주요 디지털 트윈 소프트웨어 디지털 트윈 모델 생성 및 배포 솔루션, Ansys Twin Builder 개발 : Ansys, www.ansys.com 자료 제공 : Ansys Korea, 02-6009-0500, www.ansys.com   Ansys Twin Builder는 디지털 트윈(Digital Twin) 기술을 활용하여 실제 물리 시스템을 가상 환경에서 시뮬레이션하고 최적화할 수 있는 솔루션이다. 멀티피직스 시뮬레이션 기술을 기반으로 물리 모델과 실시간 센서 데이터를 결합하여 예측 유지보수 및 성능 최적화를 지원한다. 제조, 자동차, 항공우주, 전자, 에너지, 의료 등 다양한 산업에서 활용된다.   1. 주요 특징 (1) Physics 기반의 디지털 트윈 구축 IoT 데이터 및 시뮬레이션 모델을 결합하여 정밀한 디지털 트윈 모델 생성 (2) 실시간 시뮬레이션 및 예측 유지보수 지원  센서 데이터를 활용하여 장비의 고장 가능성 예측 및 유지보수 최적화 (3) 멀티피직스 통합 분석  전자기, 유체, 구조, 열 해석을 통합하여 복잡한 시스템 성능 분석 가능 (4) AI 및 머신러닝 연계 가능  OptiSLang을 활용한 AI 기반 최적화 및 데이터 분석 지원 (5) IoT 및 클라우드 플랫폼과 연계  AWS, Microsoft Azure, PTC ThingWorx 등 다양한 IoT 플랫폼과의 호환성 제공 2. 주요 기능 (1) 디지털 트윈 생성 및 실행  시뮬레이션 모델을 물리 데이터와 연결하여 실시간 가상 시뮬레이션 수행 (2) Model-Based Systems Engineering(MBSE) 지원  시스템 레벨 설계를 위한 MBSE 기반 시뮬레이션 제공 (3) 고급 시뮬레이션 및 자동화  MATLAB, Simulink, FMI 모델과 통합 가능하여 복잡한 시스템 해석 (4) PLM 및 데이터 관리 통합  Siemens Teamcenter, PTC Windchill 등 주요 PLM 시스템과 연계하여 제품 수명주기 관리 지원 (5) Predictive Maintenance 기능 내장  실시간 데이터 분석을 통해 유지보수 전략 개선 3. 도입 효과 ■ 설비 가동률 향상: 디지털 트윈을 활용한 사전 예측 유지보수로 시스템 다운타임 감소 ■ 제품 개발 기간 단축: 프로토타입 제작 없이 가상 환경에서 제품 설계 검증 가능 ■ 운영 비용 절감: 최적화된 유지보수 전략을 통해 운영 및 유지보수 비용 절감 ■ 설계 품질 향상: 실제 운영 데이터를 기반으로 제품 설계 개선 및 성능 최적화 4. 주요 고객 사이트 ■ 제조업: 두산 그룹, POSCO  ■ 자동차: 현대자동차그룹, LS Automotive Technologies, HL Mando ■ 항공우주: Korea Aerospace Industries (KAI), Hanwha Aerospace ■ 반도체/전자: Samsung Electronics, SK Hynix, LG Electronics, Samsung Electro-Mechanics, Samsung Display, LG Display, LG Innotek, LX Semicon ■ 에너지: LG Energy Solution, SK On, Samsung SDI, Hyundai Electric & Energy Systems, Doosan Enerbility, Hanwha Solutions   상세 내용은 <디지털 트윈 가이드>에서 확인할 수 있습니다. 상세 내용 보러가기

델 테크놀로지스가 지난 3월 26일, 서울 그랜드 인터컨티넨탈 파르나스에서 ‘델 생성형AI 메가 런치(GenAI Mega Launch)’를 열고 2025년형 AI PC 및 클라이언트 제품들을 대거 공개했다. 이번 행사는 ‘델(Dell)’이라는 단일 브랜드로 클라이언트 제품군을 통합한 이후 첫 공식 발표 자리로, 델의 클라이언트 전략이 AI 중심으로 재편되고 있다는 점을 강조하는 무대였다. ■ 박경수 기자   ▲ 델 테크놀로지스 생성형AI 메가 런치(GenAI Mega Launch)’ 행사 전경   델은 ‘NPU(Neural Processing Unit, 신경망 처리 장치)’를 탑재한 차세대 AI PC는 물론, 워크스테이션, 클라우드 인프라, 데이터센터, 소프트웨어 및 AI 서비스까지 아우르는 ‘엔드-투-엔드 AI 포트폴리오’를 통해 시장을 선도하겠다는 청사진을 밝혔다. 워크스테이션 포트폴리오인 ‘델 프로 맥스(Dell Pro Max, 전 ‘델 프리시전’)’ 라인업에 엔비디아의 가장 강력한 전문가용 그래픽 설루션인 엔비디아 GB10·GB300 슈퍼칩을 탑재하는 등 최신 AI 기술을 발빠르게 적용해 제품 포트폴리오를 빠르게 확장하고 있다.   브랜드부터 제품군까지 통합…3단계 AI PC 라인업 도입 올해 초부터 델은 기존의 PC, 모니터, 액세서리, 서비스 브랜드를 ‘델’로 통합하고, AI PC 선택을 쉽게 하기 위해 ‘델 프로 노트북(Dell Pro Laptop)’ 시리즈로 기업용 라인업을 재정비했다. 등급도 ‘엔트리’, ‘플러스(Plus)’, ‘프리미엄(Premium)’으로 세분화해 고객의 요구와 예산에 따른 맞춤형 선택이 가능하다. ‘델 프로 노트북’은 인텔 코어 울트라 시리즈 2(Intel Core Ultra processors Series 2) CPU를 탑재했으며, 추후 AMD 라이젠(AMD Ryzen) 프로세서를 탑재한 제품도 출시될 예정이다. 고성능 CPU, GPU, NPU를 탑재해 ‘코파일럿’과 같은 온-디바이스 AI 기능과 향상된 배터리 수명을 지원해 강력한 생산성을 안정적으로 제공한다. 깔끔한 디자인에 작고 슬림한 폼팩터를 갖췄고, 내구성이 우수한 소재를 적용해 휴대성이 뛰어나다. 또한 ‘델 프로 노트북’에는 사용자들이 최적의 AI 모델을 찾고 훈련하여 애플리케이션에 적용하도록 돕는 NPU 기반의 ‘델 프로 AI 스튜디오(Dell Pro AI Studio)’ 툴킷이 탑재됐으며, 이를 통해 AI 모델 개발 및 배포까지의 기간이 대폭 줄어들 것으로 예상된다. 델 노트북의 대표 모델인 ‘델 프로 13 프리미엄’은 약 1kg 초경량에 13형 디스플레이, 고해상도 8MP HDR 카메라, 조용한 듀얼 팬 냉각 시스템을 갖췄고, AI 워크로드 속도는 이전 세대 대비 3.5배 향상됐다. ‘델 프로 14 플러스’는 배터리 지속 시간이 46% 늘었고, AI 처리 성능도 3.7배 향상됐다. 두 제품 모두 인텔 코어 울트라 시리즈 2 CPU를 탑재했으며, 향후 AMD 라이젠 탑재 모델도 선보일 예정이다. 그리고 온디바이스 AI 지원, NPU 기반 ‘델 프로 AI 스튜디오’ 툴킷을 제공해 AI 모델 훈련과 배포까지 지원하는 점이 특징이다.   ▲ 한국 델 테크놀로지스 오리온 상무   한국 델 테크놀로지스의 오리온 상무는 “지난 2020년 코로나19의 등장으로 노트북과 PC에 대한 수요가 크게 늘었다. 이제 4년이 지난 상황이라 PC 및 노트북 교체 수요가 증가할 것으로 보고 있다”면서 2025년 PC 시장의 기회 요소를 설명했다. 또한 “2024년 AI가 PC 및 노트북 등 사용자의 업무 환경들을 변화시키고 있다”며, “오는 10월에 마이크로소프트가 윈도우 10에 대한 지원을 중단할 예정이라, 윈도우 11로 전환될 경우 새로운 노트북과 PC 환경에 대한 수요가 크게 늘어날 것으로 기대한다”고 말했다. 한국 델 테크놀로지스 정재욱 부장은 “노트북, 데스크톱, 워크스테이션, 서버에 이르는 델의 모든 제품들이 ‘델’이라는 통합 브랜딩으로 바뀌었다”고 말했다. 하지만 “델 에이리언처럼 기존 브랜딩 네이밍도 살려 마케팅을 강화해 나갈 계획이다”라고 말했다. 또한 “인텔 CPU 외에도 새롭게 AMD, 퀄컴과 협력하게 되어 개인용 및 기업용에서도 더 다양한 제품군을 공급할 수 있게 됐다”고 설명했다.   ▲ 한국 델 테크놀로지스 정재욱 부장   모니터 라인업도 일원화… IPS 블랙 기술로 차별화 모니터 분야도 사용자의 니즈에 따라 모니터 제품을 손쉽게 선택할 수 있도록 ‘델 울트라샤프(Dell UltraSharp)’, ‘델 프로(Dell Pro)’, ‘델’로 구분한 통합 브랜딩을 적용했다. 그 중 가장 주목받은 제품은 ‘델 울트라샤프 27 4K 썬더볼트 허브(U2725QE)’로, 세계 최초로 3000:1 명암비의 IPS 블랙 기술을 적용했다. 기존 IPS 대비 47% 깊은 블랙 표현, 89% 향상된 실외 명암비를 제공하며, TUV 라인란드 5-스타 인증, 최대 140W 썬더볼트 PD 충전도 지원한다. 함께 공개된 ‘델 프로 14 플러스 포터블 모니터(P1425)’와 ‘델 프로 32 플러스 4K 허브 모니터(P3225QE)’는 각각 휴대성과 시각 경험 강화를 겨냥한 제품으로, 이동성·색 정확도·화면 공유 편의성을 모두 갖췄다. 델 프로 14 플러스 포터블 모니터는 16:10 화면 비율의 14인치 IPS 디스플레이를 탑재한 초경량 휴대용 모니터로, 65W 전력 공급 및 데이터 전송, 영상 출력을 위한 USB-C 타입 단자를 내장해 사용자의 편의성을 높였다. 10도부터 90도까지 기울기 조절이 가능한 틸트(tilt) 기능으로 사용자의 세컨드 모니터로 활용하거나 대면 회의 중 모니터를 기울여 다른 참석자와 화면을 공유하는 데 유용하며, 100×100 VESA 마운트로 모니터 암에 거치할 수도 있다. 32인치 4K 모니터인 ‘델 프로 32 플러스 USB-C 허브 모니터’는 100Hz의 고주사율과 99% sRGB 색역대, 1500:1 명암비를 지원하며, TUV 라인란드(TUV Rhineland)의 ‘아이 컴포트(eye comfort)’ 부문 ‘4-star’ 인증을 받아 선명하면서도 편안한 시각 경험을 제공한다.   ▲ 델 테크놀로지스 미디어 간담회 전경   ‘하드웨어 회사’에서 ‘AI 통합 파트너’로 이번 행사는 델이 단순한 PC 제조사를 넘어, AI 시대에 맞는 인프라와 디바이스, 소프트웨어, 툴킷까지 아우르는 ‘AI 통합 파트너’로 진화하고 있음을 보여주는 자리였다. 브랜드 통합과 제품 포트폴리오 재정비는 그 출발점이며, 향후에는 파트너십과 생태계 전략을 어떻게 확장해나갈지가 관건이다. 한국 델 테크놀로지스 김경진 총괄사장은 “올해는 AI가 일상과 업무 환경에 필수 기술로 자리 잡는 원년이 될 것으로 예상되는 가운데, 델은 사용자들이 AI 시대의 다양한 니즈에 맞춰 최적의 클라이언트 제품을 선택할 수 있도록 새로운 통합 브랜딩을 선보였다”라며, “델 테크놀로지스는 클라이언트 설루션부터 서버, 스토리지, 소프트웨어 및 서비스와 개방형 에코시스템에 이르기까지 다양한 AI 사용 사례를 구현할 수 있는 엔드-투-엔드 AI 포트폴리오를 보유하고 있으며, 고객들이 AI 기반의 미래에 민첩하게 대응하고 최고의 생산성과 효율성을 구현할 수 있도록 최선을 다해 지원하고 있다”고 말했다.   ▲ 한국 델 테크놀로지스 김경진 총괄 사장     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

산업 디지털 전환을 위한 버추얼 트윈 (1)   이번 호부터 산업 분야에서 버추얼 트윈(virtual twin)을 구축하고 활용하기 위한 다쏘시스템의 솔루션을 살펴본다. 첫 번째로 소개하는 다이몰라(CATIA Dymola)는 모델 기반 시스템 설계와 시뮬레이션을 위한 툴이다. 다이몰라는 다양한 산업 분야에서 사용되며, 기계, 전기, 열, 유체, 제어 시스템 등 다양한 시스템의 거동(behavior)을 모델링 및 시뮬레이션할 수 있다. 다이몰라를 알기 위해서는 우선 모델리카(Modelica)에 대해 알아야 한다.   ■ 안치우 다쏘시스템코리아의 카티아 인더스트리 프로세스 컨설턴트로 CATIA Dymola를 활용한 1D 시뮬레이션을 담당하고 있다. 관심 분야는 Modelica, FMI, 1D~3D 코시뮬레이션, SysML 기반의 Modelica 모델 개발이며 LG전자, 삼성전자, SK하이닉스 등 다수의 프로젝트 및 제안을 수행하고 있다. 홈페이지 | www.3ds.com/ko   1D 시뮬레이션이란 시간의 흐름에 따라 지배 방정식을 1차원으로 한정지어 계산하는 방법을 의미한다. 예를 들어, 스프링-댐퍼 시스템에서 길이 방향인 하나의 차원에서 수학적 모델링을 통해 빠른 시간 내에 결과를 도출해 검토할 수 있다. 장점으로는 모델 구성 및 검토의 시간이 빠르고, 표현의 제약이 적으며, 시스템간 상호 작용을 효율적으로 검토 가능하다. 단점으로는 시스템의 기능을 수식화하기 위해 도메인(domain)에 대한 높은 이해도가 필요하고, 인풋(input) 정보의 품질에 따라 아웃풋(output)이 민감하게 반응한다.   모델리카는 시스템 모델링을 위한 언어이다. 모델리카(Modelica)는 1996년 모델리카 어소시에이션(Modelica Association)에 의해 개발된 시스템 모델링을 위한 언어이다. 무료로 사용할 수 있고, 여러 개발자 및 전문가에 의해 개발되고 있다. 모델리카는 시스템 모델링을 지원하며, 다쏘시스템에서는 시스템 모델링의 원활한 시뮬레이션을 위한 솔버 알고리즘을 개발하고 있다. 다이몰라에는 모델 시뮬레이션을 위한 다양한 솔버가 내장되어 있다. 사용자는 문제 해결을 위한 미분방정식에 대한 표현을 모델리카 문법에 맞게 표현함으로써 시뮬레이션을 위한 모델링은 끝났다고 볼 수 있으며, 이러한 이유 때문에 모델리카는 C, C++, 포트란(Fortran) 등 타 언어에 비해 코드량이 적다는 것을 알 수 있다. 모델리카의 모델링 방법에는 텍스트 타입으로 방정식을 정의할 수 있고, 또한 유저에게 친근한 GUI(그래픽 사용자 인터페이스)를 활용한 객체 모델링 기반으로 모델을 구성할 수 있다.    모델리카는 비인과적/인과적 해석을 모두 지원한다. 인과적(causal) 모델링과 비인과적(acausal) 모델링은 둘 다 시스템이나 현상을 설명하고 예측하기 위한 방법론이다.   그림 1   비인과적 모델링은 원인과 결과 간의 인과 관계를 명확히 구분하지 않고 시스템의 구성요소 간의 관계를 모델링하는 방법이다. 이 방법은 일반적으로 동적 시스템의 거동을 설명하거나 예측할 때 사용하며, 시스템의 구성 요소와 그들 간의 관계를 수학적 방정식으로 표현하여 시스템의 동작을 설명한다. 각 요소가 다른 요소에 의해 어떻게 영향을 받는지를 보다 전체적으로 이해하는 데에 도움이 된다. 인과적 모델링은 원인과 결과 간의 인과관계를 중심으로 모델을 구성한다. 이 모델링 기법은 일반적으로 인과관계를 고려하여 시스템의 동작을 설명하고 예측한다. 예를 들면 A가 B에 어떻게 영향을 주는지, 또는 어떤 요인이 결과에 어떻게 기여하는지를 분석한다. 주로 원인과 결과 간의 관계를 나타내는 도표나 그래프를 사용해 시각화하며, 시간의 흐름을 고려하여 이전 사건이 이후 사건에 어떻게 영향을 미치는지를 이해한다.  비인과적 모델링은 물리적 시스템의 동작을 설명하는데 유용하다. 예를 들어, 열 전달, 유체 흐름, 전기 회로 등과 같은 시스템에서 원인과 결과 간의 명확한 인과 관계를 파악하기 어려운 경우가 있다. 이러한 시스템은 에너지, 질량 또는 정보의 흐름을 모델링하여 설명할 수 있다.    모델리카는 해석 솔버에 대한 개발이 필요 없다. 실제 모델링 후 유저는 소스코드를 볼 수 있고, 해석 결과를 확인 할 수 있다. 그렇지만 솔버에 대한 구현 방식은 확인할 수 없다. 다이몰라에 솔버가 내장되어 있어 유저는 미분방정식에 대한 표현을 모델리카 문법에 맞게 표현하면, 유저가 모델링한 시스템에 대한 해석 결과를 확인할 수 있다. 이러한 이유로 인해 모델리카의 코드량은 타 언어에 비해 적다. 솔버가 해석 결과를 보여주기 위해 <그림 2>를 참조하면, 모델리카 file(*.mo)를 C 언어로 변환하고 참조할 라이브러리와 함께 컴파일을 수행하기 때문에 유저는 이 과정을 인식하지 못하는 경우가 많다.   그림 2     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

멀티피직스 해석 소프트웨어, Simulation X   주요 CAE 소프트웨어 소개   ■ 개발 : ESI, www.esi-group.com ■ 자료 제공 : 한국이에스아이, 02-3660-4500, www.esi-group.com ESI의 Simulation X(시뮬레이션 엑스)는 복잡한 동적 시스템의 모델링, 시뮬레이션 및 분석을 위한 Multi physics 시뮬레이션 분야에서 잘 알려진 소프트웨어이며, Modelica 언어를 기반으로 한 상용 솔루션으로 다양한 분야에서 활용되고 있다.  개발자는 Modelica 라이브러리부터 상용 라이브러리까지 방대한 라이브러리를 사용하여 개발 모델을 쉽게 구성할 수 있다. 또한 막강한 사용자 에디터 툴(Type designer)을 제공하여 사용자가 기존의 라이브러리를 확장하거나 새로운 라이브러리를 쉽게 제작 및 배포할 수 있다.  FMU(Functional Mock-up Unit)/FMI(Functional Mock-up Interface)를 지원하고 다른 프로그램과 연동하여 계산을 수행할 수 있으며, Multiphysics에 최적화되어 있어 Multi-body system과 Fluid dynamics, Control logic 등 서로 다른 물리 모델을 하나의 모델로 구현할 수 있다.  실제 물리 기반의 통합 라이브러리는 점점 더 복잡해지고 있는 산업 분야에서 확실한 기준으로 Simulation X를 확립하는 데 도움이 되었다. 현재까지 약 27개국 700명 이상의 고객들이 다양한 산업 분야에서 Simulation X를 사용하고 있다. 1. 제품의 주요 기능 및 특징 (1) Easy modeling and Fast calculation 형상 모델링이 필요 없고, 물리 기반 모델링으로 모델 구성이 쉬우며, 시스템 기반의 수학 모델 사용으로 계산 시간이 빠르다. (2) Modular system setup 방대한 시스템 라이브러리를 제공하고, 사용자 라이브러리 툴(Type designer)을 지원한다. (3) Easy coupling FEM, MATLAB, Simulink와 연계 시뮬레이션이 가능하며, FMU/FMI를 지원한다. (4) Model library Modelica 기반의 다양한 라이브러리를 제공하여 모델을 쉽고 빠르게 구성할 수 있다. (5) Optimization 주요 인자의 기여도 분석을 통한 제품 성능 개선을 개발 초기 단계부터 빠르게 검토할 수 있다. (6) Real-time simulation 실시간 해석으로 MiL(Model-in-the-Loop)/SiL(Software-in-the-Loop)/HiL(Hardware-in-the-Loop) 구현이 가능하다.     좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

1D CFD 해석 소프트웨어, Simcenter Flomaster   주요 CAE 소프트웨어 소개     ■ 개발 : 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, www.siemens.com ■ 자료 제공 : 델타이에스, 070-8255-6001, www.deltaes.co.kr Simcenter Flomaster는 엔지니어가 유동 흐름을 가상 시뮬레이션하고 최적화해 기체, 액체, 2상 시스템의 효율적 성능을 보장할 수 있도록 지원한다. 개발 주기 초반에 실행되는 이 작업으로 가장 효과적인 시점에 변경을 실시해 문제를 해결함으로써 출시 시간을 단축하고 비용을 절감할 수 있다. Simcenter Flomaster는 내부에 갖춰진 경험적 데이터와 대규모 컴포넌트 라이브러리, 샘플 시스템을 제공해 엔지니어링 생산성을 향상시킨다. 정상 상태 및 천이 솔버로 신속한 컴포넌트 크기 결정, 압력, 온도, 시스템 전체 유동 연구를 실시하고 압력 서지와 같이 실제 운영 여건 중 발생하는 시스템 성능 문제를 모니터링할 수 있다. 대규모 엔지니어링 프로세스의 일환인 Simcenter Flomaster는 특정 컴포넌트에 대한 세부사항이 필요한 경우 Simcenter FLOEFD와, 전체 시스템의 시스템 분석이 필요한 경우 FMI(Functional Mock-up Interface)를 통해 타 시스템 수준 도구와 긴밀히 연동된다.   1. 디지털화의 선두주자 디지털화는 크고 복잡한 배관 시스템과 협력하는 산업을 위한 기술 및 비즈니스 프로세스를 개선할 수 있는 중요한 기회를 제공한다. 새로운 기술이 빠른 속도로 도입되고 있지만, 기존의 안전 및 규정 준수 요구 사항은 크게 변하지 않는다. 새로운 기술에 의해 구동되는 혁신은 발전, 환경, 화공 등 다양한 각종 플랜트 및 공정 설비에서 이러한 비협상 요구 사항에 의해 제한된다. Simcenter Flomaster 소프트웨어는 디지털화의 다음 단계를 구현하는데 앞장서고 있다. 초기 엔지니어링 단계에서 모델링 및 시뮬레이션의 사용이 증가하고 있으며, 일반적으로 3D 플랜트 레이아웃, 공정 흐름 다이어그램 및 공정 및 계측 다이어그램(P&I)을 포함하는 플랜트 설계 CAD 환경 내에서 열유체 분석을 통한 시스템 시뮬레이션 솔루션이다.   2. 설계 및 분석 통합  설계 단계에서 분석의 통합은 CAE 모델 생성에 소요되는 귀중한 엔지니어링 시간을 줄인다. 플랜트 설계 환경에서 배관 시스템을 만들기 위해 많은 시간과 비용이 투자되었지만, 기존의 설계/분석 워크플로는 시뮬레이션을 위한 CAE 모델을 만드는데, 리소스의 부적절한 활용을 지적한다. 이는 워크플로를 간소화하고 발전 및 각종 플랜트 및 공정 산업의 혁신의 토대를 형성하는 지속적으로 연결되는 디지털 스레드에 대한 업계 전반의 필요성을 강조한다.  Simcenter Flomaster 소프트웨어를 사용하면 발전 및 각종 플랜트 설비의 여러 공정 시스템을 설계하고 분석한다. 설계 워크플로는 적절한 장비를 선택하고 안전성과 효율성을 위해 설계를 최적화하기 위해 여러 파이프 및 장비 배열을 분석하는 것이 포함된다. 기존의 모델링 접근 방식은 네트워크 회로도를 만들기 위해 시스템 순서도 및 파이프라인 등다양한 메트릭의 입력이 필요하다. 시스템 순서도 및 배관 아이소메트릭은 원하는 순서로 다양한 구성 요소를 조립하고 관련 기하학적 및 성능 데이터를 각각 추가하여 생성된다. 이 방법은 CAD 시스템과 독립적으로 작동하도록 설계된 CAE 툴의 전형적인 프로세스이다. 설계자는 기하학적 드로잉 또는 라우팅 레이아웃 모델링 외에도 성능 및 안전에 대한 선택 사항의 의미를 이해해야 한다. CAE의 목적은 성능과 기능에 따라 설계를 최적화하고 개선하는 것이다. 업계는 기존의 워크플로를 넘어 디지털 데이터와 모델을 활용하는 보다 통합된 접근 방식으로 이동하고 있다. 설계 프로세스에 대한 분석의 원활한 통합은 CAE의 잠재력을 최대한 실현하는데 핵심적인 것이다. Simcenter Flomaster는 엔지니어가 설계 환경 내에서 원활한 단일 인터페이스에 CAE를 통합하는데 사용한 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)를 통해 전체 제품 라인 개발을 지원한다. 3. 3D 시스템 모델링 플랜트 설계 및 공정설계 기술자들은 각자 자사 전용 P&ID 시스템 설계 소프트웨어 및 3D 플랜트 공장 모델링 소프트웨어로 만든 P&ID 및 3D 배관 모델을 포함하는 회사의 공정 시스템 모델을 제작한다. 설계 환경에서 동일한 Simcenter Flomaster 모델 및 메타데이터(예 : 파이프 클래스)에 대한 매핑 개체에 대한 정보가 있는 모델 리포지토리가 만들어 인터페이스 도구를 개발하는데 필요한 모든 빌딩 블록을 제공한다. 4. 분석 모델의 자동 생성 고객사 시뮬레이션 데이터는 중앙에서 관리되며 클라이언트는 중앙 서버에 연결하고, 관련 시뮬레이션 데이터는 동일한 리포지토리에 저장된다. 중앙 데이터 서버는 시뮬레이션에 필요한 구조화된 쿼리 언어(SQL) 데이터베이스를 호스팅하는 방법뿐만 아니라 관련 데이터의 일반 리포지토리와의 인터페이스의 역할을 상세히 제공할 수 있다. P&ID에서 파생된 매핑 스키마 및 구성 요소 연결 시퀀스는 Simcenter Flomaster 명령줄 인터페이스에서 요구하는 플로마스터 동적 네트워크 어셈블리(FMDNA) 파일을 만드는데 사용된다. 커넥터 태그를 사용하면 사용자는 여러 페이지의 프로세스 흐름을 수집하고 적절한 프로세스 스트림을 식별할 수 있다. 그런 다음 사용자 지정 API 플러그인은 CAD 환경 내에서 호출되고 여러 프로세스 스트림 및 시스템 경계를 자동으로 선택한다. 단순화된 드롭다운을 통해 사용자는 경계를 압력 또는 흐름으로 지정하고 적절한 값을 설정할 수 있다. 유체 시스템 모델의 생성은 파이프 길이 및 직경과 같은 구성 요소별 데이터에 대한 자리 표시자와 T-접합 각도 및 노즐 치수를 포함한 기하학적 정보의 직접 전송으로 완전히 자동화된다. 이렇게 하면 수동 개입이 최소화되고 엄격한 허용 오차 설정으로 검증된 모든 데이터를 사용하여 자동화된 설정이 준비되어 시스템의 성능 특성에 대한 귀중한 정보를 제공한다. 그런 다음 양방향으로 데이터를 교환하여 Simcenter Flomaster와 플랜트 설계 CAD 도구를 연결하는 강력한 디지털 스레드를 만들 수 있다. 5. 통합 설계의 이점 CAD-Simcenter Flomaster 인터페이스를 구현하면 모든 구성 요소와 차원이 3D 모델과 동기화된다. 인터페이스는 학제 간 시스템 모델링 및 프로세스 및 파이프라인 모델링과 같은 다차원 모델링을 지원한다. 사용자는 연결, 구성 요소 감지 및 모델 검증을 위한 허용 오차 검사를 통해 중단점을 처리하는 방법을 사용하여 완벽한 모델 매핑 데이터베이스를 개발할 수 있다. 펌프 및 밸브와 같은 공정 장비에 대한 데이터베이스도 개발된 기능의 일부로 통합될 수 있다. 이를 통해 사용자는 설계 인터페이스 내에서 Simcenter Flomaster를 직접 호출할 수 있다. 개념 설계 단계에서는 프로세스 변경으로 인해 디자인 모델 변경이 자주 발생한다. 사용자 개발 API 도구는 시뮬레이션 모델을 신속하게 생성하고, Simcenter Flomaster 계산 결과를 기반으로 설계에 대한 참조를 제공하고, 솔루션을 보다 정확하게 평가할 수 있도록 한다. 통합 CAD 및 CAE 접근 방식을 통해 사용자들은 엔지니어링 비용을 약 50% 절감할 수 있다. 상세 설계 단계에서 사용자는 Simcenter Flomaster를 사용하여 배관 시스템의 저항을 확인하고 파이프라인, 티, 팔꿈치 및 기타 파이프 피팅의 압력 변화를 계산할 수 있다. P&I와 3D 모델을 결합하여 유체 네트워크 모델을 자동으로 생성하면 모델링 효율성이 향상된다. 이를 통해 자동화된 모델링은 며칠 또는 몇 달 간의 지루한 엔지니어링 노력과 비교하여 몇 시간 및 몇 분 만에 훨씬 짧은 시간 주기로 완료할 수 있다.   좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

멀티피직스 해석, 시스템 시뮬레이션, Simcenter Amesim  주요 CAE 소프트웨어 소개    ■ 개발 : 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, www.plm.automation.siemens.com/global/ko ■ 자료 제공 : 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, 02-3016-2000, www.plm.automation.siemens.com/global/ko / 델타이에스, 070-8255-6001, www.deltaes.co.kr / 플로우마스터코리아, 02-2093-2689, www.flowsystem.co.kr Simcenter Amesim은 시스템 시뮬레이션 엔지니어가 시스템의 성능을 가상으로 평가하고 최적화할 수 있도록 지원하는 통합 메카트로닉스 시스템 시뮬레이션 플랫폼이다. Simcenter Amesim을 통해 초기 개발 단계에서 최종 성능 검증 및 제어 Calibration 단계에 이르기까지, 전체 시스템 엔지니어링의 생산성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한 확장 가능한 통합 시스템 시뮬레이션 플랫폼을 사용하여, 시장 출시 지연 및 품질 저하 없이 제품의 혁신을 창출할 수 있다.  Simcenter Amesim은 강력한 플랫폼 기능으로 지원되는 애플리케이션 및 산업별 특화 솔루션과 결합된 즉시 사용 가능한 다중 물리 라이브러리를 포함하며, 이를 통해 모델을 신속하게 만들고 해석을 정확하게 수행할 수 있도록 한다. 또한 엔터프라이즈 프로세스에 통합할 수 있는 개방형 환경을 제공하며, 소프트웨어를 CAE(Computer-Aided Engineering), CAD(Computer-Aided Design), 제어 소프트웨어 패키지와 손쉽게 통합하고, FMI(Functional Mock-up Interface), Modelica와 상호 호환되고, 이를 다른 Simcenter 솔루션, Teamcenter, Excel 등과 연결할 수 있다. 1. 주요 기능 (1) 시스템 시뮬레이션 플랫폼 개방적이며 강력한, 사용자 친화적인 다중 물리 시스템 시뮬레이션 플랫폼의 이점을 활용해 복잡한 시스템과 구성 요소를 모델링, 실행 및 해석할 수 있다. 1D 다중 물리학 시스템 시뮬레이션과 강력한 설계를 구현하는 데 쉽게 사용할 수 있는 고급 환경을 제공해, 다양한 스크립팅 및 커스터마이제이션을 가능하게 하여, 기존 설계 프로세스 내에서 Simcenter를 매끄럽게 통합할 수 있도록 한다.  1D 및 3D CAE 소프트웨어 솔루션과 효율적으로 상호작용하며, 지속적이며 일관된 MiL(model-in-the-loop), SiL(software-in-the-loop), HiL(hardware-in-the-loop) 가능 프레임워크를 제공해 표준 실시간 대상에 대한 모델을 신속하게 도출하여 사용할 수 있다.   (2) 시스템 통합 개발 장벽을 없애고 증가하는 시스템 복잡성을 효과적으로 처리한다. 모델 기반 설계(MBD)를 성공적으로 도입하려면 초기 아키텍처 설계에서 Calibration 단계에 이르기까지 일관성 있는 모델링 방식을 적용해야 하는데, 이러한 엔지니어링 혁신을 지원하기 위해 사용자 경험을 간소화해 효율성을 높인다. 또한 물리적 모델링과 관련된 유용한 기능과 다분야의 고유 기능이 통합돼 자동차, 비행기, 굴착기, 선박 및 그 외 산업 응용 분야에 가장 효과적인 엔지니어링 설계 프로세스를 설정할 수 있다.  (3) 메카니컬 시스템 시뮬레이션 증가하는 기계 시스템 엔지니어링 복잡성에 대응하여, 다차원(1D, 2D 및 3D) 동적 시뮬레이션을 지원하는 최첨단 모델링 기술로 저주파/고주파 현상을 해석해 강체 또는 유연체, 복잡한 비선형 마찰에 대해 알아볼 수 있다. 복잡한 지오메트리 간 접촉을 고려해 메카니즘의 신뢰성과 견고성을 향상시킨다. 또한 아키텍처 및 설계 결정을 프론트로딩할 수 있다. 플랜트 모델과 제어 모델, 코드를 연결해 강력한 메카트로닉 시스템 개발을 지원한다. (4) 열 관리 시스템 시뮬레이션 열 통합 문제를 해결할 수 있도록 사전 설계 단계에서 최종 검증에 이른 전체 설계 사이클을 망라하는 포괄적 솔루션 세트를 제공해, 열 관리를 최적화하고 효율적이며 안정적인 시스템을 설계한다. 이러한 기능을 통해 자동차, 비행기 또는 실내 쾌적성과 같은 열 성능을 극대화하는 동시에 에너지 효율성을 최적화할 수 있으며, 주변 환경과의 상호 작용을 비롯한 시스템의 실제 운영 환경을 나타낼 수 있다. 또한 에너지 회수 시스템 통합과 이것이 성능과 에너지 소비에 미치는 영향을 연구할 수 있으며, 고급의 포스트 프로세싱 기능을 활용해 시스템의 에너지 흐름을 그래픽으로 시각화할 수 있다. (5) 유체 시스템 시뮬레이션 기능 모델에서 상세 모델에 이르는 유체 시스템을 모델링할 때 전문/비전문 사용자 모두를 지원하는 포괄적인 구성요소 라이브러리를 제공해, 물리적 프로토타입 사용을 엄격히 제한하면서 유압 및 공압 구성요소의 동적 거동을 최적화한다. 다양한 구성요소, 기능 및 애플리케이션 중심 툴을 갖춘 Simcenter를 사용하면 모바일 유압 작동 시스템, 파워트레인 시스템, 항공기 연료 및 환경 제어 시스템과 같은 다양한 애플리케이션을 위한 유체 시스템을 모델링할 수 있다. (6) 전기 시스템 시뮬레이션 전장화의 핵심 시스템인 연료전지, 배터리, 모터, 인버터, 제어기 등의 시스템에 대한 기본 모델부터 상세 모델들을 제공한다. 콘셉트 설계부터 제어 검증까지 전기 및 전자 기계 시스템을 시뮬레이션할 수 있다. 메카트로닉스 시스템의 동적 성능을 최적화하고 전력 소비를 분석하며, 자동차, 항공 우주, 산업 기계 및 중장비 산업을 위해 전기 장치 제어 법칙을 설계하고 검증할 수 있는 기능을 제공한다. (8) 연료전지 시스템 시뮬레이션 연료전지 스택(PEMFC)의 맵 기반 모델, 시험 데이터 기반의 모델부터 전기화학적 모델 라이브러리 및 데모를 지원한다. 다양한 운전환경(온도, 습도, 압력 등)에 따른 스택의 전압을 예측할 수 있으며 고압탱크, 수소공급계통, 공기공급계통의 요소의 모델링을 통해 전체 연료전지 시스템의 성능과 효율을 검증할 수 있다. 나아가 연료전지 자동차의 통합 시스템 모델을 구축함으로써 콘셉트 검증 및 연비 예측, 스택의 출력 및 효율 예측, 열관리 성능을 평가할 수 있으며 제어 전략을 수립할 수 있다. (7) 추진 시스템 시뮬레이션 차세대 추진 시스템을 개발할 수 있다. 다중 물리 시스템 시뮬레이션 방식을 사용하면 다양한 아키텍처와 기술을 처리할 수 있다. 예시로는 자동차 파워트레인 전기화, UAM을 위한 전기/하이브리드 파워트레인, 우주 산업을 위한 재사용 가능한 발사 시스템, 선박을 위한 대체 연료(LNG) 사용 등을 들 수 있다. 단일 플랫폼에서 교차 시스템 영향에 대한 완전한 해석을 수행해 온보드 발전 또는 차량 오염 물질 배출과 같은 다양한 메트릭에 대한 추진 시스템의 영향을 설계하고 평가할 수 있다.     좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

  연동 해석 소프트웨어, MSC CoSim   주요 CAE 소프트웨어 소개    ■ 개발 : MSC Software, www.mscsoftware.com/kr ■ 자료 제공 : 한국엠에스씨소프트웨어, 031-719-4466, www.mscsoftware.com/kr Co-Simulation은 여러 시뮬레이션 영역을 결합함으로써 엔지니어에게 보다 완벽하면서도 전반적인 성능에 대한 통찰력을 제공한다. 소음해석에서부터 다물체 동역학(MBD), CFD, 구조 해석 및 Explicit 충돌 해석에 이르기까지 모든 것을 MSC에서 함께 연결할 수 있다.  해석 유형에 따라 엔지니어는 Co-Simulation(모델에 여러 물리적 특성을 동시에 적용) 또는 Chained Simulation(한 해석에서 다음 해석으로 해석 케이스 결과를 전달) 두 가지 방법에 대한 MSC 솔루션을 사용할 수 있다.  1. MSC CoSim 엔진  MSC CoSim 엔진은 다양한 솔버 및 해석 영역을 다중 물리 프레임워크와 직접 결합하기 위한 Co-Simulation 인터페이스를 제공하기 위해 개발되었다. 현재 바로 사용 가능한 이 첫 번째 버전을 통해 엔지니어는 Adams, Marc 및 scFLOW 간의 Co-Simulation 모델을 생성할 수 있다. 2. 기타 오픈 Co-Simulation 솔루션  CoSim 엔진 외에도 MSC는 FMI(Functional Mock-up Interface), ACSI(Adams Marc Co-Simulation Interface) 등 다른 Co-Simulation 방법론도 지원한다.   3. Chained Simulation  Chained Simulation을 사용하면 여러 부서의 CAE 엔지니어가 여러 분야를 순차적으로 통합하여 전체 시뮬레이션 정확도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, Adams Full Vehicle 모델을 통해 생성된 도로의 하중이 MSC Nastran 모델로 전달됨으로써 응력 및 내구 해석을 수행할 수 있게 된다.  

앤시스 워크벤치를 활용한 해석 성공 사례   최근, 다양한 실험 및 해석에서 축적된 데이터와 인공지능 기술의 발전으로 데이터 기반 설계(Data-Driven Design)가 활성화되고 있다. 특히 해석 데이터를 기반으로 한 메타모델은 빠른 예측 속도의 장점을 이용해 반복적인 예측이 요구되는 최적 설계와 실시간 예측이 필요한 디지털 트윈 분야에서 주로 사용되며, 부품과 시스템의 통합 최적설계나 생산 품질 관리와 같은 다양한 분야로 활용 범위가 확장되고 있다. 이번 호에서는 간단한 사례를 통해 데이터 기반 설계에서 활용되는 딥러닝 기술과 해석 데이터를 이용한 메타모델을 소개한다. 그리고 딥러닝 프로그래밍 작업 없이 해석 데이터 기반 메타모델을 쉽게 생성할 수 있는 다양한 환경과 제작 방법부터, 생성된 메타모델을 다양한 환경에서 효율적으로 사용하기 위해 FMI(Functional Mock-up Interface) 기술로 제작하는 FMU(Functional Mock-up Unit)의 생성 및 사용법까지 다루도록 하겠다.   ■ 권기태 태성에스엔이의 EBU_LF팀 수석매니저로 해석자동화 업무 및 기술지원을 담당하고 있다. 이메일 | gtkweon@tsne.co.kr 홈페이지 | www.tsne.co.kr   메타모델이란 우선, 메타모델의 정의와 활용에 대해 짚고 넘어가보자. 메타모델(metamodel)은 ‘모델의 모델’이라는 의미로, 복잡한 모델을 간소화하여 설명하거나 정의하는데 사용된다. 근사방법(approximation method)을 사용해 원래의 모델을 재모델링함으로써 만들어지는 간결한 형태의 모델을 의미한다. 이러한 메타모델의 정의나 활용은 적용되는 분야에 따라 다르게 사용된다. 우선 기계학습의 메타모델은 다른 기계학습 모델을 이해, 분석, 또는 간략하게 표현하기 위한 목적으로 사용되며, 소프트웨어 엔지니어링 분야에서는 UML을 통해 시스템의 구조와 속성을 추상화하고 표준화하는데 사용된다. 시뮬레이션 및 최적화 분야의 메타모델은 복잡한 시뮬레이션 모델이나 실제 세계의 시스템을 간단한 수학적 모델로 대체하며, 이를 통해 저렴한 비용과 짧은 시간 안에 다양한 시나리오 탐색이나 최적의 해를 찾는 데 활용된다. 시뮬레이션 및 최적화 분야에서도 메타모델은 목적이나 관점에 따라 여러 용어로 불린다. 가장 먼저, 복잡하거나 계산에 많은 비용이 소요되는 모델, 또는 실제 실험을 단순하고 효율적인 형태로 근사화한 모델이란 의미의 대리자 모델(surrogate model)이 있다. 더불어 고차원이나 복잡한 시스템의 동적 거동을 낮은 차원이나 작은 수의 변수를 사용하여 효과적으로 근사화하는 방식의 ROM(Reduced-Order Modeling)이 있다. 또한 데이터를 사용하여 복잡한 시스템의 응답을 모델링하고 최적화하기 위한 통계적 방법이란 의미의 RSM(Response Surface Model)과 최적화 프로그램 안에서 시간이 많이 소요되는 CAE 시뮬레이션을 대신하여 사용되는 대리자 모델인 MOP(Meta-Model of Optimal Prognosis)란 용어도 사용되고 있다.   해석 데이터 기반 메타모델 컴퓨터 하드웨어의 발전과 함께 공학 설계 기술은 실험 중심의 설계에서 시뮬레이션 기반의 설계로 급속도로 전환되었다. 더욱이, 최근에는 실험과 해석에서 축적된 데이터와 인공지능 기술의 발전으로 데이터 기반 설계가 활성화되는 만큼, 데이터 기반 설계에서 사용되는 데이터 기반 메타모델의 중요성도 같이 증가하고 있다. 메타모델은 복잡한 시스템이나 모델을 간단히 표현하기 위해 확보된 데이터를 수학적 기법이나 인공지능 기술로 처리하여 제작한다. 특히, 인공지능과 시뮬레이션 기술의 발전으로 해석 데이터를 활용한 딥러닝 기반의 메타모델이 주목을 받고 있다. 해석 데이터는 측정 데이터와 비교해 입력과 출력 데이터의 노이즈가 적고, 스크립트 자동화를 이용해 원하는 조건으로 데이터를 쉽게 확보할 수 있다는 장점이 있다. 딥러닝 기술을 이용한 메타모델은 복잡한 수학적 지식 없이 구현이 가능하며, 파이썬(Python) 환경에서 작업하기 때문에 파이썬의 강력한 기능을 효과적으로 활용할 수 있다.   메타모델의 활용 해석 데이터를 활용한 메타모델은 빠른 예측 속도의 장점을 활용하여 반복적이거나 실시간 예측이 필요한 분야에서 주로 사용된다. 그러나 해당 메타모델은 해석 데이터를 생성할 때 사용된 변수로만 입력 값이 제한되기 때문에, 설계인자가 고정된 상황에서만 적합하다는 단점이 있다. 이러한 메타모델의 장단점을 고려하여 활용 가능한 분야를 도출하면 <그림 1>과 같다. 설계 최적화 및 민감도 분석 : 반복적으로 사용되는 빠른 예측 복잡한 시스템의 최적설계 : 요소부품과 시스템의 통합적 최적설계에서 부품 메타모델 생산 품질 관리 : 설계가 확정된 후 생산 과정의 변동 관리 디지털 트윈 : 설비의 운용 효율을 최적화하기 위해 실시간 예측   그림 1. 디지털 엔지니어링의 구성 요소   ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

주요 CAE 소프트웨어 소개    ■ 개발 : eXstream Engineering, www.e-xstream.com ■ 자료 제공 : 헥사곤 매뉴팩처링 인텔리전스, 1899-2920, https://blog.naver.com/hexagonmi 항공기, 자동차, 기계류 등 복합적인 시스템은 부품, 서브 시스템뿐만 아니라 전체 시스템 레벨에서도 시스템 엔지니어링적 접근을 통해 성능을 검증해야 한다. 엔지니어들은 보다 혁신적인 제품을 보다 적은 비용과 시간을 투자해 출시해야 한다는 요구와 직면해 있지만 시간과 비용이 많이 소요되는 전통적인 제작 및 시험 방법으로는 이를 만족시키기 어렵다. Easy5는 동적 시스템에 대한 정확하고 신뢰성 있는 다중 도메인 모델링 및 해석 기능을 제공한다. 세계적인 선도기업들은 Easy5를 이용해 시스템 레벨의 성능을 검증하고 시제품 제작의 축소, 비용 절감 및 제품 개발 프로세스의 가속화를 이루어내고 있다. 시간에 따라 거동이 달라지는 동적 시스템은 일반적으로 1차 미분 방정식으로 정의된다. Easy5는 사전에 부품 단위로 정의된 광범위한 응용 대상별 라이브러리 기능을 제공하는 그래픽, 도식화된 애플리케이션 기능을 이용해 시스템의 구성을 간이화하고 해석할 수 있게 해 준다. 시스템 설계자는 도식화된 익숙한 그래픽 환경에서 부품 간의 연결을 추가하거나 정의할 수 있고, 또한 다층 구조의 시스템 모델링을 손쉽게 실행할 수 있다. Easy5는 제어 시스템, 열을 고려한 유압, 공압, 가스 유동, 열, 전기, 기계, 냉동, 공조, 윤활, 연료 시스템 및 불연속 시간에 따른 거동 등 다양한 분야에 적용될 수 있다. Easy5는 그림과 같이 다섯 가지 응용 라이브러리로 구성되어 있다.   1. 주요 기능  ■ 사전 준비되어 있는 수백 개의 시스템 부품을 이용해 시스템 모델을 쉽게 구성  ■ 도식화 기능을 이용하여 1D 시스템 모델링 및 해석, 분석 용이  ■ Easy5와 다른 MSC 제품과의 연동으로 완전한 가상 시제품 완성  ■ Windows 및 Linux OS 환경에서 64비트 해석 지원  ■ SimManager와의 연동으로 모델과 결과의 편리한 공유 사용  ■ 부품 라이브러리의 커스터마이징 가능  ■ Windows 스타일 기능들로 구성된 편리한 GUI 환경 제공  ■ Adams, MSC Nastran, Simulink 등 다양한 CAE 솔버와 연동  ■ FMI(Functional Mockup Interface) 지원으로 편리한 Co-Simulation 가능    2. 적용 효과  ■ 복잡한 다층 시스템에 대한 빠르고 정확한 진단  ■ 설계 프로세스 초기 단계에서 제품 개선  ■ 문제점 파악 및 효과적인 설계 개선안 도출  ■ 공유 가능한 라이브러리 사용으로 CAE 비용 감소  ■ 다른 툴과의 통합으로 CAE 효과 향상   좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기