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통합검색 "LNG"에 대한 통합 검색 내용이 175개 있습니다
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멀티피직스 해석, 시스템 시뮬레이션, Simcenter Amesim 
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 
작성일 : 2024-01-01
지질 및 암석 해석 소프트웨어, PLAXIS 
지질 및 암석 해석 소프트웨어, PLAXIS      주요 CAE 소프트웨어 소개   ■ 개발 : 벤틀리시스템즈, www.bentley.com ■ 자료 제공 : 벤틀리시스템즈코리아, 02-557-0555, www.bentley.com/ko 1. 적용 분야 PLAXIS는 지질 공학 엔지니어링 및 암석 역학의 변형 및 안정성에 대한 2차원 및 3차원 해석을 수행하는 소프트웨어이다. 토목 및 지질 공학 엔지니어링 산업 분야 및 굴착, 제방, 터널용 토대, 오일 및 가스, 광업, 저수지 지력학 등의 다양한 분야에 적용할 수 있다.   2. 주요 특징  토양, 암석 및 관련 구조를 위한 주요 유한 요소를 해석할 수 있다. 암반의 반응, 표면 및 건물 침하, 굴착 피트의 안정성 및 배수량, 배수 관련 문제의 통합 또는 구조물의 지지 용량 문제 해결 여부에 관계없이 직관적인 디지털 워크플로우와 철저한 계산이 가능하다. PLAXIS는 전 세계적으로 터널링, 채광 또는 저수지 고갈의 지표 침하에 사용된다. 또한 굴착 피트에 인접한 건물 침하의 차이를 예측하고, 안정성 및 굴착 피트로의 삼투 또는 다이어프램 벽의 측면 변위를 계획한다. 배수되지 않는 부하 문제에서 기공 압력 소실에 필요한 통합 시간을 계산하고, 고층 빌딩, LNG 탱크 및 기타 구조물에 대한 지지력 및 기초 침하 해석을 추정한다. 3. 주요 기능 - 지질 모델을 정확하게 보정한다. - 벤틀리 생태계와의 상호 운용성이 향상되었다. - Python 스크립트를 사용하여 효율성을 향상시키기 위한 작업을 자동화한다. - 유선형 모델링을 위해 CAD 파일을 가져와 시간을 절약한다. - 탁월한 구성 모델 라이브러리로 신뢰성을 강화한다. - 민감도 해석 및 매개변수 변형을 사용하여 더 많은 기능에 액세스한다. 4. 도입 효과 직관적인 디지털 워크플로우를 통해 정확하게 건설 과정을 모델링할 수 있다. 크리프, 통합을 통한 유동 변형 커플링 및 안정 상태의 지하수 또는 열 흐름을 고려한다. 또한 지진과 이동 교통량과 같은 토양에서의 진동의 영향을 해석하고, 응답 해석과 액화 해석을 수행할 수 있다. 열 모델링 기능 향상은 토양, 암석 및 구조물의 유압 및 기계적 거동에 대한 일시적인 열 흐름의 효과를 이해하는데 도움이 된다. 5. 주요 고객 사이트 대우조선해양, 대우건설, 현대건설, 현대중공업, 한국지역난방기술, 삼성물산, 삼성엔지니어링 외 다수   좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 
작성일 : 2023-12-30
로크웰 오토메이션-한화파워시스템, 수소혼소 가스터빈 발전을 위한 MOU 체결
로크웰 오토메이션이 한화파워시스템과 전략적 파트너십을 맺고 수소혼소 발전 시스템에 필요한 자동화 솔루션 및 설비의 공급을 위해 상호 협력하기로 했다고 밝혔다. 수소혼소 발전이란 가스 터빈에 수소와 천연가스(LNG)를 함께 태워 전기를 일으키는 발전 방식을 말한다. 한화파워시스템은 한화그룹의 계열사로 산업용 고압 가스압축기를 독자적으로 설계 및 생산할 수 있는 에너지 장비 회사이다. 최근에는 수소혼소 터빈 등 친환경 고효율 발전 시스템의 개발로 고객에게 제공하는 솔루션의 다각화를 추진하고 있다. 이번 업무협약을 통해 로크웰 오토메이션은 한화파워시스템에 수소혼소 발전 시스템을 위한 안정적인 PLC(Programmable Logic Controller)를 공급하는 데 있어 상호 협력할 예정이다. 또한 한화파워시스템의 수소혼소 가스터빈 발전 사업 확장 및 북미시장 진출을 위한 전문가 조언 및 지식을 적재적소에 긴밀히 제공할 계획이다. 양사는 이번 협약이 수소혼소 발전 시스템을 구축하는 데 기여하고, 미래 기술로 인정받고 있는 미국 수소 시장 진출에도 도움이 될 것으로 기대하고 있다.     한화파워시스템의 정도철 상무는 “로크웰 오토메이션의 세계적인 자동화 솔루션을 활용하여 안정적이고 효율적인 수소혼소 발전이 가능해졌다”면서, “수소혼소 발전은 지속 가능한 탄소중립을 실천하고 2030 국가 온실가스 감축목표(NDC) 달성을 위해 그 중요도가 높아지고 있다. 향후 수소혼소 발전 사업에 적극적으로 투자하고 핵심 기술을 확보하여 탈탄소 발전 시장에서 경쟁력을 강화할 계획”이라고 밝혔다. 로크웰 오토메이션 코리아의 이용하 대표는 “기후위기가 심화되면서 전세계적으로 탄소배출 감축이 기업의 중요한 실천과제가 되고 있다. 제조 분야에서도 탄소중립을 위해 재생에너지 도입에 큰 관심을 보이고 있는 추세”라며, “로크웰 오토메이션은 전문 솔루션과 노하우를 바탕으로 필요에 따라 한화파워시스템의 수소혼소 발전을 위한 시스템 구축에 안정적인 PLC를 성공적으로 공급하고, 북미시장 진출 계획에 기여할 것”이라고 말했다.
작성일 : 2023-10-24
Flowmaster Korea 2023 Conference
body, .maintable { height:100% !important; width:100% !important; margin:0; padding:0;} img, a img { border:0; outline:none; text-decoration:none;} p {margin-top:0; margin-right:0; margin-left:0; padding:0;} .ReadMsgBody {width:100%;} .ExternalClass {width:100%;} .ExternalClass, .ExternalClass p, .ExternalClass span, .ExternalClass font, .ExternalClass td, .ExternalClass div {line-height:100%;} img {-ms-interpolation-mode: bicubic;} body, table, td, p, a, li, blockquote {-ms-text-size-adjust:100%; -webkit-text-size-adjust:100%;} @media only screen and (max-width: 480px) { .rtable {width: 100% !important;} .rtable tr {height:auto !important; display: block;} .contenttd {max-width: 100% !important; display: block; width: auto !important;} .contenttd:after {content: ""; display: table; clear: both;} .hiddentds {display: none;} .imgtable, .imgtable table {max-width: 100% !important; height: auto; float: none; margin: 0 auto;} .imgtable.btnset td {display: inline-block;} .imgtable img {width: 100%; height: auto !important;display: block;} table {float: none;} .mobileHide {display: none !important;} }     If you can't read this email, please view it online   안녕하세요, 플로우마스터코리아 입니다. Flowmaster Korea 2023 Conference를 10월 13일 금요일에 예정하고 있습니다. Conference를 통하여 고객분들을 모시고 만남과 정보 교류의 시간을 갖는 것은 더 없는 행복이라 생각하며, Conference를 통하여 1D System 및 3D CFD Simulation에 대한 정보 교류의 시간 및 고객 여러분들의 만남의 장이 될 수 있도록 최선을 다하겠습니다. 이번 Conference에는 국내 산업분야 전문가분들의 1D System 및 3D CFD (Flomaster, Amesim, FLOEFD, STAR-CCM+) 에 대한 활용 사례 및 연구 사례 발표가 예정되어 있으니 고객 여러분들의 많은 관심과 참여 부탁드립니다. 관련하여 문의사항이 있으시면 언제든지 연락 주시기 바랍니다. 발표 및 기술관련 : 박종민 부장 02-2093-2685 / support@flowsystem.co.kr Conference 관련 : 한송이 과장 02-2093-2689 / mktg@flowsystem.co.kr 플로우마스터코리아 드림.   Conference 개요 / Information 일정 : 2023. 10. 13. 금요일 09:30 ~ 17:00 장소 : FKI Tower (여의도 전경련회관), 3층 에메랄드홀 참가비 무료 주차 가능   행사 내용 / Agenda 09:30 ~ 10:00   Registration     10:00 ~ 10:10   환영 인사     10:10 ~ 10:40   Key Note ● 유럽과 일본의 글로벌 자동차 OEM이 지멘스의 시스템 모델 개발 플랫폼을    도입한 사례와 효과 [ Siemens System Model Based Development ] * SIEMENS 최승현 영업대표     10:40 ~ 11:55   Presentation 1 ● ROM Builder를 이용한 예측 모델 생성 * Flowmaster Korea_최종인 대리 ● Flomaster를 활용한 발전소 계통 운전 분석 * 한국수력원자력_허민웅 선임연구원 ● 한국형발사체 발사대시스템 산화제공급계의 발사체 산화제 충전 운용 설계     및 비행시험을 통한 충전 유량 검증 * 한국항공우주연구원_서만수 Senior researcher ● 전동기 냉각용 3차원 타겟팅 열교환기 개발 분야에 대한 FLOEFD 활용 * 제너진_박범용 대표이사 ● Amesim을 이용한 수소에너지 시스템 해석 소개 (연료전지 / 수전해) * Flowmaster Korea_채준희 이사     11:55 ~ 13:30   Lunch     13:30 ~ 15:00   Presentation 2 ● 1D System(Flomaster/Amesim등) 모델링 자동화 및 해석 자동화 구축 * Flowmaster Korea_박종민 부장 ● Update 예정 * 한국전력기술_이근우 차장 ● 저궤도 위성(다목적실용위성) 추진시스템 연료배관 유동해석 사례     [ 위성 추진시스템 유동해석 사례발표 ] * 한화에어로스페이스_서민교 선임연구원 ● 다누리호(달궤도선) 추진시스템 연료배관 유동해석 사례     [ 위성 추진시스템 유동해석 사례발표 ] * 한국항공우주연구원_김선훈 선임연구원 ● LNG ORV 시스템 열전달 모델 개발 및 FMU를 활용한 Transient 해석 * 포스코건설_이현철 차장 ● 열전달 및 물질전달을 포함하는 탱크 시스템 연동 해석 * Flowmaster Korea_이웅기 대표     15:00 ~ 15:30   Coffee Break     15:30 ~ 16:45   Presentation 3 ● 1D 3D Coupling 냉난방해석 * 현대자동차_김원식 책임연구원 ● LNG 연료선의 벙커링 시 유량 제어 * 삼성중공업_김성우 프로 ● LNG Fuelled Tanker 연료 공급 시스템 이중관 및 연료 준비실에서의    LNG Leakage에 관한Ventilation 검토 * 선박행양플랜트연구소_이다솜 전임설계원 ● 항공용 엔진 블리드 배관 유동해석 사례 * 한화에어로스페이스_전신영 박사 ● 외부 최적화 알고리즘을 이용한 Flomaster 배관망 시스템 최적화 * Flowmaster Korea_박종민 부장     16:45 ~ 17:00   시상 및 경품 추첨, Closing     상기 Agenda는 상황에 따라 변경될 수 있습니다.          
작성일 : 2023-09-11
성형 해석 소프트웨어, FTI-FormingSuite
  주요 CAE 소프트웨어 소개 ■ 개발 : Forming Technologies, www.forming.com ■ 자료 제공 : 헥사곤 매뉴팩처링 인텔리전스, 1899-2920, https://blog.naver.com/hexagonmi 1. FTI – FormingSuite : 판금 산업 분야를 위한 스마트 원가 계산 및 초기 타당성 솔루션 제공 FTI는 비용 엔지니어링, 재료 활용성, 공정 계획, 제조 가능성 설계(BIW 및 클래스 A 패널 성형 성 및 품질 평가) 및 판금 구성 요소에 대한 스탬핑 시뮬레이션을 위한 산업 표준 기술이다. 강력한 Form-ingSuite 환경 내에서 FTI는 다음 소프트웨어 솔루션을 제공한다. ■ COSTOPTIMIZER Professional : 비용 엔지니어링 도구  ■ COSTOPTIMIZER Advanced : 초기 타당성 결정 도구  ■ FormingSuite Professional : 판금 제품에 대한 강건한 스탬핑 시뮬레이션(가상 제조 공정)    FTI는 또한 비용 엔지니어링 및 초기 실행 가능성을 위한 CAD 통합 솔루션을 제공한다.   2. 주요 기능 ■ 관리자 및 엔지니어가 팀으로 작업하여 재료 활용도를 높이고 재료 소비를 줄일 수 있도록 재료 비용 개선 문제들을 지능적이고 자동적으로 검토한다. ■ 최적의 재료 사용을 통해 품질 및 재료 활용도를 향상시키고 무게와 비용을 줄이는 제품 설계 변경을 제안한다. ■ 과학적이고 물리적인 접근 방식은 ECO를 줄이는 제품 설계 단계에서 성형성 문제를 검토한다. ■ 두께 변형률, 주/부 변형률 이 외에 FLD(성형 한계 다이어그램), 안전도 그래프를 사용하여 파손 및 주름을 정확하게 식별한다. ■ 스프링 백을 계산하여 툴링 문제를 예측하고, 공차 협의에 대한 정보와 보상 데이터를 제공한다. ■ 견적에 대한 세부 프로세스 계획을 사용하여 가격 및 툴링에 대한 목표 원가를 설정한다 ■ 톤수, 베드 크기, 차단 높이, 에너지와 같은 프레스 요구 사항을 계산하고 적절한 프레스를 선택한다. ■ 증분 및 연성 하이브리드 인버스 스탬핑 시뮬레이션을 모두 사용하여 블랭크 개발, 프로세스 설계 검증 및 가상 검증을 할 수 있는 강력한 스탬핑 분석 도구를 제공한다.   3. 효과 ■ 전체 차량 수준에서 판금 원가 계산을 위해 개선 사항 및 최적화 전략을 지능적으로 파악할 수 있도록 전반적인 엔터프라이즈 솔루션을 제공한다. ■ 설계 단계 초기에 제조 문제를 해결하여 다운스트림의 성형성 문제로 인한 엔지니어링 변경을 줄이고 전체 시장 출시 시간을 앞당길 수 있다. ■ 비용 엔지니어가 연간 2000개가 넘는 견적 작업을 수행할 수 있도록 하는 FTI Technologies을 사용하여 약 절반이 안 되는 시간 내에 정확한 견적 작업을 수행한다. ■ 고객 기술 검토 보고서는 견적과 동시에 생성되어 툴 가격 분석을 위한 블랭크 레이아웃, 타당성 시뮬레이션, 그림 레이아웃 및 비용 분석, 툴 프로세스 설명 등을 포함할 수 있다. ■ 프레스 톤수 및 베드 크기를 포함한 장비 요구 사항에 대한 즉각적인 피드백을 제공하므로 현재 및 새로운 요구 사항을 최대한 빨리 반영하기 위해 초기 용량 계획을 수행할 수 있다. ■ 모든 시스템에 연결된 상세 보고서로 툴링 비용을 추정하기 위한 일관되고 반복 가능한 방법을 제공한다. ■ 완벽하게 통합된 도구는 간단하고 직관적인 사용자 인터페이스를 통해 견적 및 툴링 설계에서부터 가상 설계에 이르기까지 전체 프로세스를 시뮬레이션하고 검증한다.    
작성일 : 2023-07-16
대한기계학회 가상제품개발연구회, 디지털 전환으로의 여정 소개
대한기계학회 가상제품개발연구회는 6월 23일 서울 포스코타워-역삼 이벤트홀에서 산업체 담당자 200여 명이 참석한 가운데 ‘디지털 전환으로의 여정(Journey to the Digital Transformation (from DE to DX)’ 2023 춘계 세미나를 성황리에 개최했다. 앤시스코리아와 공동 주최한 대한기계학회 가상제품개발연구회 2023 춘계 세미나는 기업의 제품개발 및 생산기술 관점에서 성공적인 디지털 트랜스포메이션(전환)을 위해 시뮬레이션 기술을 활용하여 제품 기획과 개발 및 출시의 전 단계에서 성능과 안전성 등을 정확하게 평가할 수 있는 다양한 방법론을 소개하여 참석자들의 큰 호응을 얻었다. 다양한 분야의 전문가와 함께 최신 국내외 업계 동향과 성공 사례, 기술 트렌드 등을 공유하는 자리도 마련되었다. 가상제품개발연구회는 2020년 하반기 발족하였으며, 많은 기업들이 디지털 전환(DX)의 필요성을 절감하며 노력을 기울이고 있으나 시뮬레이션 기술 위주의 디지털 엔지니어링(DE) 기반 구축에 어려움을 느끼고 있는 상황에서 방향 제시와 아이디어를 함께 고민해 오고 있다. 이날 세미나에서는 삼성전자 DS부문 CTO 설비기술연구소 시뮬레이션랩장 김성협 마스터가 ‘반도체 제조에서의 디지털 트윈(Digital Twin) 전략’을 주제로 디지털 트윈 목표에 맞춘 정밀하게 작성한 시나리오의 완성도, 풍부한 가상 FAB 데이터베이스, 운영 효율 및 실시간성(Real-time) 확보 방안을 발표했다. 김성협 마스터는 “반도체 산업에서 구현되고 있는 디지털 트윈을 구체화한다면, 대상이 되는 실제(Physics)와 가상(Cyber)의 FAB, 그리고 이 둘을 연결하는 양 방향의 정보 흐름을 추가한 4가지 요소로 구성된다. 이는 실제 FAB, 필요한 제반 사항을 분석하기 위한 시나리오 DB로 구축된 가상 FAB, 실제 현상을 감지하는 센서와 이 정보를 전환하여 전송하는 IoT 기기, 가상 FAB에서 목적에 맞게 계산된 분석 결과를 실제 FAB에 구현하는 엑츄에이터(Actuator) 등이다”라고 말하며, “디지털트윈의 성공을 위해서는 정확히 무엇을 할 것인지를 정밀하게 시나리오를 작성하고, 가상 FAB 데이터베이스를 다량 확보하여, 운영 효율 및 실시간성 확보를 위한 정확한 시뮬레이션 수행이 필수적이다”라고 강조했다. 또한 HD한국조선해양 디지털융합센터장 류승협 상무는 ‘자율운항선박을 위한 디지털트윈 전략’을 주제로 자사의 선박 가상 시운전 기술을 소개하면서, 가상 물리 모델의 온라인화와 선박 데이터 연결을 통해 선원 훈련 및 선박 운영까지 확장하는 디지털트윈 생태계를 제시했다. 류승협 상무는 “세계적인 탈탄소화 및 디지털 혁신의 선박 시장 경쟁 흐름에서 HD현대그룹은 세계 최초의 자율운항 태평양 횡단과 디젤·LNG·배터리 복합 동력원 기반의 울산 태화호 DC 전기추진여객선의 성공적 건조 등 차세대 선박 시장을 대비하고 있다. 이 과정에서 초도 기술의 실증 방법으로 HD한국조선해양의 선박 가상 시운전 기술이 적용되었다. 또한 선박데이터 기반 설계, 훈련, 운영 전반의 디지털트윈 생태계를 구축하여 비즈니스 경쟁력을 확보하였다”라고 말하며, “전세계 조선·해양 산업계에서 기업 내부를 넘어서 추진되고 있는 ‘모델 기반 엔지니어링 오픈 생태계’를 기반으로 선박 연료 다변화 및 추진체계 다양화 시장 요구에 부응할 수 있는 환경을 구축해야 할 시점이다”라고 밝혔다. 이날 세미나에서는 앤시스코리아 사업 개발팀의 임석용 이사가 ‘버추얼트윈 기반 디지털 혁신 전략’을 주제로 한 발표를 통해, 가상 공간에 제품을 똑같이 구현하는 ‘디지털 트윈’ 단계를 넘어, 충돌 테스트처럼 각종 동작과 물성 변화까지 현실처럼 구현할 수 있는 기술인 ‘버추얼 트윈(Virtual Twin)’이 반도체, 로봇, 자동차, 철도, 자율주행, 의료, 조선, 항공, 국방 및 우주까지 적용범위가 크게 확대되고 있는 상황에서, 각 산업분야의 다양한 활용사례를 통해 버추얼트윈의 도입 및 활용 상황, 실제 효과 등을 구체적으로 소개했다. 앤시스코리아 임석용 이사는 “지난 1970년대에 CAE는 대기업이나 연구기관에서 주로 사용되었고, 1990년대 CAD 보급과 함께 더욱 접근성이 좋아졌다. 이러한 CAE는 2010년대 초부터 현재까지 다양한 기술의 융합과 상호 연결성이 강조되는 4차산업혁명의 시기에 매우 중요한 기술로 인식되고 있다”라고 말하며, “앤시스는 엔지니어링 시뮬레이션 분야의 글로벌 리더 기업으로서, 지난 1970년 설립 이후 현재까지 다물리 시뮬레이션 솔루션과 이를 통한 버추얼 트윈(Virtual Twin) 구현 기술을 제공하고 있다. 이러한 버추얼 트윈은 제품 개발, 생산, 운용 및 유지보수에 필요한 모든 구성요소를 가상으로 구현하고, 이러한 가상 시제품을 이론적으로는 무한대로 생성, 시뮬레이션 할 수 있어, 궁극적으로는 재화나 서비스를 만들기 위해 필요한 자원을 줄이는 고효율과 저비용의 혁신을 돕는다”라고 강조했다. LG에너지솔루션 김용일 담당은 전기자동차용 배터리 제품개발을 위한 시뮬레이션 기술의 활용이라는 제목으로 발표했다. 전기자동차용 배터리 제품개발은 셀 소재 발굴을 위한 원자 단위 해석부터 전기적 성능을 예측하는 전기화학 모델링, 발열 및 냉각성능 평가를 위한 열유동해석, 모듈/팩의 구조적 신뢰성 검증을 위한 구조해석, 슬러리 믹싱과 슬롯코팅 거동 예측을 위한 점탄성 유체해석, 스마트 팩토리 구축을 위한 동역학 해석, 건식 전극 등 신공정 개발을 위한 분체해석까지 다양한 스케일의 시뮬레이션 기술을 활용하고 있다. 이번 발표에서는 LG에너지솔루션에서 활용하고 있는 성능 예측 및 가상검증기술들의 소개와 함께 향후 차세대 배터리 개발에 필요한 기술들이 소개되었다. 또한 부산대 백승훈 교수가 HlLs를 이용한 High Fidelity Simulation이라는 제목으로 발표했으며, 현대로템 조석제 책임연구원이 철도차량 특화된 가상제품개발과 실용화에 대해 소개했다. 발표 이후 이어진 패널토론 세션에는 삼성전자, 현대조선해양, LG에너지솔루션, LG전자 등에서 참석한 8명의 패널이 참여하여 각 분야에서 바라보는 DX (Digital Transformation)의 의미와 추진 방향, 가상제품개발 체계 구축을 위한 핵심 기술 의견 및 연구 현황과 계획, 기존 CAE의 변환 방향을 주제로 90분간 토론을 진행하여 많은 관심을 받았다..    
작성일 : 2023-06-23
아트라스콥코, 삼성중공업과 ‘스마트십 데이터 플랫폼 개발’ MOU 체결
아트라스콥코와 삼성중공업은 LNG 운반선 장비 유지보수에 필요한 스마트십 데이터 플랫폼 개발을 위한 기술 협약(MOU)을 체결했다고 밝혔다. 이번 협약에 따라 양 기관은 공동 실무 협의회를 구성하고 △친환경 스마트십 기술 및 장비 역량 강화 △전문 인력 상호 교류 △교육 및 연구시설 공동 활용 등의 상호 협력 활동을 추진할 계획이다. ▲ 아트라스콥코 가스 앤 프로세스 양승훈 사장과 삼성중공업 자율운항연구센터장 김현조 상무 현재 조선·해양 업계의 가장 큰 화두는 ‘스마트십’과 ‘친환경’이다. 특히 국제해사기구(International Maritime Organization, IMO)의 환경규제가 매년 강화됨에 따라 관련 업체들 역시 신기술 개발에 힘을 쏟고 있다. 이에 아트라스콥코와 삼성중공업은 양사가 보유하고 있는 업계 최고의 기술력을 바탕으로 선박과 관련된 정확하고 체계적인 데이터 수집이 가능한 차세대 스마트십 플랫폼을 개발해 시장 내 경쟁 우위를 선점한다는 계획이다. 삼성중공업의 SVESSEL CBM은 선박 내 주요 장비의 진동 및 전류 신호를 수집·분석해 상태를 진단함으로써 기존의 정기 점검 유지보수를 넘어서 상태 기반 유지보수가 가능한 지능형 솔루션이다. 아트라스콥코는 LNG 운반선의 핵심 장비인 BOG 연료 공급용 무급유식 가스 스크류 컴프레셔(Oil-free Gas Screw Compressor) 및 베이퍼 리턴(Vapor Return)용 원심형 BOG 컴프레셔(Centrifugal BOG Compressor)가 포함된 카고 핸들링 시스템(Cargo Handling System)에 대한 운전 모델과 노하우를 제공하고, 삼성중공업의 SVESSEL CBM에서 제공하는 데이터 모니터링 및 유지보수 기능과 결합해 장비의 운전 조건을 최적화할 수 있는 솔루션을 공동 개발해 제공할 예정이다. 김현조 삼성중공업 자율운항연구센터장은 “삼성중공업은 그동안 선박 내 주요 장비에 대한 실시간 모니터링 및 고장 진단 기술을 개발해 왔다”며 “이번 기술 협약을 통해 LNG 운반선 카고 핸들링 시스템의 핵심 장비인 컴프레셔의 실선 데이터를 확보하고 고장 징후를 사전 인지해 선주의 운용 비용 절감이 가능하도록 아트라스콥코와 협력해 나갈 것”이라고 강조했다. 아트라스콥코 코리아 가스 앤 프로세스 양승훈 사장은 “이번 양사의 협약 체결은 향후 지속적인 성장이 기대되는 LNG, CLNG 시장을 준비하고 조선·해양 시장에서의 환경 규제에 선제 대응하기 위한 기틀을 마련하는 것”이라고 밝혔다. 이어 “가스 컴프레셔 엔지니어링 분야의 강점을 가진 아트라스콥코와 조선·해양업계 최고를 지향하는 삼성중공업이 만나 에너지 절감 등으로 탄소중립을 실현하고 지속가능한 미래를 만드는데 더욱 집중해 나갈 것”이라고 말했다.
작성일 : 2023-06-02
[포커스] 슈나이더 일렉트릭, “제조산업 지속가능성의 핵심 전략은 디지털화와 전기화”
슈나이더 일렉트릭이 지난 2월 15일 연례 이벤트인 ‘이노베이션 서밋 코리아 2023’을 열고, 산업 분야의 지속가능성을 위한 비전과 전략을 소개했다. ‘지속가능한 세상을 위한 디지털 혁신’을 주제로 한 이번 이벤트에서 슈나이더 일렉트릭은 디지털화와 전기화를 중심으로 포괄적인 기업 전략이 필요하다고 설명하는 한편, 에너지 관리 및 산업 자동화를 위한 기술도 선보였다. ■ 정수진 편집장   지속가능한 미래를 위한 통합 전략의 필요성 슈나이더 일렉트릭의 한국, 대만 및 몽골 시장을 총괄하는 김경록 대표는 글로벌 환경 변화에 따른 기업의 주요한 비즈니스 과제로 디지털화와 전기화를 꼽았다. 그는 “한국은 10대 에너지 다소비 국가로 꼽힌다. 국내에서 쓰이는 에너지원의 대부분을 수입에 의존하고 있으며 특히 석유, 석탄, LNG(액화천연가스) 등 3대 에너지원의 수입비중이 절대적이다. 이는 대외 환경 변화에 민감한 구조적 리스크를 안고 있다는 뜻”이라면서, “우리 기업과 산업의 지속가능한 미래를 위해서는 에너지 효율을 높이는 디지털화와 탈탄소를 위한 전기화를 추진해야 할 필요성이 더욱 커지고 있다”고 설명했다. 디지털 기술은 개방형 네트워크를 통해 제어기, 센서, 액추에이터 등 다양한 산업 장비에서 IoT(사물인터넷) 데이터를 얻고, 알고리즘으로 이를 분석해 통찰력을 찾는 것을 통해 효율을 높일 수 있다. 그리고 화석 연료 기반의 에너지를 전기 에너지로 바꾸면 최대 5배까지 탄소 배출을 줄일 수 있을 것으로 전망된다. 이런 디지털화와 전기화를 통해 지속 가능한 미래를 실현할 수 있다는 것이 김경록 대표의 설명이다.   ▲ 슈나이더 일렉트릭 김경록 대표   또한 김경록 대표는 “지금의 기술로도 약 70%의 탄소 감축이 가능하지만, 이를 더욱 고도화하려면 다섯 가지의 통합 전략이 필요하다”고 밝혔다. 여기에는 ▲산업 생산을 위해 지속가능한 저탄소 에너지 공급을 할 수 있는 에너지 동력과 자동화 공정의 통합 ▲지속가능성을 목표로 소프트웨어와 알고리즘에 기반해 의사결정을 할 수 있도록 엔드포인트 데이터를 클라우드 데이터 허브로 통합 ▲설계 및 건설에서 운영 및 유지보수까지 생애주기에 걸쳐 디지털 트윈 기반의 소프트웨어 통합 ▲엔터프라이즈 레벨의 탄소 배출 관리 및 운영 관리를 할 수 있는 데이터 허브 중심의 통합 ▲최적의 에너지 공급 및 엔드 투 엔드 효율화를 실현할 수 있는 지속가능한 통합형 공급망 등이 있다. 이런 통합 전략에서 슈나이더 일렉트릭이 중요한 요소로 꼽는 것이 ‘엔터프라이즈 디지털 트윈’이다. 생산 공장에는 많은 수의 설비뿐 아니라 이들 설비를 운영하기 위한 전기 시설 등 유틸리티가 존재하는데, 설비의 사양이 바뀌면 이들 유틸리티의 공급 사양도 바뀐다. 이런 시설은 공장을 처음 시공하는 단계에서 결정되는데, 이를 나중에 바꾸는 것은 복잡하고 어려운 일이다. 김경록 대표는 “프로세스/파워/시공 영역의 디지털 트윈이 서로 연동되면 가상 환경에서 시뮬레이션을 진행하고 그 결과를 바탕으로 최적의 설계와 관리를 할 수 있다”고 설명했다.   디지털화와 전기화로 지속가능성 추구 슈나이더 일렉트릭 홍콩 및 동아시아 지속가능성 비즈니스 사업부의 줄리아나 오잉거 부사장은 ▲수소 전기 발전, 탄소 포집/재활용 등 대기업의 활동 및 R&D 투자 ▲ESG 관련 채권 발행 등 국내 투자자의 움직임 ▲중장기 탄소 중립 계획 및 실질적인 행동 계획에 관한 국가의 정책적 노력 등을 근거로 “한국이 지속가능성을 주도하고 기후변화 대응에 앞장서는 국가가 될 수 있을 것”이라고 평가했다. 그러면서 “슈나이더 일렉트릭은 지속가능성 전략 수립, 디지털화, 탈탄소화에 기반한 통합적인 접근법을 통해 자체적인 지속가능성 달성 노력과 함께 고객사의 지속가능성도 지원하는 노력을 기울이고 있다”고 소개했다.   ▲ 슈나이더 일렉트릭 줄리아나 오잉거 부사장   탄소중립을 추진하는 기업에서는 조직 내의 제한된 자원을 효과적으로 배분해 탈탄소화에 집중하는 전략을 마련해야 한다. 또한 이런 전략은 기업의 전반적인 비즈니스 전략과 동떨어지면 안 된다는 것이 오잉거 부사장의 설명이다. 그는 “슈나이더 일렉트릭은 SBTi(과학 기반 감축 목표 이니셔티브)가 검증한 구체적인 탄소 중립 목표를 수립하고, 달성하기 위한 로드맵을 수립했다. 이에 따라 오는 2050년까지 슈나이더 일렉트릭이 만드는 제품을 포함해 원재료와 운영까지 모든 가치 사슬에서 이산화탄소 배출을 없애는 넷제로를 이룰 것”이라고 밝혔다. 슈나이더 일렉트릭은 산업 장비를 만드는 제조기업이면서 동시에 디지털화를 위한 솔루션도 제공한다. 오잉거 부사장은 “데이터를 수집·분석하는 디지털 기술로 탄소배출을 일으키는 프로세스를 파악하고, 이를 개선하기 위한 기술을 탐색할 수 있다. 이런 기술을 활용해 실시간 가시성을 확보하고 정비와 최적화 필요성을 파악해 온실가스 배출을 낮추는 기업의 의사결정에 도움이 된다”고 설명했다. 전기화는 화석 연료 에너지 사용을 대체할뿐 아니라 에너지 사용량을 줄이는 데 기여한다. 슈나이더 일렉트릭은 전기 에너지 활용 - 에너지 사용량 절감 - 그린 에너지로 대체 - 가치사슬 활동 전반의 탈탄소화라는 네 단계의 실천 방안을 통해 시스템 차원에서 가치사슬의 변화를 지원한다는 계획이다.   지속가능성을 위한 산업 솔루션 소개 슈나이더 일렉트릭은 이번 ‘이노베이션 서밋 코리아 2023’에서 이노베이션 허브를 전시하고, 기업의 지속가능성 구현을 지원하기 위한 자사의 솔루션 포트폴리오를 소개했다. 친환경 배전반 SM AirSeT : 이산화탄소보다 강력한 온실가스인 SF6(육불화황) 가스 대신 공기를 사용하는 공기 절연 션트 진동 차단 기술(Shunt Vacuum Interruption : SVI)을 적용했다. 이를 통해 환경 영향을 줄이고, 배전반을 폐기하는 과정에서 가스 처리 비용을 줄일 수 있다. 무정전절체스위치(CTTS) : 무정전절체스위치는 정전이 일어나기 직전에 전력공급원과 비상용 발전기가 순간적으로 동시에 전기를 공급해, 비상 전원에서 전력을 공급하는 과정에서 사용자가 정전을 경험하지 않도록 한다. 슈나이더 일렉트릭의 CTTS는 유휴 상태 비상 발전기를 활용해 재해복구 과정에서 전력 피크 수요를 줄일 수 있다. 전력배전설비 버스웨이(Busway) : 건물 내 대용량 전력을 안정적으로 공급하는 전력 배전 시스템이다. 얇은 막대 형태의 구리나 알루미늄을 절연체로 감싼 후 금속으로 이중 마감한다. 같은 부피의 도체로 케이블보다 더 많은 에너지를 공급할 수 있다. 슈나이더 일렉트릭은 전기, 기계 및 통신 호환성을 통해 더 높은 성능으로 최적화하고 시스템에 맞게 조정된 전기 설치를 가능하게 한다. 무정전전원장치 Galaxy GVS+GVL : Galaxy VS는 10kW에서 150kW까지 사용할 수 있는 3상 UPS로, 엣지 컴퓨팅과 소규모 데이터센터용 제품이다. Galaxy VL은 확장 가능한 모듈식 아키텍처를 통해 전력 용량을 확장해 중대형 및 엣지 데이터센터뿐 아니라, 상업 시설 및 산업 시설까지 지원한다. 이들 제품은 리튬 이온 배터리를 사용해, 납축전지 배터리를 사용하는 UPS 대비 공간을 절약할 수 있다. 에코스트럭처 오토메이션 엑스퍼트 : 개방형 플랫폼인 에코스트럭처 오토메이션 엑스퍼트(EcoStruxure Automation Expert)는 기본 하드웨어 인프라와 상관없이 독립적으로 소프트웨어 애플리케이션을 모델링하고 배포해, 소프트웨어 중심의 자동화 애플리케이션을 구축할 수 있다. 소모적인 수작업을 자동화하고, 중복작업을 제거해 업무 효율성을 높일 수 있다. 에코스트럭처 리소스 어드바이저 : 에코스트럭처 리소스 어드바이저는 기업의 에너지 및 지속가능성 데이터를 통합 관리할 수 있는 플랫폼이다. 클라우드 기반으로 기업의 에너지 및 지속가능성 데이터를 통합 관리해 글로벌 데이터 활용을 극대화할 수 있다. 중앙 집중화로 데이터 관리의 가시성을 높이면서, 리포팅 기능을 통해 필요한 데이터를 쉽게 추출하고 절차를 간소화한다. 또한, 데이터 정규화를 통해 다수의 사이트를 한 눈에 비교 및 분석해 에너지 효율의 기회를 식별하고 추적한다. 스마트 화재 감시 및 예방 플랫폼 + 고객 맞춤화 서비스 : 프로페이스 리모트 HMI 솔루션은 PC, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 스마트 기기로 원격 모니터링이 가능한 시스템이다. 문제가 발생하면 클린룸 내부뿐만 아니라, 클린룸 밖의 장소에서도 원격으로 상황을 확인하고 대처할 수 있다. 현장의 문제를 사무실이나 집에서도 바로 해결할 수 있고 설치도 간단하다.   ▲ 슈나이더 일렉트릭은 이노베이션 허브를 통해 지속가능성을 뒷받침하는 솔루션을 소개했다.     ◼︎ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.
작성일 : 2023-03-03
[핫윈도] 탄소 중립 시대, 선박용 엔진에 대한 도전과 가상 제품 개발의 역할
국제 사회에서 강력한 온실가스 규제가 진행됨에 따라 기존의 화석 연료 사용이 제한되면서, 오랜 기간 각종 기계장치의 독보적인 동력원 역할을 담당해 온 내연기관의 위상은 급격히 흔들리고 있다. 이미 자동차 시장은 내연기관의 종말을 선언하고 배터리, 연료전지 등 대체 동력원으로 빠르게 전환하고 있으며, 조선/해운업계도 온실가스의 배출 감축에 대한 전방위적 압박을 받고 있다. 다만, 선박용 엔진의 경우 높은 에너지 밀도를 대체할 동력원을 찾기는 여전히 어려운 상황이며, 따라서 저탄소 및 무탄소 연료의 사용이 거의 유일한 대안으로 여겨지고 있다. 현대중공업에서는 <그림 1>과 같이 이미 저탄소 연료를 사용한 세계 최초의 4-Stroke 메탄올 엔진에 대한 선급 인증을 2022년 9월 취득하여 기술력을 입증한 바 있으며, 수소 및 암모니아 엔진 등 미래 친환경 선박 엔진 개발에도 박차를 가하고 있다. 이러한 급변하는 다양한 연료에 대한 시장의 수요에 대응하기 위해 제품의 개발 속도는 갈수록 가속화되고 있다. 이 글에서는 탄소 중립 시대에 선박용 엔진의 미래에 대해 논의하고, 신속한 제품 개발을 위한 가상 제품 개발(Virtual Product Development, 이하 VPD) 기술의 발전 방향 및 그 역할에 대해 살펴보고자 한다.   그림 1. 현대중공업의 세계 최초 선박용 4-Stroke 메탄올 엔진 개발   탄소 중립 시대, 선박용 엔진의 도전과 역할 자동차 및 건설 장비 등 육상의 기계장치에 사용되는 동력원은 이미 급격한 전동화가 진행 중이다. 매스컴에서는 이들 산업계 전반에서 더 이상 내연기관의 설 자리가 없어질 것이라 전망하고 있다. 즉, 기존의 디젤 및 가솔린 엔진은 빠르게 배터리 또는 연료전지로 대체될 전망이다. 선박 및 해운분야의 대외 환경 역시 녹록치 않다. 국제해사기구(IMO : International Maritime Organization)에서는 2016년 NOx 규제를 시작으로 2017년 선박평형수 규제, 2020년 SOx 규제를 발효했다. 나아가 최근에는 2030년 CO2 Emission 40% 감축 및 2050년까지 온실가스(Green House Gas : GHG) 50% 감축 목표를 제시함과 더불어, 구체적인 규제 방안을 모색 중이다. 조선사는 이러한 규제에 적절히 대응하면서도 제반 비용(Total Cost Ownership : TCO)을 최소화하는 효율적인 친환경 해법을 해운사에 제시해야 하는 도전에 당면해 있다. DNV Maritime(2020)의 조사에 따르면 선박의 탈탄소화는 이미 임계점을 항해 가고 있다. 유럽연합(EU)은 탈탄소화를 위해 2030년까지 CO2 배출량의 55%를 감축한다는 목표를 제시하였으며, IMO에서는 기술적 조치인 현존선 에너지 효율지수(EEXI : Energy Efficiency Existing Index)와 운항적 조치인 탄소 집약도 지수(CII : Carbon Intensity Indicator)를 도입하여 신조 선박뿐만 아니라 약 3만 척 이상의 현존 선박에 대해서도 규제를 확대하였다. 그러나 이러한 국제사회의 친환경 규제에 대한 근본적인 해법으로 배터리나 연료전지가 아닌 LNG, 메탄올, 암모니아 등 친환경 연료 엔진을 사용한 새로운 탄소 중립선박을 제시한 것에 주목할 필요가 있다. 선박 엔진분야에서 친환경 연료 엔진이 대안으로 주목받고 있는 이유는 첫째, 탈탄소화에 대응 가능한 다양한 기술들이 이미 존재하기 때문이다. 이미 단기적으로 저탄소 연료의 하나인 액화천연가스(Liquefied Natural Gas : LNG)를 이용한 내연기관의 보급이 확대되고 있으며, 중장기적으로는 순탄소배출량이 제로인 E-Fuel을 내연기관 또는 연료전지에 적용하는 것이 가장 현실적인 대안으로 논의되고 있다. 둘째, 현존하는 배터리 기술로는 대형 상선에 대한 전기 추진 동력을 얻기 힘들기 때문이다. 9th AVL Large Engine Techdays (2021)에 따르면, 1만 4770 TEU급 컨테이너 선을 기준으로 아시아-유럽 노선에 소요되는 약 7000톤의 HFO 연료를 대체하기 위해서는 약 16만 톤의 배터리가 필요한 것으로 나타났다. 이를 부피로 환산해 보면 거의 컨테이너 화물과 유사한 수준의 배터리 저장공간이 추가로 필요하게 된다. 이러한 문제점을 감안하면 현실적으로 친환경 연료가 CO2 감축률이 가장 높은 대안일 것으로 판단된다. 대형 선박의 수명주기(life cycle)가 25년~30년인 점을 감안하면, 2050년까지 CO2 저감 목표 달성을 위해 주어진 시간은 매우 짧다. 현대중공업에서는 기존의 LNG뿐만 아니라 메탄올, 암모니아, 수소 등의 탄소 중립연료 및 수전해와 연료전지까지 2025년까지 상용화를 목표로 경험해보지 못한 다양한 제품을 동시다발적으로 신속히 개발해야 하는 어려움에 직면해 있다.   선박용 엔진 개발의 특성과 가상 제품 개발의 필요성 선박용 엔진은 크게 선박 내에 전기를 공급하는 발전용 엔진과 프로펠러와 연결되어 선박의 추진동력을 얻는 추진용 엔진으로 구분할 수 있다. 6000 시간 내외의 비교적 작은 수명을 요구하는 자동차와는 달리 선박용 엔진은 12만~18만 시간 이상의 수명이 필요하며, 그 크기와 제작/시험 비용 때문에 시제품 제작과 개발시험을 통한 설계 검증이 매우 어렵다. 또한 자동차와 달리 선박용 엔진은 기본적으로 중후 장대한 수주 산업으로 선박별로 요구하는 조건이 매우 상이하여 ‘초소량, 초다품종’이라는 독특한 특성을 갖는다. 이에 따라 선박용 엔진 개발은 발전용의 경우에는 대표 기통에 대해서만 시제품 제작/검증 후 양산을 실시하고 있으며, 추진용 엔진의 경우에는 심지어 수주 후 초도 제작 및 검증까지 실시한다. 이러한 비즈니스 특성상 근본적으로 선박용 엔진의 개발은 시뮬레이션 기술에 전적으로 의존할 수 밖에 없는 구조이며, 이에 국내 최초로 독자개발된 H21/32 힘센엔진(1MW급 선박 발전용 디젤엔진) 모델부터 많은 시뮬레이션을 통해 연구개발이 이루어졌다.   그림 2. 엔진 개발 트렌드 및 가상 제품 개발 적용 방안 1   그림 3. 엔진 개발 트렌드 및 가상 제품 개발 적용 방안 2   그림 4. 엔진 개발 트렌드 및 가상 제품 개발 적용 방안 3   기존 엔진 개발에 비교적 충분한 연구개발 시간이 주어진 것과 달리, 탄소 중립 연료 엔진 개발은 글로벌 환경규제에 대한 시한이 정해져 있으며 다양한 연료에 대한 제품 개발이 동시에 이루어져야 하므로 연구개발의 속도가 그 무엇보다 중요해진 상황이다. <그림 2~4>와 같이 디젤 엔진 라인업 구축에 12년이 걸린데 비해 Gas/DF 엔진의 구축은 6년이 소요되는 등 시뮬레이션 기반 설계 기술은 점진적으로 발전하고 있으나, 앞서 언급한 메탄올 엔진의 경우 개발기간이 단 1.5년에 불과했으며 향후 신규 제품에 대한 개발 기간은 더욱 단축이 필요할 것으로 보인다. 이러한 시장 환경의 빠른 변화에 대응하기 위해 VPD 기술은 한 번 더 큰 도약이 필요한 시점에 도달했다. 이를 위해서 기존의 시뮬레이션 기반 개념 설계 프로세스를 더욱 합리화하고, 시뮬레이션과 계측 데이터를 다각도로 활용하여 다기종설계에 대한 양산 품질 예측을 고도화해야 하며, 이를 통해 궁극적으로는 개념 설계와 양산단계의 문제 해결 부하를 동시에 줄여야 한다. 구체적으로는 기존의 개발 절차에서 탈피하여 VOC 및 품질 문제를 개발 프로세스에 적극 반영하고, 기존에 축적된 데이터베이스 및 경험으로부터 트렌드 등의 정보도 개발 프로세스에 융합되어야만 한다. 또한, 기존의 시스템화 한계, 동일 타입 기통별 특성, 초소량 다품종 등 설계 제약사항은 각각 표준화 로직을 시스템화하고 예측 확장 기술 및 핵심(core) 기술을 통해 해결해야 한다. 이렇게 시뮬레이션 주도 설계(simulation-driven design) 기술을 고도화하여 궁극적으로 시뮬레이션 결과의 시험 대체, 초소량 및 초다품종, 품질 문제 대응이 필요하며, 설계 검증 목적으로만 주로 활용되던 계측 결과도 데이터베이스 기반 모델 개발, 개념 설계 방향 정립 및 테스트 효율 증가 목적 등에 활용 가능한 데이터 주도 설계(data-driven design)의 개념으로 확장을 통해 VPD 기술에 대한 변화를 모색해야만 한다. 이러한 시뮬레이션 및 데이터 주도 설계(simulation & data driven design)는 궁극적으로는 설계 및 표준화에 대한 절차를 융합해 주는 역할을 목표로 해야만 한다.   그림 5. 개념 설계 및 양산 설계 단계의 가상 제품 개발 방법론 적용 사례 1   그림 6. 개념 설계 및 양산 설계 단계의 가상 제품 개발 방법론 적용 사례 2   디지털 엔지니어링과 VPD <그림 5~8>과 같이 이미 선박용 엔진의 각 개발 과정에서 이러한 VPD 기반 디지털 엔지니어링(digital engineering)의 다양한 접목이 시도되고 있다. 개념 설계 단계에서는 기존에는 계측 데이터에만 의존하여 수개월씩 소요되던 엔진 흡배기 포트 설계 기간을 최근에는 플랫폼화를 통한 해석 데이터 기반 설계로 1일 이내로 단축하였다. 또한, 위상 최적화를 통한 베이스프레임의 경량화 개념 설계나 기통과 무관한 엔진 블록 mother model의 위상 최적화를 통한 신속한 다기통 양산 설계 기술에도 디지털 엔지니어링이 활용되고 있다. 시제품 TAT(Type Approval Test) 및 양산 과정에도 역시 시뮬레이션과 데이터를 접목한 VPD 기술이 활발히 적용 중이다. 대표적으로 DF 엔진의 메탄슬립 저감을 위해 물리적 모델(physics model)이 아닌 테스트 기반 메타 모델을 통해 가상 최적화를 수행하여 최적 운전점을 도출하였다. 또한, 디젤 엔진의 성능에 영향을 끼치는 다양한 환경 조건(고도, 기온 등)을 고려하여 성능을 예측하기 위한 시뮬레이션 기반 성능 메타 모델 프로그램을 개발하여 엔진의 실시간 성능 견적이 가능토록 하였다. 그 이외에도 Digital Twin in SiLS 기반 온보드 가상 시운전 및 제어 파라미터 자가 튜닝을 통한 원격 커미셔닝에 인건비 및 시간을 대폭 절감하였다.   그림 7. 개념 설계 및 양산 설계 단계의 가상 제품 개발 방법론 적용 사례 3   그림 8. 개념 설계 및 양산 설계 단계의 가상 제품 개발 방법론 적용 사례 4   스마트 전환(Smart Transformation) 이와 같은 노력에도 불구하고, 여전히 박용엔진의 B2B(Business to Business) 특성 상 다품종 소량생산 방식의 한계로 인해 양산 설계의 모든 데이터를 개발 단계에서 확보하기 어려운 근본적인 문제가 존재한다. 이를 극복하기 위해서는 결국 A/S 단계의 풍부한 고객 데이터를 확보하여 개발 프로세스에 접목하는 과정이 필요하다. 현대중공업 엔진연구소에서는 <그림 9>와 같이 기존의 시뮬레이션 및 데이터 주도 설계를 통한 디지털 전환(digital transformation)과 더불어, 고객으로부터 수집된 A/S 정보를 제품 개발에 접목하는 아날로그 전환(analog transformation), 그리고 이 두 그룹을 연결한 스마트 전환(smart transformation)의 전략을 수립하여 선박용 엔진 시장에 적합한 가상 제품 개발 방법론의 방향으로 나아가고자 한다. 이를 위해 현대중공업에서는 SmartLab, Hi-BRAIN, SMART-LiGHT, Hi-EMS 등 연구개발부터 제품 인도 후까지 각 개발 단계별로 데이터 취득 플랫폼을 시스템화하여 방대한 기술 데이터를 확보하고 있으며, 이러한 빅데이터(big data)를 기반으로 궁극적으로는 기계의 자가 학습 및 AI(인공지능) 기반 제품 설계를 하는 스마트 엔진 5.0(Smart Engine 5.0)으로 나아갈 중장기 목표의 달성에 매진하고 있다.   그림 9. 현대중공업 엔진연구소의 스마트 전환 전략   맺음말 선박 추진 분야에서 내연기관은 미래에도 여전히 주도적 역할을 할 것으로 예상되고 있어, 바로 지금이 탈탄소 목표를 위해 대체 연료 엔진을 개발하고 친환경 시장을 선점할 수 있는 골든 타임으로 생각된다. 반면, 조선 해양 산업 분야 고객의 요구는 갈수록 다양화 및 세분화되고 있어, 기존의 제품 개발 프로세스로는 고객 맞춤형 제품의 적기 공급에 한계가 있다. 현대중공업 엔진연구소는 디젤 엔진과 Gas/DF 엔진 개발을 거쳐 축적된 해석 기술과 양산/개발 데이터의 디지털 전환 및 빅데이터 플랫폼 기반 사용자 경험을 제품 개발에 융합함으로써, 다양한 고객 수요에 부합하는 신속하고 신뢰성 있는 제품 개발 기술의 경쟁력을 확보할 계획이다.   ■ 이 글의 내용은 2022년 11월 18일 진행된 ‘CAE 컨퍼런스 2022’의 발표 내용을 정리한 것이다.   안성찬 현대중공업 엔진연구소의 상무로, 중속 발전/선박용 국산 HiMSEN 엔진 개발을 위한 내구, 방진 및 트라이볼로지 설계기술 개발을 주도했다. 최근에는 환경규제 대응을 위한 친환경 엔진 개발 및 신모델 개발 효율 극대화를 위한 가상제품개발 연구에 매진하고 있다. (홈페이지)     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.
작성일 : 2022-12-29