용되기 시작한 관리 방법론이다. 거대한 프로젝트를 관리 가능한 단위인 ‘워크 패키지(work package)’로 나누고, 이 워크 패키지별로 설계, 조달, 공사 업무를 계획하고 실행함으로써 현장의 생산성을 극대화하는 것이 AWP의 개념이다. 삼성엔지니어링의 디지털 트랜스포메이션 추진팀장인 박성연 상무는 “효과적인 프로젝트 관리를 위해 PLM을 살펴보고 있었지만, 제조산업과 다른 EPC 산업의 특성 때문에 적용이 쉽지는 않았다. 그러다가 AWP가 등장하면서 PLM과 접목할 수 있는 지점을 찾을 수 있었고, PLM과 AWP를 결합해 삼성엔지니어링만의 독특한 시스템을 구축할 수 있는 길을 찾았다”고 소개했다.   ▲ 삼성엔지니어링이 개발한 S-AWP 시스템   삼성엔지니어링은 2017년에 북미 지역 프로젝트를 진행하면서 미국 현지 업체와 함께 AWP 방법론을 적용한 프로젝트를 경험하기도 했는데, 이 과정에서 AWP는 대내외적인 경쟁력 확보에 필수적인 것으로 판단했고, 이를 바탕으로 AWP 기반의 PLM 구축에 본격적으로 착수하였다. 이렇게 만들어진 ‘S-AWP’라는 이름의 시스템이 삼성엔지니어링의 PLM 시스템이라고 할 수 있다. 건설 프로젝트에서 최종 산출물 또는 생산품은 바로 공장이다. 그래서 공장의 워크 패키지인 CWP(Construction Work Package)가 PLM 시스템의 중심이 된다. 삼성엔지니어링은 이 CWP의 건설 생산성 증가가 회사 전체의 시간과 원가를 절감하는 기반이 된다고 판단했다.    프로세스와 기준 정보, 공통 업무를 정의하는 데에 중점 삼성엔지니어링이 PLM 구축에서 중점을 둔 부분은 크게 두 가지이다.  첫 번째는 프로세스를 정립하고 운영 기준 정보를 구축하는 것이다. AWP라는 프로젝트 관리 방법론에 기반한 엔드 투 엔드 프로세스를 정립하고, 그 프로세스에서 발생하는 데이터 관리에 필요한 운영 기준 정보를 구축하는 것이 가장 중요하다고 판단했다.  삼성엔지니어링은 이 프로세스를 설계하고 운영 기준 정보를 구축하는 데에 5년 이상의 시간을 투입했다. 실제 시스템을 구축한 기간은 2년 남짓인데, 삼성엔지니어링에 맞는 체계와 시스템을 구축하기 위한 정체성(identity)을 정립하는 기초 과정에 많은 공을 들인 셈이다.  특히 기존의 업무를 꼼꼼히 분석하여 프로세스의 비효율을 없애고, 가장 최적화된 업무 방법을 도출하는 것이 중요했다. 삼성엔지니어링의 AWP 플랫폼 개발 리더인 정원상 프로는 “프로젝트를 작은 단위로 나누고 프로젝트에 관련된 모든 사람이 진행과정을 투명하게 볼 수 있게 하는 것이 중요하다고 보았다. EPC 건설은 여러 분야의 작업이 동시에 진행되는 턴키 방식으로 진행되기 때문에 이런 부분이 어려웠는데, 그 해결책으로 AWP의 개념에 주목했다”고 전했다. 또한 부서 간에 주고 받는 데이터의 종류와 시간 순서도 하나하나 정의해야 했다. 관여하는 공종과 소분화된 업무의 종류가 많고, 공급사(vendor)와 정보를 주고 받는 관계가 복잡한 것이 플랜트 건설 프로젝트의 특성이다. 이렇게 복잡한 프로세스에서 발생하는 데이터를 효과적으로 처리하기 위한 방법이 운영 기준 정보를 구축하는 것이다. 운영 기준 정보를 정립하면 업무의 단위를 표준화할 수 있고, 복잡하게 얽힌 데이터의 연결 관계를 시스템에 담을 수 있다. 나아가 이 운영 기준 정보는 시스템과 더불어 지속적으로 유지보수가 이뤄져야 한다.   ▲ S-AWP 시스템의 개요   두 번째 과제는 공통 업무에 집중하는 것이다. 다양한 프로젝트를 수행하는 회사의 기간 시스템은 여러 프로젝트에서 공통적으로 이뤄지는 업무를 효율화하고 시스템화해야 한다. 시스템을 구축하다 보면 몇 가지의 베스트 프랙티스(best practice)를 바탕으로 만들 수 밖에 없는데, 이 과정에서 공통되지 않고 예외적인 업무를 정의하려고 하거나 세부적인 데이터를 담으려고 하는 오류가 생기기도 한다.  어떤 프로젝트에서는 베스트 프랙티스였던 사례로 만든 시스템이 다른 프로젝트에서는 작동하지 않거나 애물단지가 되는 경우가 적지 않다. 실무 부서에서는 특수한 케이스를 시스템으로 구축하려고 하는 경향이 있는데, 시스템 구축의 실무를 담당하는 담당자는 여러 프로젝트의 공통된 부분이 무엇인지, 가장 핵심이 되는 업무가 무엇인지 가려내고 이를 바탕으로 시스템을 구축하는 것에 집중해야 한다. 이는 운영 시스템의 유지 관리에 드는 비용과 효율성 측면에서도 상당히 중요한 부분이다. 공통적인 업무에 집중한 시스템은 유지보수 비용도 크게 들지 않는다.   데이터의 통합과 투명한 프로세스가 핵심 삼성엔지니어링은 PLM 시스템 개발에 앞서 프로세스와 운영 기준 정보를 구축하면서 AWP라는 방법론의 장단점을 분석하고, 실제로 북미 지역에서 적용사례 분석을 병행했다. 이후에는 AWP를 적용해서 효과를 얻을 수 있는 공종을 위주로 실제 시스템을 구축했는데, 이 과정에서 앞서 정의한 프로세스와 운영 정보를 기준으로 설계팀, 공사팀, 조달팀의 담당자들이 모여 실질적으로 프로젝트 운영을 위해 필요한 정보가 무엇인지를 협의했다. 그리고 그 정보들을 시스템을 통해 어떻게 보여주고 어떻게 활용할 것인지에 대해서도 토론을 진행했다. S-AWP 시스템의 기본 개념은 CWP를 완성하기 위한 도면, 자재, 공사 등의 정보를 통합하는 플랫폼이다. 설계, 조달, 공사로 나누어진 정보를 하나의 플랫폼에 모으고 통합된 정보를 대시보드로 보여주는 형태로 구축되었다. 정원상 프로는 “수십만 장의 도면과 수백만 개의 자재를 포함해 공장 건설을 위한 데이터는 양이 상당해서 사람이 직접 취합하고 정리하기가 어렵다. S-AWP 시스템에 기준 정보를 입력하면 데이터의 취합과 정리, 시각화가 자동으로 진행되기 때문에 도면이 언제 출도되는지, 자재가 언제 현장에 도착하는지 또한 현장에서 공사에 착수했는지 등을 빠르고 정확하게 알 수 있다”고 설명했다.  많은 데이터를 한 곳에 모으는 것에 그치지 않고 제대로 통합하는 것도 중요하다. 정원상 프로는 “도면, 구매, 공사 등 영역별로 다양한 관점을 갖고 있으며 사용하는 단위도 다르다. 결국은 건설 프로젝트가 완성되는 공사가 가장 중요하기 때문에 프로젝트의 모든 데이터를 정리하는 기준을 엔드유저라고 할 수 있는 공사현장에 맞추었다”고 덧붙였다.   ▲ S-AWP 시스템은 건설 프로젝트의 설계·조달·공사 정보를 통합해 대시보드에서 확인할 수 있다.   산업 특성에 맞춰 상용 솔루션 대신 자체 개발을 선택 눈에 띄는 점은, 삼성엔지니어링이 S-AWP 시스템을 구축하는 과정에서 상용 솔루션을 도입하지 않고 기초부터 직접 개발에 나섰다는 점이다.  플랫폼에 데이터를 올렸을 때 다른 사람이 그 데이터를 확인하고 사용할 수 있도록 자동으로 분류/처리하려면, 기준 정보를 확립하기 위한 EPC 분야의 전문지식이 필요하다. 또한 기존에 삼성엔지니어링이 운영하고 있는 CAD, ERP 등의 시스템과 연계하는 것도 중요한 부분이다. 이런 점에서 삼성엔지니어링은 자체 개발이 효과적이라고 판단했고, 기존 시스템과의 연결은 인터페이스를 개발해 해결했다. 이에 대해 박성연 상무는 “좋은 시스템은 전문가가 적극 참여하고 실무를 충실히 반영할 수 있는 시스템이라고 본다. EPC 회사마다 방식과 절차가 다르고 모든 프로젝트가 완전히 동일하게 진행될 수 없기 때문에, 데이터를 모으고 정리하고 프로세스화하는 데에 상용 솔루션을 활용하기 어렵다고 판단했다”면서, “삼성엔지니어링은 EPC 업계에서 드물게 대규모의 기업 시스템을 체계적으로 만들 수 있는 전담 조직을 갖고 있으며, 경영진의 강력한 의지가 뒷받침되어 독자적인 PLM 시스템 개발을 완료할 수 있었다”고 전했다.   생산성 향상과 리스크 관리 효과 거둬 S-AWP의 운영 시스템은 워크 패키지별로 설계·조달 담당자들의 업무 산출물인 도면과 조달 자재들의 정보를 자동 집계한다. 그리고, 집계된 데이터를 기반으로 도면과 자재가 준비되면 시공 가능 물량인 워크 프론트(work front)를 산출해준다.  워크 프론트 정보는 설계와 조달 담당자들에게는 프로젝트의 진행 과정에서 업무 성취율이 되기도 하며, 향후 업무의 우선 순위를 정하는 기준이 되기도 한다. 공사 담당자들에게는 워크 프론트가 투입 리소스와 시공 계획을 조정하기 위한 기준이 되기 때문에 유용하다. 또한 회사의 관리자들은 실제 프로젝트를 워크 패키지별로 나누어서 설계·조달·공사 업무가 어느정도 진행되었는지 직관적으로 파악할 수 있다. 추가로 S-AWP 운영 시스템에서 관리하고 있는 정보들은 4D 툴을 통해서도 동일하게 볼 수 있도록 구축하였다. S-AWP 운영 시스템에서 3D 모델에 다양한 색깔로 시각화해서 보여주기 때문에, 현업 담당자 간의 의사소통에 도움을 준다. 특히 3D 시각화는 프로젝트 발주처가 많이 요구하는 사항이기도 하며, 발주처에 대한 프레젠테이션 용도로도 많이 쓰인다. 삼성엔지니어링은 현재 S-AWP 시스템을 적용한 건설 프로젝트를 다수 진행하고 있다. 무엇보다 주목하는 효과는 공사까지의 과정을 효율화해 현장 공사의 생산성을 높이는 것, 그리고 리스크를 관리하면서 건설 프로젝트의 안전성을 높이는 것이다.  삼성엔지니어링은 모든 데이터가 통합되고 프로세스를 투명하게 볼 수 있는 시스템을 통해 현장에서 필요한 작업의 우선순위를 성정하고, 이에 필요한 도면이나 자재를 적기에 제공해 생산성을 높일 수 있을 것으로 보고 있다.  박성연 상무는 “정확한 데이터와 함께 진행 과정을 투명하게 확인하고 커뮤니케이션할 수 있어서, 프로젝트가 진행되는 중간 과정의 지연이나 오류를 줄일 수 있었다. 현재 PLM을 활용해 진행 중인 프로젝트에서 이전과 같은 손실이나 리스크가 발생하지 않고 있다는 점이 고무적”이라면서, “코로나19 상황에서도 다수의 프로젝트를 문제 없이 진행하는데 PLM이 기여하면서, 어려운 시기에 기업의 성장에 도움을 주고 있다”고 전했다.   ▲ 삼성엔지니어링의 디지털 트랜스포메이션 추진을 총괄한 박성연 상무   PLM의 활용 영역을 지속 확대할 계획 물론 익숙한 업무 방식을 버리고 새로운 시스템을 전사적으로 도입하는 것이 쉬운 일은 아니다. 삼성엔지니어링 역시 내부 구성원들이 S-AWP 시스템에 적응할 수 있게 하는데 노력을 기울였다. 정원상 프로는 “가장 먼저, 새 시스템을 업무에 사용하도록 독려하는 경영진의 리더십이 중요했다. 그리고 실무자들이 프로젝트가 진행되는 과정을 투명하게 볼 수 있도록 해 가치를 체감할 수 있도록 했다”고 전했다.  데이터가 S-AWP 시스템에 통합되면서, 산출된 데이터를 경영진이 의사결정에 활용하고 실무자에게 다시 피드백하는 선순환도 이뤄졌다고 한다. 이런 점도 실무자들이 데이터를 시스템에 모으는 의미를 찾고, 가치를 직접 체감하는 효과를 가져왔다. 한편으로 EPC 건설 프로젝트는 해외나 오지에서 진행되는 경우도 많는데, 삼성엔지니어링은 S-AWP 시스템이 지리적인 환경에서 생기는 프로젝트의 어려움을 해소하는 데에도 도움이 될 것으로 기대하고 있다. 오지에서 진행되는 프로젝트에서는 레거시 시스템에 데이터를 입력하거나 활용하기 어려운 상황도 생기게 된다.  이를 해결하기 위해 삼성엔지니어링은 클라우드와 결합한 하이브리드 형태로 S-AWP 시스템을 구축했다. 사내에 구축된 메인 시스템과 클라우드를 활용한 현장용 소규모 AWP 시스템을 연결하는 것이다. 이전에는 서버를 구매해서 현장에 보내고 시스템을 구축해야 했는데, 클라우드를 활용하면 이 과정을 건너뛸 수 있다고 한다. 정원상 프로는 “도면이나 자재 등 본사에서 이뤄지는 작업은 메인 서버에서 진행하고, 현장마다 맞춰서 클라우드를 활용할 수 있는 유연한 시스템을 만들었다. 전체 시스템을 기능별로 분리해서 클라우드를 사용하는 경우에도 보안이 중요한 데이터는 외부에 저장하지 않는다”고 설명했다. 삼성엔지니어링은 S-AWP 시스템을 최적화하고 향상시키는 노력을 지속한다는 계획이다. 앞으로는 영업과 도면 제작부터 공장 운영까지 EPC 건설 프로젝트 전·후방의 더 넓은 영역을 S-AWP 시스템에 포함시켜 하나의 흐름으로 연결할 예정이다.   ▲ S-AWP 플랫폼 개발 리더인 삼성엔지니어링 정원상 프로   기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

PLM 베스트 프랙티스 컨퍼런스 2021 주요 발표 정리 (5)     ‘PLM 베스트 프랙티스 컨퍼런스 2021’이 지난 6월 17~18일 온라인으로 진행되었다. ‘연결의 시대, 디지털 전환과 가치 중심의 PLM’을 주제로 한 이번 행사에서는 코로나19 이후 사회, 경제, 문화에 걸쳐 진행되는 거시적 변화에 주목하면서, 투자 대비 효용성을 극대화할 할 수 있는 가치 기반의 PLM에 포커스하여 최신 기술 트렌드와 성공사례 등을 소개했다. ■ 정수진 편집장   행사 둘째 날에는 ‘스마트 엔지니어링을 위한 신기술과 솔루션’을 주제로 한 발표가 진행되었다.  PTC코리아의 지수민 이사는 ‘견고한 PLM 기반의 디지털 하우스 구축’에 대해 발표했다. 디지털 하우스란 기업의 모든 데이터를 수집하고 연결해서 만든 기업의 디지털 모형이라고 할 수 있는데, 기업 경쟁력의 근본적인 목표이자 방향으로 꼽힌다.  지수민 이사는 “생산활동에서 나오는 데이터를 기반으로 하는 OT 데이터와 운영을 사전에 기획하고 정의하는 IT 데이터가 디지털 하우스의 두 축”이라면서, “PLM은 IT 측면의 요소들을 빠르고 정확하게 구현함으로써 디지털 하우스의 기반이 된다”고 설명했다. 또한, “기업의 모든 문화와 활동을 디지털화해야 하는 리스크를 줄이는 방법으로 PLM을 선택할 수 있다”고 전했다.   ▲ PTC코리아 지수민 이사   아비바코리아 권오성 상무는 ‘플랜트 디지털 트윈 구축을 위한 엔지니어링 단계에서 적용해야 할 기술 및 솔루션’을 소개했다. 플랜트 산업에서도 디지털 트랜스포메이션을 위한 변화가 꾸준히 진행되고 있다. 엔지니어링 데이터에 대한 오너사의 요구가 변화하면서 엔지니어링 디지털 트윈이 요구되고 있으며, 여기에 운영 데이터까지 결합한 디지털 트윈의 구축도 확산될 것으로 보인다.  권오성 상무는 이런 흐름에서 아비바가 제공하는 AWP(Advanced Work Packaging), 3D 기반의 타임라인 시뮬레이션, 자동 컨피규레이션 및 리포팅 등 솔루션을 소개했다. 또한 오너사의 설비 라이프사이클 관리를 위한 마스터 데이터 매니지먼트 시스템 및 엔지니어링/운영/디지털 트윈을 위한 클라우드 기술도 소개했다.   ▲ 아비바코리아 권오성 상무   Hexagon PPM 손창영 상무는 ‘플랜트 조선 분야 디지털 전환 효과와 Hexagon PPM의 솔루션 소개’를 통해 현업의 요구에 대응하는 전략을 제시했다. 플랜트/조선산업은 원가 경쟁력 압박, 환경 규제, 숙련 인력 감소 등의 어려움을 겪고 있어, 이를 효과적으로 해결하는 것이 화두가 되고 있다.  업계에서는 스마트십, 스마트 야드, 스마트 컨스트럭션 등으로 대응에 나서고 있는데, 특히 데이터가 폭발적으로 증가하면서 다양한 업무 시스템을 통해 데이터를 연결하고 재활용하는데 대한 관심이 높은 상황이다. 손창영 상무는 “헥사곤은 AI, 엣지 컴퓨팅, 모빌리티, 가시성 확보, 전사 시스템의 연결을 아우르는 디지털 트랜스포메이션을 구현하고 비즈니스 가치를 높일 수 있는 솔루션과 플랫폼을 제공하고 있다”고 소개했다.   ▲ Hexagon PPM 손창영 상무   지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어 김명기 프로는 ‘제품 개발 프로세스 혁신 - Future of PLM’이라는 제목으로 PLM의 미래에 대해 짚었다. 제품의 복잡성이 크게 증가하면서, 통합된 멀티 도메인 설계/개발을 위한 엔지니어링 프로세스 최적화가 중요하게 꼽히고 있다. 김명기 프로는 “지멘스는 제품의 성능과 생산을 최적화하는 것이 디지털 트랜스포메이션의 핵심이라고 보고, 이를 위해 가상세계와 실제세계를 통합하는 폐순환(closed-loop) 디지털 트윈을 구현하고자 한다”고 소개했다.  또한, 미래 PLM의 핵심 요소로 ▲AI를 통한 생산성 향상, 자동화된 변경 관리, 요구사항 관리 향상, 비즈니스 앱 개발 플랫폼을 통한 생산성 향상 ▲기업 내외부의 협업을 향상시키기 위한 데이터의 시각화, 오픈 협업 시스템, 투명한 비용 관리 ▲MBSE 기반의 아키텍처 설계, 다양한 도메인의 통합 BOM, IT 인프라를 혁신하는 SaaS 등 제품 영역의 혁신 등을 소개했다.   ▲ 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어 김명기 프로   얼라이언스코리아 정종기 대표는 ‘스마트 제조를 위한 AI 기술의 현재와 미래’를 주제로, 스마트 제조 업체가 알아야 할 인공지능과 미래융합기술 소개, 실무 활용 방안을 제시했다. AI를 위한 핵심 기술요소로는 데이터, 알고리즘, 컴퓨팅 인프라가 꼽하며, AI 플랫폼은 인프라, 플랫폼, AI 기술 서비스, 시각화 및 응용 애플리케이션 등의 구성 요소로 이뤄진다.  정종기 대표는 “기업에서 AI를 도입하기 위해  AI 플랫폼의 모든 구성요소를 갖추기는 어렵지만, 필요한 부분을 단위별로 도입하면 부담을 덜 수 있을 것”이라고 전했다. 또한, “제조산업 분야에서는 단기적으로 품질관리와 공정 최적화에, 중기적으로는 IoT 기반의 지능화와 센서 기반의 협업 로봇에, 장기적으로는 설계-제조 서비스의 종합적인 연계 등에 AI의 활용이 이뤄질 것”이라고 전망했다.   ▲ 얼라이언스코리아 정종기 대표   같이 보기: [포커스] PLM 베스트 프랙티스 컨퍼런스 2021, 산업의 변화 속에서 디지털 전환과 PLM의 가치 짚다 같이 보기: [포커스] 연결과 융합으로 진화하는 커넥티드 카 같이 보기: [포커스] 사람과 AI가 협력하는 철강 스마트 공장의 구현 같이 보기: [포커스] 제조산업의 AI 적용은 장기적인 시각으로 추진해야 같이 보기: [포커스] 디지털 전환을 위한 제조 프로세스의 혁신

헤어 & 퍼 시스템을 이용해 실사같은 장면 구현    ▲ '미어캣' 영상 캡처   다수의 수상 경력을 자랑하는 웨타 디지털(Weta Digital)은 헤어와 퍼 CG 분야의 혁신을 주도하고 있는 비주얼 이펙트 스튜디오이다. 킹콩과 정글북, 혹성탈출 시리즈 등 많은 대작 영화 제작에 참여해 수차례 오스카상을 받은 바 있다.  리얼타임 기술이 프리비즈부터 최종 픽셀까지 영화 제작 과정에서 점점 더 중요한 부분이 됨에 따라 웨타 디지털은 선형적 스토리텔링을 위해 리얼타임 툴을 사용하여 영화 품질의 헤어, 퍼 및 페더를 어느 정도의 수준까지 구현할 수 있을지 실험하고 있다. 그 결과, 언리얼 엔진만으로 렌더링한 단편 영화 미어캣(Meerkat)이 탄생했다. ■ 자료제공 : 에픽게임즈   ▲ '미어캣' 영상   웨타 디지털은 2019년 언리얼 엔진의 스트랜드 기반 헤어와 퍼(fur) 시스템이 첫 출시된 이래로 에픽게임즈와 긴밀히 협업하며, 시스템을 정의하고 개선하는 작업을 하고 있다. 팀의 경험과 지식 그리고 미어캣 제작 과정에서 얻은 인사이트는 언리얼 엔진 4.26의 리얼타임 시뮬레이션 및 렌더링 툴세트 정식 버전을 제작하는데 큰 도움이 되었다.  미어캣 프로젝트가 대단한 이유는 소수의 아티스트들이 상용 툴을 사용해 제작했기 때문이다. 미어캣은 재능 있는 스토리텔러와 디지털 아티스트가 모이면 어떤 수준의 작품을 만들어 낼 수 있는지를 보여준다.   ▲ '미어캣'의 제작 비하인드 영상   지난 4~5년 동안, 웨타 디지털은 몰입형 리얼타임 인터랙티브 공간을 연구하고 언리얼 엔진에서의 콘텐츠 제작을 실험했다. 웨타 디지털은 버추얼 프로덕션 연구에도 언리얼 엔진을 사용하고 있지만, 미어캣의 목표는 최신 표준 언리얼 엔진 툴로 선형적 콘텐츠를 얼마나 수월하게 제작할 수 있는지를 보는 것이었다.  처음에 미어캣은 주요 작품으로 만들려던 영상은 아니었다. 신을 작업하는 워크플로와 프로세스에 초점을 두면서, 어떤 수준까지 도달하는지 알아보려는 일종의 테스트 용도였다. 웨타 디지털은 다양하고 혁신적인 헤어와 그루밍 작업을 해왔으며, 전통적인 장편 영화에서 사용되는 헤어와 퍼 애셋을 개발했다. 웨타 스튜디오의 전용 파이프라인을 사용하지 않고 표준 언리얼 엔진 툴을 실험한 것과 더불어 리얼타임 워크플로에 초점을 맞췄다는 점이 이 프로젝트와 다른 프로젝트의 차이라고 할 수 있다. 제작팀은 퍼가 구현되어야 하는 캐릭터를 제작하면서 즉각적인 피드백으로 샷을 반복 작업할 수 있다는 것이 애니메이터에게 어떤 도움을 줄 수 있는지를 알아내고 싶었다.  팀은 2019년에 영화 ‘혹성탈출’의 두 캐릭터인 시저와 모리스로 첫 테스트를 시작했는데, 이들 캐릭터는 디지털 퍼로는 최상급의 퀄리티를 보여줬다. 하지만 팀은 복잡한 기존 애셋 대신 상용화된 소프트웨어로 처음부터 새로운 캐릭터를 제작하면서 파이프라인을 시험해보기로 했다.   ▲ 이미치 출처 : 언리얼 엔진 홈페이지, 웨타 디지털   캐릭터는 마야에서 모델링됐고, 캐릭터의 퍼 그루밍은 페레그린 랩스(Peregrine Labs)의 마야 플러그인인 Yeti로 만들었다. 그 후 그룸을 얼렘빅 파일로 익스포트하고 언리얼 엔진으로 임포트했다. 첫 테스트를 성공적으로 마치자 팀은 몰리라는 이름의 미어캣과 그 몰리를 위협하는 독수리가 등장하는 새로운 단편 영화 스토리를 만들기로 했다. 특별 프로젝트팀은 정확한 참고자료를 얻기 위해 웨타 디지털과 긴밀한 협력 관계에 있는 웰링턴 동물원을 방문해 미어캣을 실제로 관찰하기도 했다.  제작팀은 전통적 스토리보드로 스토리 아이디어를 전개한 후, ‘체스 피스 프리비즈/모션 스테이징’이라고 부르는 간단한 퀄리티 수준의 스케치 작업을 했다. 이는 애니메이션뿐 아니라 환경 작업에도 영향을 미쳤다. 굴 자체는 커스텀 모델이었지만 배경과 주변 바위는 언리얼 엔진에서 모두 무료로 사용할 수 있는 퀵셀 메가스캔으로 제작했다. 이러한 애셋은 환경을 조정하거나 특정 카메라 각도로 ‘드레싱’할 때를 대비해 언리얼 엔진에서 활성화되었다.  캐릭터를 만들고 캐릭터에 애니메이션을 구현하는 초기 단계에서는 반복작업이 가장 큰 요인이다. 웨타 디지털의 애니메이터는 마야와 언리얼 엔진, 양쪽에서 신을 열어 두고 마야에서 몰리에 애니메이션을 적용한 후 언리얼 엔진에서 리얼타임 렌더링 결과를 확인할 수 있었다. 이는 언리얼 엔진의 라이브 링크 기능 덕분에 가능했는데, 이 기능은 외부 소스의 애니메이션 데이터를 언리얼 엔진으로 스트리밍하고 사용할 수 있는 공통 인터페이스를 제공한다.   ▲ 이미지 출처 : 언리얼 엔진 홈페이지   제작팀은 라이팅, 머티리얼, 애니메이션과 관련하여 모든 각도에서 신을 확인할 수 있었다. 문제가 있거나 개선이 필요한 부분을 직접 볼 수 있고, 일반 영화 파이프라인의 추가 없이 빠르게 반복작업을 할 수 있었다. 이 프로젝트가 가능했던 이유 중 하나는 바로 라이브 링크이다. 마야에서 애니메이션 컨트롤을 조정하고 언리얼 엔진에서 어떤 모습인지 확인함으로써 매우 잘 통제된 방식으로 작업을 진행할 수 있었다. 애니메이터는 장면별 작업 외에도 몰리와 독수리의 올바른 퍼포먼스에 필요한 애니메이션 릭을 개발했다. 독수리 날개는 특히 복잡했는데, 정확히 몸 안으로 접혀야 했고 하늘을 날 때는 완전히 펼쳐진 모습도 보여줘야 했다. 제작팀은 독수리 스켈레탈 메시의 일부로 지오메트리 기반의 깃대를 정교하게 설정함으로써 깃가지를 스트랜드로 바인딩하여 독수리의 아름다운 페더를 만들 수 있게 했다.    ▲ 이미지 출처 : 언리얼 엔진 홈페이지   애니메이터가 페더에 콜리전 이슈 없이 리얼타임으로 동작하는 독수리를 만드는 것은 엄청나게 복잡한 작업이었다. 몰리는 40만 개의 스트랜드로 그루밍되었지만, 독수리는 370만 개 이상의 스트랜드로 그루밍되었다. 예전에는 아티스트가 게임 엔진에서 조류의 날개를 처리하려면 카드를 사용해야할 수도 있었지만, 언리얼 엔진 4.26의 새로운 헤어 렌더링 및 시뮬레이션 시스템을 통해 매우 정확하게 페더가 구현된 날개를 제작할 수 있게 되었다. 애니메이션 감독 루도빅 샤일로(Ludovic Chailloleau)가 만든 몰리의 턴테이블 워크 사이클은 대다수 팀원들에게 전환점이 되었다. 그들은 자신감있게 프로젝트에 착수했지만 프로젝트 성격상 끊임없이 새로운 헤어와 퍼 기술을 추진해야 했는데, 카베자스의 셰이더와 결합한 샤일로의 절묘한 애니메이션은 팀원들에게 인상적인 최종결과를 보여줌으로써 이 방식이 성공할 것이라는 확신을 주었다.    ▲ 이미지 출처 : 언리얼 엔진 홈페이지   언리얼 엔진의 셰이더는 지금까지 팀에서 사용하던 셰이더와 매우 비슷했기 때문에 제작팀이 원하던 수준의 리얼리즘을 구현할 수 있었다. 이 정도의 리얼리즘을 구현하려면 전반적인 콘셉트를 잘 이해하는 것이 무엇보다 중요하다. 가령 몰리는 건조하고 거친 사막 땅을 돌아다니면서 굴을 들락날락하기 때문에 캐릭터의 모습을 표현하려면 애니메이션을 보고, 컨텍스트를 살펴보고, 이를 염두에 두고 그루밍해야 한다. 그 결과 몰리의 발 주변에 털이 뭉치고 엉킨 부위가 추가되었다. 팀은 몰리가 흙먼지 속에서 움직이다 보면 이 작품의 사막 설정을 고려했을 때 몰리의 퍼가 더 건조하고 덜 기름질 것으로 봤기 때문이다. 이런 요인들을 그루밍에 포함하면 해당 환경 속 몰리를 더 현실적으로 표현하고 환경과의 연관성을 지을 수 있었다.   ▲ 이미지 출처 : 언리얼 엔진 홈페이지   몰리가 알 위에서 균형을 잡는 애니메이션과 라이팅은 쉽지 않았다. 앰비언트 오클루전에 라이트매스를 사용했고, 라이트매스 임포턴스 볼륨을 사용하여 간접광을 그려냈다. 여기에 직접광의 다이내믹 라이팅을 결합함으로써 원하는 퀄리티의 라이팅을 만들고, 땅에서부터 몰리에게 부드럽게 바운스되는 라이팅과 백라이트가 근사하게 구현되는 독수리 페더를 표현할 수 있었다. 웨타 디지털의 담당자는 본격적인 작업 전에 언리얼 엔진에서 물리적 현실부터 작업했는데, 포토메트릭 라이팅 퀄리티가 제대로인지, 태양이 10만 럭스 정도인지, 카메라 노출을 현실적으로 설정했는지 등을 확인하는 작업이다.  현실 조건을 일대일로 일치시킨 후에는 팀에서 ‘영화 조명(movie lighting)’이라고 하는 것을 도입한다. 예를 들어, 독수리가 공격할 때 몰리가 굴속에 숨으며 카메라를 쳐다보는 장면이 있는데, 작업자에게는 이 장면이 라이팅을 설정하기가 가장 힘든 장면이었다. 언리얼 엔진의 라이팅은 극도로 사실적이고 물리적으로 타당하게 구현되지만, 실제로는 몰리의 표정을 보기에 굴 속이 너무 어두울 것 같아 이 장면에선 이펙트에 약간의 트릭을 가미했다.   ▲ 이미지 출처 : 언리얼 엔진 홈페이지   이런 ‘영화 조명’을 진짜처럼 보이게 만드는 기술은 웨타 디지털을 돋보이게 하는 기술이다. 미어캣에서는 붉은 간접 반사광과 미묘한 눈빛으로 미어캣의 생각과 반응을 나타낸다.  최종본을 제작하기 위해 제작팀에서는 언리얼 엔진의 3D 비선형 에디터인 시퀀서에 있는 애니메이션 기능을 활용했고, 마지막으로 무비 렌더 큐를 사용해 최종 프레임을 출력했다. 이 기능을 사용하면 누적된 안티 에일리어싱과 모션 블러를 통해 최대 퀄리티로 렌더링할 수 있지만, 리얼타임보다는 약간 느리다. 그럼에도 기존의 오프라인 렌더링보다는 비교도 안되게 빠르기 때문에 선형 출력에 이상적이다. 온라인용으로 제작된 영화라 1920x1080으로 마스터링했지만, 4K로도 테스트 샷을 출력했는데 그 결과는 정말 놀라웠다.   ▲ 이미지 출처 : 언리얼 엔진 홈페이지   미어캣을 제작한 소규모 팀은 언리얼 엔진 4.26의 새로운 표준 툴을 제대로 활용하면 높은 퀄리티의 영상물을 제작할 수 있다는 것을 입증했다. 미어캣을 제작한 담당자들은 언리얼 엔진이 있다면 누구든지 자신의 집에서 멋진 크리처를 만들 수 있고, 창의력과 기술력, 예술성을 발휘할 수 있음을 보여줬다.      기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어는 NX 소프트웨어의 최신 버전을 출시했다. 최신 버전에서는 기업들이 모범 사례(Best Practice)를 구축하고 인공지능(AI)을 활용해 생산성을 획기적으로 향상시키는데 도움이 될 3D 기반의 도면 작업(Model Based Definition)에 대한 규칙(rule) 및 지식(knowledge) 기반 접근법이 추가되었다.     NX의 3D 기반 도면 작업은 모델의 크기와 형태에 관계없이 다양한 특성을 정의하는 방대한 자동 생성 알고리즘을 제공해 진정한 의미의 포괄적 디지털 트윈을 가능하게 한다. CAD 3D 모델에 기존 2D 도면에 사용되는 다양한 데이터를 자동 생성함으로써, 이제 엔지니어들은 2D 주기가 3D에 달린 체계적인 방식으로 제품의 완전한 디지털 정의를 생성할 수 있으며, 설계부터 생산, 검증에 이르는 생산 프로세스 전반에 걸쳐 3D를 마스터데이터로 관리할 수 있는 통일성을 확보할 수 있다. 특허 기술인 NX 3D 기반의 도면 작업 자동화는 기업이 설계 프로세스를 디지털화하고 2D에서 3D로 전환할 때 직면하는 많은 어려움에 대한 해답을 제공하고 있다. 3D CAD 설계의 맥락에서 도면 기반 워크플로를 복제하려고 할 때, 많은 기업들은 아직도 디지털 트윈과 디지털 스레드를 활용하는데 필요한 진정한 비즈니스 인텔리전스를 확보할 수 있는 도구를 갖추지 못한 채 3D 도면을 사용하고 있다.  설계자와 엔지니어는 NX 3D 기반의 도면 작업을 이용하여 자동으로 데이터를 생성 및 재사용함으로써 모델에 더 많은 인텔리전스를 추가할 수 있으며, 추후 다른 제품 및 의사 결정에 3D 데이터를 활용하는 진정한 3D 모델 기반 기업(Model Based Enterprise)으로 나아갈 수 있다. 또한 자동으로 데이터를 검증하고 수정하는 프로세스를 추가함으로써 기업은 새롭고 혁신적인 방식으로 3D 설계를 활용하고 비즈니스 전반의 생산성을 높일 수 있다.