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통합검색 "MBSE"에 대한 통합 검색 내용이 55개 있습니다
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[포커스] 지멘스, “전기자동차 시대 제조산업의 디지털 혁신 기술은?”
전기자동차 및 자율주행자동차 시대를 맞아, 제조산업에서는 제품 개발과 생산 체계를 혁신하기 위해 디지털 기술에 대한 관심과 도입이 점차 활발히 이뤄지고 있다. 이에 맞춰 지멘스 디지털 인더스트리 코리아는 전기자동차 시장을 선도하기 위한 기술력의 확보를 강조하면서, 자사의 기술 방향을 소개했다. ■ 정수진 편집장   전기자동차 시장은 빠르게 성장하면서 오는 2040년에는 내연기관 자동차 시장 규모를 넘어설 것으로 전망되고 있다. 시장조사기관인 AMR(Allied Market Research)은 2027년까지 전세계 전기자동차 시장이 8000억 달러 규모로 성장할 것으로 예측하기도 했다. 이런 성장세에 주목해 완성차 업계뿐 아니라 자동차 부품 업계, 전기/전자 기술업계, IT업계 등에서 많은 기업들이 전기자동차 시장에 뛰어들고 있다. 지멘스 디지털 인더스트리 코리아는 4월 6일~7일 진행한 ‘지멘스 전기차/자율주행차 기술 온라인 콘퍼런스’에서 전기자동차 시대를 맞아 제조산업의 주요한 기술 혁신 이니셔티브로 디지털 트윈, MBSE(모델 기반 시스템 엔지니어링), CLQ(폐순환 품질 관리), 로코드(low-code) 애플리케이션 개발 등을 꼽았다.   제품에서 퍼포먼스까지 디지털 트윈으로 구현 지멘스는 제품(product)을 디자인하고 시뮬레이션하는 디지털 트윈뿐 아니라 생산(product)과 제품 작동(performance)까지 포함하는 넓은 범위의 디지털 트윈을 내세우고 있다. 설계-생산-작동의 모든 과정에서 나오는 데이터를 수집하고, 각 분야의 디지털 트윈이 서로 데이터를 교환하면서 분석한다. 그리고 그 결과를 다시 제품 개발과 제조 단계로 피드백해 더 나은 설계와 생산체계를 만들어야 한다는 것이 지멘스가 내세우는 ‘포괄적 디지털 트윈(comprehensive digital twin)’ 이다. 오병준 사장은 “디지털 트윈은 물리적인 개발과 테스트 시간을 줄일 수 있다. 이를 바탕으로 시장에 더 빨리 제품을 내놓고, 더 많은 혁신을 달성하는 것이 디지털 트윈의 핵심 가치”라면서, “설계와 생산 과정에서 많은 데이터가 나오는데, 이를 디지털 트윈에 접목하면 제품 개발과 생산의 효율을 더욱 높일 수 있다. 또한 코로나19 시대에 효과적인 글로벌 비즈니스 체계 또한 디지털 트윈을 기반으로 갖출 수 있다”고 설명했다.   ▲ 제품·생산·퍼포먼스의 디지털 트윈   시스템 모델 기반의 엔지니어링으로 제품 개발의 문제 감소 디지털 트윈을 R&D 분야의 혁신과제로 접목한 것이 MBSE(Model Based System Engineering)이다. 포괄적이고 정확한 시스템 모델은 제품 개발의 초기 단계에서 문제점을 찾아 최적화하고, 생산 단계에서 문제 발생을 줄일 수 있다. 비즈니스 측면에서도 제품을 출시한 이후 리콜을 진행할 경우 생기는 비용 부담을 줄이는데 도움을 준다. MBSE를 위해서는 CAD, CAE, 전기 요소, 소프트웨어 개발 등의 영역이 서로 연결되고 동시에 진행할 수 있어야 한다. 기존의 엔지니어링 협업 체계에서는 각각의 영역이 서로 단절되고 다른 소프트웨어와 데이터 포맷을 사용하고 있어서, 협업의 속도와 효율이 떨어지는 점이 문제로 꼽혀 왔다. 이를 해결하기 위한 MBSE는 모델 기반의 시스템 최적화를 먼저 매듭지은 다음에 기계 CAD, 전기 CAD, 네트워크, 소프트웨어 개발 등을 동시에 진행하고, 모델 기반의 요구사항 관리를 엔드 투 엔드로 수행함으로써 제품의 문제를 최소화하려는 개념이다. 특히 전기자동차는 배터리와 모터 등 전기전자 장치의 중요도가 기존의 자동차에 비해 더 높고, 전체 기능을 제어하기 위한 소프트웨어 또한 적극적으로 쓰이는 것이 특징이다. 오병준 사장은 “전기자동차 시장에서 타임투마켓(시장에 제품을 내놓는 데까지 걸리는 시간)을 줄이려면 MBSE로 전환하는 것이 무엇보다 중요하다”고 짚었다.   ▲모델 기반의 시스템 엔지니어링   투자 우선순위 높아지는 폐순환 구조의 품질 관리 개발, 생산, 퍼포먼스를 아우르는 폐순환(closed-loop) 구조의 포괄적 디지털 트윈은 제품의 품질을 높이는 데에도 중요하다. 생산과 판매 이후 발생하는 제품의 품질 문제는 대규모의 리콜로 이어져 제조기업의 이익 감소를 가져오기도 하는데, 이를 해결하기 위해 설계와 생산 준비 과정에서 문제점을 찾고 최소화해 타임투마켓을 줄이면서 비용도 최소화하는 것이 CLQ(Closed-Loop Quality)의 개념이다. 제조산업에서는 제품을 개발하고 생산, 판매하기까지 비용과 생산지시 등을 관리하는 ERP(전사 자원 관리), 제품 개발 사이클을 관리하는 PLM(제품 수명주기 관리), 생산을 실행하는 MES(제조 실행 시스템), 품질 관리 시스템, IoT(사물인터넷) 시스템 등 다양한 시스템이 연계된다. CLQ는 이들 시스템을 연결하고, 통합 데이터 모델을 기반에서 폐순환 구조로 피드백할 수 있는 프로세스에 기반을 둔다. 오병준 사장은 “국내 제조업계에서는 아직 CLQ 환경을 구축한 사례가 적지만, 향후 가장 높은 우선순위를 갖고 투자해야 할 분야”라고 전했다.   ▲ 폐순환 구조의 품질 관리   시스템 통합을 위한 애플리케이션 개발 플랫폼 폐순환 프로세스에는 설계와 제조 등 다양한 시스템이 통합되어야 하는데, 단일 아키텍처나 단일 패키지로 통합하는 것이 어렵기 때문에 시스템 통합을 위한 애플리케이션의 개발이 필수이다. 이 때문에 제조산업에서도 R&D와 생산 분야의 애플리케이션이 더욱 중요하게 여겨지고 있다. 지멘스는 기존의 애플리케이션 개발 방법론으로는 현업이 요구하는 데이터와 애플리케이션을 적기에 제공하기 어렵다고 보고 있다. 대신 지멘스는 애플리케이션 개발에서 코딩 작업을 크게 줄이는 ‘로코드 플랫폼(low-code platform)’을 통해 제조업의 디지털 애플리케이션 환경을 빠르게 구축할 수 있다는 점을 내세운다. 다양한 애플리케이션 환경을 통합하고, SSO(싱글 사인 온)나 협업·소셜 통합 등을 통해 신뢰성 있는 애플리케이션을 쉽고 빠르게 개발할 수 있으면서, 클라우드 환경을 지원해 유연성과 속도를 높일 수 있다는 것이 오병준 사장의 설명이다. 오병준 사장은 “디지털 애플리케이션 아키텍처는 비즈니스와 IT 분야가 더 쉽게 협업할 수 있는 환경을 제공한다. 애플리케이션 개발 속도를 10배 이상 높이면서 비용은 60% 이상 줄일 수 있는 로코드 인프라는 인더스트리 4.0과 초연결 시대를 위해 가장 중요한 요소”라고 설명했다.   ▲ 로코드 애플리케이션 개발 플랫폼   클라우드에서 오픈 아키텍처까지 디지털 혁신 지원 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어는 이번 온라인 콘퍼런스에서 자동차 산업의 디지털 혁신을 뒷받침할 수 있는 자사의 기술을 소개했다. 제품 개발과 시뮬레이션, 협업과 애플리케이션 통합 환경, IoT 및 애널리틱스 등을 아우르는 엑셀러레이터(Xcelerator) 포트폴리오를 바탕으로, IT 리소스와 비즈니스 프로세스의 효율을 높이는 클라우드 및 기존의 소프트웨어 및 IT 환경을 통합할 수 있는 오픈 아키텍처까지 제공한다는 것이 지멘스 전략의 중심이다. 특히, 클라우드는 디지털 트랜스포메이션을 위해 중요한 환경으로 꼽히고 있다. 클라우드 네이티브 환경은 기업이 직접 IT 인프라에 투자하는 것과 비교해 더 많은 리소스, 앱, 비즈니스 프로세스를 누릴 수 있는 것이 장점이다. 최근에는 엔지니어링 소프트웨어도 클라우드로 많이 제공되고 있어서, 제조기업에서는 클라우드 플랫폼으로 전환할 것인지를 결정하기 전에 다양한 클라우드 서비스를 검토할 필요가 있다. 지멘스 역시 클라우드 환경을 위해 다양한 서비스를 제공하는 등 투자를 늘리고 있는 모습이다. 오병준 사장은 “지멘스는 기업의 기존 소프트웨어 및 IT 환경을 통합하는 오픈 아키텍처를 제공하면서 개방적인 솔루션 기업을 추구한다. 업무에 맞춰서 개인화된 앱과 포괄적인 디지털 트윈을 통해 최고의 가치를 얻기 위한 환경을 제공할 것”이라고 전했다.     기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.
작성일 : 2021-05-03
지멘스, 전기자동차 개발 위한 디지털 기술 전략 짚어
전기자동차 시장은 빠르게 성장하면서 오는 2040년에는 내연기관 자동차 시장 규모를 넘어설 것으로 전망되고 있다. 시장조사기관인 AMR(Allied Market Research)는 2027년까지 전세계 전기자동차 시장이 8000억 달러 규모로 성장할 것으로 예측하기도 했다. 이런 성장세에 주목해 완성차 업계뿐 아니라 자동차 부품 업계, 전기/전자 기술업계, IT업계 등에서 많은 기업들이 전기자동차 시장에 뛰어들고 있다.  지멘스 디지털 인더스트리 코리아의 오병준 사장은 4월 6일~7일 진행한 '지멘스 전기차/자율주행차 기술 온라인 콘퍼런스'에서 전기자동차 시장을 선도하기 위한 기술력을 확보하는 것이 관건이라고 짚었다. 또한 전기자동차 시대를 맞아 제조산업의 주요한 기술 혁신 이니셔티브로 ▲디지털 트윈 ▲MBSE(모델 기반 시스템 엔지니어링) ▲CLQ(폐순환 품질 관리) ▲로코드(low-code) 애플리케이션 개발 등을 꼽았다.     지멘스는 제품(product)을 디자인하고 시뮬레이션하는 디지털 트윈뿐 아니라 생산(product)과 제품 작동(performance)까지 포함하는 넓은 범위의 디지털 트윈을 내세우고 있다. 설계-생산-작동의 모든 과정에서 나오는 데이터를 수집하고, 분석한 결과를 다시 제품 개발과 제조 단계로 피드백해 더 나은 설계와 생산체계를 만들어야 한다는 것이 지멘스의 관점이다.  디지털 트윈을 R&D 분야의 혁신에 접목한 것이 MBSE(Model Based System Engineering)이다. 포괄적이고 정확한 시스템 모델은 제품 개발의 초기 단계에서 문제점을 찾고 최적화하고, 생산 단계에서 문제 발생을 줄일 수 있다. MBSE를 위해서는 CAD, CAE, 전기 요소, 소프트웨어 개발 등의 영역이 서로 연결되고 동시에 진행할 수 있어야 한다. 오병준 사장은 "전기자동차 시장에서 타임투마켓(시장에 제품을 내놓는 데까지 걸리는 시간)을 줄이려면 MBSE로 전환하는 것이 무엇보다 중요하다"고 짚었다. 개발, 생산, 퍼포먼스를 아우르는 포괄적 디지털 트윈은 제품의 품질을 높이는 데에도 중요하다. 설계와 생산 준비 과정에서 문제점을 찾고 최소화해 타임투마켓을 줄이면서 비용도 최소화하는 CLQ(Closed-Loop Quality)는 ERP(전사 자원 관리), PLM(제품 수명주기 관리), MES(제조 실행 시스템), 품질 관리 시스템, IoT(사물인터넷) 시스템 등을 연결한다. 이렇게 만들어진 통합 데이터 모델을 기반에서 폐순환 구조로 피드백할 수 있는 프로세스가 CLQ의 기반이 되는 것이다. 오병준 사장은 "국내 제조업계에서는 아직 CLQ 환경을 구축한 사례가 적지만, 향후 가장 높은 우선순위를 갖고 투자해야 할 분야가 CLQ"라고 전했다. 이런 폐순환 프로세스에는 설계와 제조 등 다양한 시스템이 통합되어야 하는데, 단일 아키텍처나 단일 패키지로 통합에 대한 사용자의 요구를 충족하려면 애플리케이션의 개발이 필수이다. 지멘스는 기존의 애플리케이션 개발 방법론으로는 현업이 요구하는 데이터와 애플리케이션을 적기에 제공하기 어렵다고 보고 있다. 대신 지멘스는 애플리케이션 개발에서 코딩 작업을 크게 줄이는 '로코드 플랫폼'을 통해 제조업의 디지털 애플리케이션 환경을 빠르게 구축할 수 있다는 점을 내세웠다. 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어는 이번 온라인 콘퍼런스에서 자동차 산업의 디지털 혁신을 뒷받침할 수 있는 자사의 기술과 사례 등을 소개했다. 제품 개발과 시뮬레이션, 협업과 애플리케이션 통합 환경, IoT 및 애널리틱스 등을 아우르는 엑셀러레이터(Xcelerator) 포트폴리오를 바탕으로, IT 리소스와 비즈니스 프로세스의 효율을 높이는 클라우드 및 기존의 소프트웨어 및 IT 환경을 통합할 수 있는 오픈 아키텍처까지 제공한다는 것이 지멘스 전략의 중심이다.
작성일 : 2021-04-12
아라스, MBSE를 디지털 스레드로 연결하는 새 애플리케이션 공개
아라스(Aras)는 기계, 소프트웨어, 전자, 시뮬레이션 등 다양한 엔지니어링 분야에서 나오는 독립 데이터로 시스템 모델 정의를 조정하는 새로운 애플리케이션을 출시한다고 밝혔다. 아라스가 내놓은 시스템 아키텍처(Aras Systems Architecture)는 시스템 모델과 설계 의도에 대한 일관된 뷰를 제공하고 이를 엔지니어링 프로세스와 연결한다. 이를 통해 협업을 개선하고 위험을 줄이는 디지털 스레드를 만들 수 있다는 점을 특징으로 내세우고 있다. 아라스 시스템 아키텍처를 활용하면 기업 전반에서 전체 시스템 모델과 설계 의도에 대한 일관된 뷰를 얻을 수 있다. 이런 접근 방식은 시스템계(systems-of-systems)의 설계에 대해 포괄적인 분석을 수행하고 성능을 최적화할 수 있다. 또한, 하위 시스템(sub-system)의 경계 사이에서 원치 않게 나타난 신규 속성(property)을 가려낼 수 있다. "시스템 아키텍처가 제품의 디지털 스레드를 결합하는 중심 역할을 하기 때문에, 제품 설계 및 비즈니스의 위험을 더 쉽게 ​​줄일 수 있다"는 것이 아라스의 설명이다. 또한, 아라스 시스템 아키텍처는 호환되지 않는 시스템 모델링 방법론, 언어, 도구를 어우러지게 해, 시스템 엔지니어가 모델링 방법론과 MBSE(모델 기반 시스템 엔지니어링) 도구를 선택할 수 있도록 한다. 여기에 SysML 2.0과 같은 시스템 모델링의 최신 트렌드도 반영했다. 그리고 아라스 시스템 아키텍처는 시스템 모델의 기능적/논리적 오류에 대한 설명 내용을 캡처하고, 이를 RFLP(Requirements/Functional/Logical/Physical)라고 불리는 제품의 요구사항 정의 및 물리적 표현 등 설계 요소와 연결할 수 있게 지원한다. 아라스는 "스마트 연결 제품의 복잡성이 꾸준히 늘어나면서, 기업은 공급망 전체에 걸쳐 분야간 협업을 수행해야 한다. 아라스 시스템 아키텍처는 기계요소 중심의 물리적인 구조와 기존의 BOM(Bill of Materials)을 넘어, 데이터를 생성하는 도구와 상관 없이 모델에 관련된 모든 세부 정보를 추적할 수 있는 시스템 아키텍처 중심의 뷰를 제공한다"고 설명했다.
작성일 : 2021-03-31
[핫윈도우] 주목할만한 캐드 시장 트렌드 - 제너레이티브 디자인과 AR, 디지털 트윈, 클라우드 등 관심 대두
지난 해 캐드 분야에서는 어떠한 기술들이 주목을 받았고 어떠한 트렌드를 눈여겨 보아야 할까. 제너레이티브 디자인, AI, 증강현실, IoT, 클라우드 등 새로운 기술과 더불어 기본이라고 할 수 있는 MBD(모델 기반 정의), 2D 설계 등도 여전히 주목을 받았다. 이 글에서는 이 중에서 몇 가지 주목할 만한 트렌드에 대해 살펴보고자 한다. ​ 1. 클라우드 기반 제너레이티브 디자인의 확대 제너레이티브 디자인(Generative Design : 생성 설계) 기술이 업계의 주요 화두다. 기업이 경쟁력을 유지하기 위해서는 혁신이 필요하며, 경쟁업체를 이기기 위해서는 설계 프로세스에 대해 다르게 생각해야 하고 더 적은 리소스로 최적의 결과를 내야 한다. 제너레이티브 디자인은 이러한 상황에서 도움이 되는 기술이다. 제너레이티브 기술에 대한 고객들의 관심이 높아지면서 기술을 채택을 하는 업체들도 늘어나고 있다. 또한 고성능 컴퓨팅을 활용하기 위해 클라우드로 확장하려는 의지 또한 커지고 있다. 다양한 매개변수에 걸친 제품 설계. 이러한 차세대 설계 도구를 통해 제품 개발 팀은 무게, 강도, 모양, 재료 및 비용을 최적화하기 위해 더 많은 반복 작업을 동시에 탐색할 수 있다. 건축가들은 창의성을 유지함으로써 과거의 경험을 쌓아가는 제너레이티브 엔지니어링 접근 방식으로 매장 개선, 공간 배치 등을 할 수 있다. 이러한 기술은 이론적으로 건축가의 효율성을 대폭 향상시킬 수 있으며 잠재적으로 건축 작업 자체를 변화시킬 수 있다. 몇 년 전에 대규모 벤더와 신생 기업이 이 분야에 투자하기 시작했다. 현재 이 기술에 관심을 가지고 관련 제품을 내놓고 있는 업체는 오토데스크를 비롯하여 알테어, 앤시스, MSC 소프트웨어, 다쏘시스템, ESI 그룹, 벤틀리 시스템즈, Desktop Metal, nTopology, PTC 등이 있다. 이러한 업체들의 결과는 눈에 띄지만 아직 돌파구는 없다. 이것은 필드의 복잡한 측면 때문이다. 그러나 이러한 기술이 지배적이 되는 것은 결국 시간 문제가 될 것이다. 마켓인사이트리포트(Market Insights Reports)는 세계 제너레이티브 디자인 시장은 2018 년 2 억 4,800 만 달러에서 2025 년 말 10 억 8 천만 달러로 CAGR 23.95 %로 성장할 것으로 전망했다. 마켓인텔리전스데이터(MarketIntelligenceData)에 따르면 제너레이티브 디자인 사장은 2020년에서 25년동안 15% 이상의 성장을 할 것으로 예상하고 있다. 복잡한 디자인의 고급 제조에 대한 수요가 증가하고 자동차의 성능을 향상시키면서 크기를 줄여야 하는 필요성으로 인해 자동차 제조업체는 R&D 투자를 늘리고 제너레이티브 디자인을 채택하고 있다. 현대자동차, 에어버스, 블랙앤데커 등 많은 대기업들이 엔지니어링 산업의 미래를 형성하는 트렌드로 제너레이티브 디자인을 수용하고 있다. 이를 통해 엔지니어는 CAD 소프트웨어에서 주어진 제약 조건에 대한 최상의 솔루션을 자연스럽게 찾으면서 엔지니어의 상상력을 강화시켜 나가고 있다.. 오토데스크코리아 김동현 대표는 “제너레이티브 디자인은 설계를 위해 AI와 클라우드 컴퓨팅을 결합시킨 기술로 프로젝트 목표, 설계 변수, 입력 요소에 따라 데이터 기반의 다양한 설계 옵션을 빠르게 만들어낸다. 이를 통해 건축가·엔지니어·발주처 등 프로젝트 관계자들은 데이터 기반의 최적화된 결과를 신속하게 결정할 수 있다. 이는 코로나19 및 포스트 코로나에 대응하는 혁신 기술로도 활용할 수 있는데, 사회적 거리두기 시 실내 공간 및 자리 배치에도 사용할 수 있다”고 밝혔다.   ​ 제너레이티브 디자인을 활용해 개발한 엘리베이트(Elevate) 콘셉트카(이미지 제공 : 현대자동차) ​ 2. 기계학습, 인공지능, 통합에서 도움을 받는 설계 설계 분야에서는 인공지능(AI) 및 기계학습(ML) 기술이 더 많이 채택되고 있고, 고급 해석을 기반으로 설계 기능 및 워크플로우를 개발할 때 이를 고려하고 있다. 또한 사용자가 건설 모듈의 오프 사이트 조립을 수행하고 설계를 최적화하기 위한 설계 대안을 탐색함에 따라 모듈식 설계 및 알고리즘 지원 설계의 사용이 여러 배로 증가할 것으로 예상된다. 캐드 기술의 사용을 아이디어를 포착하는 수동적인 솔루션에서 집단 학습을 기반으로 하는 도움과 제안을 제공하는 반응형 도구로 전환해야 할 필요성은 인공지능과 기계학습의 응용을 전면에 내세우고 있다. 엔지니어가 최상의 솔루션을 결정하기 위해 토폴로지 최적화와 같은 것 이상으로 프로세스를 수행하고 있다   3. MBD(모델 기반 정의)를 기반으로 모델 기반 엔터프라이즈로의 진화 지난 해에는 모델 기반 정의(Model-Based Definition)를 통해 실시간 시뮬레이션, 제너레이티브 디자인, 증강현실(AR), 사물인터넷(IoT) 등을 이용하여 더 많은 작업을 수행하려는 설계자들이 많이 생겨나기 시작했다. 이러한 흐름은 모델 기반 정의에서 더 나아가 PLM을 기반으로 한 MBSE(모델기반 시스템 엔지니어링), 모델 기반 엔터프라이즈로의 진화를 예측할 수 있을 것이다. 그동안 설계를 설명하는데 도움이 되는 3D 주석은 오랫동안 사용되어 왔으나 실제 채택률은 높지 않았다. 이러한 이유 중 하나는 설계를 설명하는 주석을 추가하는 작업에 집중하기 때문이었다. 기존 2D 도면을 주석이 있는 3D 모델로 대체하는 아이디어가 초점이 되었고 가치 제안은 쉽지 않았다. 그동안에는 데이터가 축적되지 않은 것이 문제였다면, 이제는 가지고 있는 데이터를 가지고 무엇을 할 수 있을까에 대한 관심이 높아지기 시작했다. 창조에서 소비로의 전환이 이루어지고 있는 것이다. 많은 사람들이 디지털 트윈을 구축하는데 투자함에 따라 다음 단계는 기업 전체에서 데이터를 가지고 활용하는 것이 계속 해서 추진력을 얻을 것이다. 변화는 수동 입력에 의존하지 않고 데이터를 소비하는 시스템의 능력에서 비롯되어야 하며, 정보는 그들이 필요로 하는 방식으로 제공된다. 모델 기반 기업으로의 전환은 실제로 디지털 트윈을 기반으로 투자 수익을 제공하고 있다는 점에서 눈여겨 볼 만하다. ​ 4. 디지털 트윈과 IoT 설계 몰입형 시각화(immersive visualization) 및 가시성(visibility) 분석에 대한 요구 사항이 폭발적으로 증가하고 있다. BIM(건설 정보 모델링)은 2D 기반의 추가 정보 및 시각화를 제공하기 위해 몇 년 동안 사용되어 왔다. 모델 기반으로 디지털 트윈을 구현하는 프로젝트는 점점 더 많아지고 있다. 디지털 트윈은 완전히 작동하는 디지털 모델이 개발되는 고급 설계 환경에서 점점 더 광범위하게 응용될 것이며, 기존 접근 방식에 비해 더욱 발전된 접근 방식으로 프로젝트 단계까지 다양한 설계 선택을 분석하여 개선할 수 있다. 혁신은 명확하게 정의된 단계를 나타내는 정적 설계뿐만 아니라 시간이 지남에 따라 건설 및 운영으로 진화하는 모델을 가져가고 있다. PTC는 IoT가 기업 전체에 확산될 것으로 예상하고, 제품 디자이너에게 현실이 되고 있다고 밝히고 있다. 처음부터 제품에 내장된 스마트하고 연결된 기능과 디자이너는 해당 데이터에서 통찰력을 가져와 이를 반복하여 사용하기 시작했다. 작업 현장에서 AI 및 기계 학습을 활용하는 등 연결된 기계 및 데이터 분석의 발전은 혁신을 촉진하고 스마트 제조 혁신을 가속화하고 있다. 스마트 제조 시장은 예측 유지 보수 및 보증 관리를 위한 정교하고 일관된 분석 모델로 인해 생산 효율성, 제품 품질 및 비용면에서 가시적 인 결과를 제공하는 동시에 무인 비접촉식 운송 기계의 채택을 장려할 것이다. ​ 5. 2D는 관련성 유지, 효율성 향상에 초점 현재 3D 모델에서 연관 2D 문서를 생성할 수 있지만 2D 문서를 직접 생성해야 하는 필요성은 여전히 강력하다. 르네상스가 2D 캐드 워크플로우에서 진행 중이라는 것이 캐드 공급업체들의 전언이다. 2D 캐드는 수십 년 동안 유지되고 있지만 2D 문서를 만드는 과정은 바뀌고 있다. 2D 드래프터의 대부분의 시간을 소비하는 반복적인 작업을 위해 향상된 소프트웨어 사용성과 자동화 기능이 제공되고 있으며, 생산성 향상과 비용 절감을 추구하는 것은 설계 패러다임에 관계없이 시장을 주도할 것으로 보고 있다. 3D 캐드와 BIM 솔루션의 등장으로 많은 사람들이 2D 도면이 사라질 것이라고 했지만 20 년 후에도 여전히 수십억 개의 DWG 도면이 순환되고 있다. 새로운 3D 기술은 모델의 복잡성과 모델의 정보 양을 상당히 증가 시켰다. 디지털 트윈은 고급 설계 환경에서 점점 더 광범위하게 응용될 것이다. 오토데스크의 경우 2D 캐드를 강점으로 시장에서 높은 점유율을 유지하고 있고, 지더블유캐드(ZWCAD), 지스타캐드(GSTARCAD), 캐디안(Cadian), 브릭스캐드(BricsCAD), 드래프트사이트까지 다양한 캐드 솔루션이 시장에서 입지를 강화하기 위해 마케팅을 하고 있다. 도면은 더 높은 수준의 세부 사항과 포괄적인 방식으로 이러한 프로젝트를 문서화하는 데 여전히 널리 사용되고 있다. 복잡성이 증가할수록 도면이 필요하다. 클라우드가 애플리케이션 간의 심층 통합과 사용자 간의 더 나은 협업을 가능하게 하기 때문에 이러한 추세는 SaaS 변환과 함께 더욱 확대될 것으로 보인다. ​ 6. 클라우드 흐름은 맞지만 한국 시장 갈 길 멀어 클라우드(Cloud) CAD는 공급 업체를 위한 티핑 포인트에 도달하고 있지만 사용자는 아니다. 최근 주목할만한 CAD 업계의 흐름 중 하나는 SaaS(Software-as-a-Service) 제공 모델로의 이동이었다. PTC가 온쉐이프(Onshape)를 인수한 것이 변곡점이라고 할 수 있으며, 최근 아레나 솔루션즈(Arena Solutions)의 인수 등으로 그 흐름은 더욱 빨라질 전망이다. 오토데스크를 비롯, 많은 업계 리더가 SaaS 전환을 가속화하고 있으며, 경쟁 환경 외에 클라우드 솔루션에 대한 수요는 성숙해지고 있다. 이러한 추세는 특히 협업 측면에서 이점을 누릴 수 있는 대기업들 사이에서 매우 강력하다. 특히 코로나 상황에서 클라우드로의 전환은 벤더들의 비즈니스에서 유리한 고지를 차지하는데 일조했다. 많은 IT 관리자가 SaaS 솔루션을 선호하고 있고, SaaS 회사가 비 SaaS 소프트웨어 회사보다 매출이 빠르게 성장하고 있지만 여전히 SaaS 솔루션은 현재 15% 정도의 시장 점유율을 나타내고 있으며 기존 데스크톱 소프트웨어의 시장 점유율은 85 %이다. CAD 공급 업체는 더 이상 클라우드로 마이그레이션 할 때까지 기다릴 수 없지만 클라우드 사용자 수가 기존의 수를 능가하는 데 10 년 이상 걸릴 가능성이 높다는 사실도 알고 있다. 이러한 세계적인 추세 속에서 정작 한국 제조기업들의 클라우드로의 전환은 더딘 편이다. 제조현장 보다는 비대면 교육 현장에서 성과를 보이고 있다. 다쏘시스템에서는 선문대 등을 대표적인 성공 사례로 꼽고 있다. 따라서 향후 몇 년 동안 우리 업계가 직면하고 있는 과제는 데스크톱 및 클라우드용 제품을 동시에 유지 관리하는 것이다. 가장 성공적인 기업은 이러한 하이브리드 에코 시스템의 복잡성을 관리하여 변화를 원활하게 수행할 수 있는 기업이 될 것이다. ​ 7. 기계 및 전기 시스템의 통합 지멘스는 기계 및 전기 시스템 통합에 지속적으로 집중할 것으로 기대되며, 멘토의 인수를 통해 이를 현실화 하고 있다. 혁신의 기반으로 전자 및 소프트웨어 사용이 계속 증가함에 따라 기계 및 전기 시스템의 통합이 점점 더 중요해지고 있다. MCAD 및 ECAD는 고유한 요구 사항이 있는 전문 도메인이며, 현실은 각 도메인에 전문성이 있다. 단일 설계 도구를 사용하는 데 필요한 절충안이 각 팀을 제한하게 될 것이고, 분야 간의 긴밀한 통합은 기업이 필요로 하는 투자 회수를 제공할 것이다. 데이터 변환으로 인해 발생할 수 있는 오류를 줄이고 많은 반복주기와 트레이드 오프를 수반하는 병렬 프로세스를 지원하면 시스템 간의 긴밀한 유대가 형성될 것이다. ​ 8. BIM 표준화 노력과 새로운 플랫폼 옵션의 대두 BIM은 혁신으로서 이미 틈을 넘었고 설계 팀은 이미 이 접근 방식을 채택했다. 계약자, 건물 소유주 및 개발자는 BIM의 이점을 더 많이 인식하고 있으며 민간 부문에서도 BIM 기반 워크 플로우를 요구하기 시작했다. 문제는 건물 프로젝트를 전통적인 접근 방식이나 BIM에 따라 수행하는 것이 합리적이냐가 아니라 가장 효율적인 BIM 프로세스에 따라 수행하는 방법이다. BIM을 구현하는 방법에는 두 가지가 있다. • 건설 정보 모델링 - 설계 단계에서는 도면, 렌더링, 수량 산출 등을 자동으로 생성하여 건축 설계 워크플로우를 간소화하기 위해 지능형 건물 모델을 구축해야 한다. • 건설 정보 관리 - 설계 데이터를 디지털의 재사용 가능한 형식으로 건설 프로젝트의 이해 관계자와 공유하기 위해 표준화가 필수적이다. BIM의 주요 목표는 서로 정보를 공유하는 것이므로 데이터 형식 및 데이터 분류에 대한 합의 없이는 이러한 일이 발생할 수 없으므로 표준화는 필수이다. 점점 더 많은 분류 표준이나 산업에서 빌딩 스마트(Building Smart)의 역할이 증가함에 따라 디지털 정보를 체계적인 방식으로 전달하는 능력이 갈 길이라는 것을 분명히 보여준다. 또한 플랫폼 영역의 변화를 예측한다. 많은 공급 업체가 BIM 프로젝트의 백본을 제공할 수 있도록 플랫폼을 개발하고 있다. 크고 작은 벤더의 다양한 플랫폼 이니셔티브가 있으며, 이러한 추세는 캐드, BIM 산업에서 매우 강력할 것이다. ​ 8. 협업 촉진 도구의 중요성 증가 설계 측면에서 증강현실(AR)이 협업의 수단으로 자리 잡고 있다. 증강현실의 유용성은 많이 입증되었다. 문제는 기존의 접근 방식이나 BIM을 따르는 건물 프로젝트를 수행하는 것이 합리적일지 여부가 아니라 가장 효율적인 BIM 프로세스에 따라 수행하는 방법이다. 사람들의 생산성을 높이기 위해 설계 엔지니어는 공장이나 자신의 세계에서도 이제 막 시작되는 단계에 있다. 이를 사용하여 언제든지 최소한의 마찰로 모든 사람과 대규모로 설계 개념을 전달할 수 있다. 비용 증가로 인해 다른 국가에서 제조들이 이루어지고 있고 이러한 변화는 팀 간의 커뮤니케이션 속도를 높이는 클라우드 기반 제품 개발 도구를 통해 자발적인 협업에 대한 수요를 크게 증가시킬 것이다. ​ 9. 보안과 클라우드의 관심 확대 기업은 보안을 제한하기 위해 새로운 접근 방식을 시도하고 있다. 사이버 보안에 대한 두려움은 계속되고 있으며 대기업은 자체 보안 팀을 고용할 수 있고 고용할 수 있지만 공급 업체를 찾아야 한다. 랜섬웨어 및 바이러스의 위협이 증가함에 따라 더 많은 경영진이 데스크톱에 설치된 보안 소프트웨어보다 클라우드 기반 솔루션에 대한 지적 재산(IP) 보안을 신뢰하게 될 것이다. 아직까지 클라우드에 대한 사용 확대는 크게 늘어나고 있지 않지만 코로나19로 인한 최근 환경의 변화는 이러한 변화를 가속화시킬 것이다. 인터넷 뱅킹을 이용하는 것에 대해 불안감을 느끼지 않듯이 제조와 관련된 데이터도 클라우드 서비스와 블록체인을 이용하는 것이 당연해지는 날이 가까워지고 있다.       
작성일 : 2021-03-30
VPD와 MBSE의 적용 Ⅱ
디지털 트랜스포메이션 기반 VPD 프로세스 구축 및 MBSE의 도전과 응용 (3)   다양한 산업 분야의 기술과 제품 개발에서 CAE(Computer Aided Engineering) 기술이 폭넓게 쓰이고 있다. 한편으로 각 기능 부품에 대해 개별적으로 CAE를 적용하는 것으로는 제품의 요구 성능을 충족하는 것이 어려우며, 전체 시스템의 성능 파악 및 품질 향상에 대한 해결책이 요구되고 있다. 캐드앤그래픽스 2021년 1월호의 특집기획에서 디지털 제품 개발 기술로서 VPD(가상 제품 개발)와 MBSE(모델 기반 시스템 엔지니어링)의 개념에 대해 소개했는데, 이번 호에서는 지난 2월호에 이어 VPD 및 MBSE를 어떻게 제품 개발에 적용할 수 있는지에 대해 살펴본다.   ■ 오재응 | LG전자 기술고문이며, 한양대학교 명예교수이다.   1. MILS와 HILS 환경구축 HIL(Hardware-in-the-Loop) 시뮬레이션은 실시간 시뮬레이션의 한 유형이다. HIL 시뮬레이션을 사용하여 컨트롤러 설계를 테스트한다. HIL 시뮬레이션은 컨트롤러가 실제 가상 자극에 실시간으로 어떻게 반응하는지 알아보는 것이다. HIL을 사용하여 물리적 시스템(플랜트) 모델이 유효한지 확인할 수도 있으며, 플랜트 모델의 가상 표현과 컨트롤러의 실제 버전으로 실시간 컴퓨터를 사용한다. <그림 1>은 일반적인 HIL 시뮬레이션 설정을 보여주고 있으며, 데스크톱 컴퓨터(개발 하드웨어)에는 컨트롤러 및 플랜트의 실시간 지원 모델이 포함되어 있다. 개발 하드웨어에는 플랜트에 대한 가상 입력을 제어하는 인터페이스도 포함되어 있다. 컨트롤러 하드웨어에는 컨트롤러 모델에서 생성된 컨트롤러 소프트웨어가 포함되어 있다. 실시간 프로세서(대상 하드웨어)에는 플랜트 모델에서 생성된 물리적 시스템에 대한 코드가 포함되어 있다.     그림 1. MBD 프로세스 진행에서의 HILS   MBD(Model-Based Design)를 수행할 때 HIL 시뮬레이션을 사용하여 컨트롤러의 설계를 테스트한다. <그림 2>는 HIL 시뮬레이션이 MBD 설계-실현 워크플로에 적합한 위치를 보여준다. 검증에는 실제 플랜트 하드웨어를 사용하여 실제 상황이나 환경 프록시(예 : 압력 챔버)에서 컨트롤러를 테스트하는 것이 포함되며, 물리적 시스템(플랜트)에 실제 하드웨어를 사용할 필요가 없다. 따라서 모델을 사용하여 플랜트를 표현할 수 있도록 함으로써 HIL 시뮬레이션은 비용과 실용성 측면에서 이점을 가지고 있다. HIL 테스트를 사용하는 동기는 HIL 시뮬레이션이 검증 테스트에 비해 비용을 절감하는 몇 가지 영역이 있다. HIL 시뮬레이션은 설계 변경과 관련하여 비용이 적게 드는 경향이 있다. MBD 워크 흐름도에서 검증보다 일찍 HIL 시뮬레이션을 수행할 수 있으므로 프로젝트 초기에 문제를 식별하고 재 설계할 수 있다. 문제를 조기에 발견하면 다음과 같은 이점이 있다. 첫 번째로는 팀이 변경을 승인할 가능성이 더 높고, 두 번째로 설계 변경의 구현 비용이 적게 든다. 스케줄링 측면에서 HIL 시뮬레이션은 자체적으로 실행되도록 설정할 수 있으므로 검증보다 비용이 적게 들고 실용적이다. HIL 시뮬레이션은 비정상적인 이벤트에 대한 컨트롤러의 응답을 테스트하기 위한 검증보다 더 실용적이다. HILS(Hardware-in-the-Loop System)는 다양한 과학 및 기술 분야에서 사용된다. 자동차 애플리케이션의 맥락에서 시스템 검증 및 검증을 위한 가상 차량을 제공한다. 엔진 관리 시스템의 성능 및 진단 기능을 평가하기 위한 차량 내 주행 테스트는 시간이 많이 걸리고 비용이 많이 들고 재현할 수 없는 경우가 많기 때문에, HIL 시뮬레이터를 사용하면 개발자가 품질 요구사항과 출시시간 제한을 준수하면서 새로운 하드웨어 및 소프트웨어 자동차 솔루션을 검증할 수 있다. 일반적인 HIL 시뮬레이터에서 전용 실시간 프로세서는 엔진 역학을 에뮬레이트하는 수학적 모델을 실행한다. 또한 I/O 장치를 사용하면 차량 센서와 액추에이터(일반적으로 높은 수준의 비선형성을 나타냄)를 연결할 수 있다. 테스트중인 ECU(Electronic Control Unit)는 시스템에 연결되고, 시뮬레이터에서 실행되는 일련의 차량 조작에 의해 자극된다. 이 시점에서 HIL 시뮬레이션은 테스트 단계에서 높은 수준의 반복성을 제공한다. 문헌에서 몇 가지 HIL 특정 애플리케이션이 보고되고 특정 목적에 따라 단순화된 HIL 시뮬레이터가 구축되었다. 예를 들어 새로운 ECU 소프트웨어 릴리스를 테스트할 때, 개방 루프에서 실험을 수행할 수 있으므로 여러 엔진 동적 모델이 더 이상 필요하지 않다. 이 전략은 제어된 입력에 의해 ECU 출력의 분석으로 제한된다. 이 경우 Micro HIL 시스템(MHIL)이 더 간단하고 경제적인 솔루션을 제공한다. 모델 처리의 복잡성이 감소하기 때문에 풀 사이즈 HIL 시스템은 신호 발생기, I/O 보드 및 ECU에 연결할 액추에이터(외부 부하)가 포함된 콘솔로 구성된다. 복잡한 프로세스 시스템 및 실시간 임베디드 시스템의 개발 및 테스트에 사용되는 기술은 ① 전기 인터페이스를 통해 루프에 실제 구성 요소를 시뮬레이터에 추가하여 순수 실시간 시뮬레이션과 다른 점은 실시간 환경의 동작을 재현, ② 이 구성 요소는 전자 제어 장치 또는 실제 엔진일 수 있음, ③ 다양한 종류의 HILS, 전자, 기계, 센서 및 액추에이터의 시뮬레이션을 실현할 수 있음, ④ MILS/HILS 환경 구축으로 제어 대상(플랜트) 모델 개발을 지원한다. 1D CAE의 제어 대상 모델의 개발도 필요하다. 1D CAE는 동적 수식 모델을 이용한 초기설계(개념 설계 등) 검토를 의미하며 보통의 CAE 해석은 다르다. MBD용 제어 대상 모델과 1D CAE용 제어 대상 모델은 동일한 모델이 되는 경우도 있지만, 목적의 차이에 따라 다른 모델이 되는 경우가 많다. MBD용 제어 대상 모델은 실제 기계와의 일치도(절대 값)가 우선되어 설계 파라미터가 모델에 남아있을 필요는 없지만, 1D CAE 용 제어 대상 모델은 설계 파라미터가 모델에 남아 있을 필요가 있고 실기에 대해 경향이 일치하도록 하는 절대 값으로서 일치도는 우선 되지 않았기 때문이다. MBD 용으로 모터 모델에서 특징적인 기술로 자기장 분석의 결과를 포함시켜  빠르고 정확한 모터 모델을 제공할 수 있다. 제어 대상 모델의 개발에는 시뮬링크(Simulink)뿐만 아니라 매스웍스(MathWorks)의 심스케이프(Simscape)와 모델리카(Modelica)계 도구(Amesim, SimulationX, MapleSim 등), VHDL-AMS 지원 도구(Simplorer 등)에 의해 처리될 수 있다.
작성일 : 2021-03-03
디지털 트랜스포메이션, 글로벌 팬데믹이 가져 온 제품 개발 패러다임의 변화
2020년은 ‘코로나19로 시작해 코로나19로 끝난 한 해’라는 이야기가 적잖게 들린다. 그만큼 코로나19의 글로벌 대유행은 국내외를 가리지 않고 사회와 산업 전반에 큰 충격을 주었다는 의미이기도 할 것이다. 충격은 변화로 이어졌고, 엔지니어링 소프트웨어 분야도 예외가 아니었다. 제조 및 건축 산업의 침체로 투자가 위축되고, 이동제한과 재택근무가 확산되면서 소프트웨어의 도입과 사용 패턴이 달라졌다. 이런 가운데 엔지니어링 소프트웨어 업계에서는 변화에 대응하기 위해 다양한 고민과 솔루션을 찾는 모습을 보였다. 디지털화 또는 디지털 트랜스포메이션(digital transformation)이라는 큰 방향은 지속되었지만, 속도는 빨라지고 범위는 넓어졌다. 클라우드나 인공지능, 빅데이터 등의 기술 도입도 조금씩 본격화되는 모습을 보였다.   클라우드, 유연성과 속도로 위기에 대응한다 제조와 건축 분야는 다른 IT 산업과 비교하면 클라우드 전환이 늦은 산업군으로 꼽혀 왔다. 설계뿐 아니라 생산과 건설이라는 물리적인 과정까지 복잡다단하게 얽혀있다는 점과 함께, 민감한 기업 자산에 대한 ‘보안’의 이슈도 클라우드 도입의 걸림돌이었다. 하지만 변화는 천천히 진행되어 왔고, 코로나19로 갑작스럽게 다가온 비대면 상황에서 효과적인 해결책으로 여겨지면서 클라우드 전환 속도가 더욱 빨라졌다.   ▲ 리스케일은 현대·기아차의 클라우드 시뮬레이션 환경을 구축할 계획이다.   작년에는 리스케일(Rescale)과 현대기아자동차가 시뮬레이션 중심의 클라우드 기반 디지털 R&D 환경 구축에 나서고, 아마존 웹 서비스(AWS)와 삼성엔지니어링이 EPC 협업 설계 및 데이터 레이크(data lake) 환경을 만드는 등 국내서도 변화의 움직임이 감지되고 있다.   ▲ 설계 데이터를 클라우드에 모으고 인사이트를 얻을 수 있게 한 삼성엔지니어링의 데이터 레이크 프로젝트   하드웨어 및 소프트웨어 인프라의 관점에서 클라우드는 속도와 유연성을 강점으로 내세우는 모습이다. 이전에는 설계자를 몇 명 늘릴지에 대한 계획을 마련하고, 여기에 맞춰서 소프트웨어 라이선스를 추가로 확보하거나 하드웨어 인프라를 늘리는 작업을 몇 개월 전부터 준비하는 것이 일반적인 기업의 프로세스였다. 하지만, 클라우드는 변화의 속도가 빨라지고 예측이 불가능해지는 상황에서 빠르게 대응하는 것이 가능하다는 점을 내세우고 있다. 주요 글로벌 소프트웨어 업체들은 저마다 클라우드 포트폴리오의 확대 또는 궁극적으로 자사 솔루션의 완전한 클라우드 전환이라는 그림을 그리고 있다. 다쏘시스템은 클라우드 기반의 3D익스피리언스 플랫폼(3DEXPERIENCE platform) 위에서 자사의 소프트웨어 제품군을 앱 형태로 제공한다는 전략을 꾸준히 진행하고 있다. 작년에는 설계 솔루션인 솔리드웍스까지 클라우드 플랫폼과 연결하면서, 궁극적으로 풀 클라우드 CAD로 간다는 전략을 소개했다. 다쏘시스템은 자사 소프트웨어의 클라우드 버전을 속속 내놓으면서 라인업을 확대하고 있다. 또한 AWS와 협력을 통해 제조산업의 클라우드 전환 속도를 더욱 높인다는 계획이다.   ▲ 다쏘시스템은 3D익스피리언스 플랫폼 기반의 클라우드 CAD를 확대할 계획이다.   오토데스크는 퓨전 360(Fusion 360)과 BIM 360 등의 클라우드 솔루션을 내놓은 이후 클라우드 전략의 비중을 늘리고 있다. 퓨전 360은 개념설계-상세설계-설계검증-제조, 가공 및 측정까지 클라우드 위에서 통합하는 방향으로 나아가고 있다. 작년에는 CAM 솔루션인 파워밀(PowerMill)과 적층가공 최적화 솔루션 넷팹(Netfabb)까지 퓨전 360과 통합했다. 또한, 오토데스크는 BIM 360을 포함해 건설 생애 주기 전반에 걸친 데이터 연결을 클라우드 기반에서 지원하는 ‘오토데스크 컨스트럭션 클라우드(Autodesk Construction Cloud)’를 내놓았다.   ▲ 퓨전 360과 넷팹의 통합은 적층제조와 설계의 통합을 강화할 전망이다.   PTC는 2019년 클라우드 CAD인 온쉐이프(Onshape)에 이어 작년에는 클라우드 PLM 개발사인 아레나 솔루션즈(Arena Solutions)를 인수했다. 이를 통해 SaaS(서비스형 소프트웨어) 기반의 CAD 및 PLM 포트폴리오를 갖추고 미드마켓 시장을 공략한다는 것이 PTC의 계획이다. 뿐만 아니라 온쉐이프, 아레나 솔루션즈, AR 솔루션인 뷰포리아(Vuforia)를 합쳐 SaaS 사업부를 확대했고, 온쉐이프의 아키텍처를 기반으로 전체 솔루션의 SaaS화를 추진한다는 아틀라스 플랫폼(Atlas platform) 비전을 선보였다.   ▲ 2019년 PTC가 인수한 온쉐이프는 SaaS 아키텍처의 기반이 될 전망이다.   지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어는 로코드(low-code) 애플리케이션 플랫폼인 멘딕스(Mendix)를 기반으로, 자사의 소프트웨어 포트폴리오인 엑셀러레이터(Xcelerator)의 PLM, MES, IoT 등을 모두 클라우드 아키텍처에서 구동할 수 있게 한다는 전략을 소개했다. 여기에 더해 PLM인 팀센터 X(Teamcenter X)와 3D 디자인의 협업 검토가 가능한 팀센터 셰어(Teamcenter Share) 등 클라우드 기반 솔루션을 확대할 계획이다.   ▲ 지멘스의 클라우드 PLM 솔루션 팀센터 X   CAE 분야에서는 대규모의 시뮬레이션을 효과적으로 수행할 수 있는 HPC(고성능컴퓨팅) 인프라 측면에서 클라우드의 이점에 주목하기도 한다. 제품의 복잡도가 증가하면서 빠른 개발 사이클에 대응하기 위해 대규모의 인프라를 유연하게 확보하고 사용할 수 있는 클라우드 HPC가 필요하다는 시각이다. 앤시스는 마이크로소프트 애저(Microsoft Azure) 기반의 앤시스 클라우드(ANSYS Cloud)를 꾸준히 강화하면서, 앤시스 메커니컬(ANSYS Mechanical)과 플루언트(Fluent)를 시작으로 HFSS, SIwave 등 지원 솔루션의 범위를 꾸준히 넓히고 있다. 알테어는 라이선스 활성화 및 소프트웨어를 다운로드하는 통합 포털 사이트 알테어 원(Altair One)과 다양한 소프트웨어를 유연하게 사용할 수 있는 유닛 기반 라이선스를 내세웠다. 또한, HPC 솔루션 기업인 유니바(Univa)와 엑셀러스(Ellexus)를 인수하고 HPC 워크로드 관리와 모니터링, 최적화 등을 지원하는 솔루션 포트폴리오를 확보했다.   제조산업 안팎을 아우르는 디지털 스레드의 확장 기존에는 설계, 시뮬레이션, 제조, 서비스 등 각 영역별로 디지털화가 진행되어 왔다면, 이제는 전체 제품 사이클에 걸쳐 디지털 데이터의 매끄러운 흐름을 갖추고, 이를 활용해 기업 전반에서 디지털화의 효과를 극대화한다는 뜻에서 ‘디지털 스레드(digital thread)’라는 개념이 주목을 받는 모습이다. 엔지니어링 소프트웨어 분야에서는 디지털 스레드에 대해 ‘하나의 데이터 소스’를 기반으로 디지털 모델을 생성하고, 이 디지털 모델을 가상 테스트나 시뮬레이션으로 검증하며, 생산을 위한 데이터로 활용한다는 관점에서 접근하고 있다. 제조에서 끝나지 않고 판매나 서비스 단계까지 디지털 제품 정보의 활용을 확장하는 한편, 전체 데이터와 프로세스를 관리하고 조율하는 것까지 큰 그림을 그리고 있는 것이다. PTC는 CAD와 PLM뿐 아니라 IoT(사물인터넷), AR(증강현실)로 포트폴리오를 넓히고, 제조업의 디지털 트랜스포메이션을 위한 전체 루프 사이클을 관리할 수 있다는 점을 내세우고 있다. 여기에 로크웰 오토메이션과 협력을 통해 설계부터 운영, 유지보수 및 최적화까지 모든 라이프사이클 단계에 걸쳐 디지털 스레드 솔루션을 확장하는 움직임을 이어가고 있다. 오토데스크는 제조와 건축 분야의 융합(컨버전스)을 내세우고 있다. 퓨전 360에서 선보인 제너레이티브 디자인(generative design) 기술을 건축 분야에 접목해 최적의 인테리어 구성을 인공지능이 자동으로 만들어 낼 수 있도록 하고 있다. 그리고 모듈러(modular) 공법, 프리패브리케이션(prefabrication), DfMA(Design for Manufacturing and Assembly) 등 제조 분야의 제조 기술을 건축 분야에 접목하는 시도 역시 진행 중이다. 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어는 제품(Product)·생산(Production)·성능(Performance)의 디지털 트윈이라는 포괄적인 디지털 트윈 전략을 내세우고 있다. CAD와 시뮬레이션, 공장의 모델링 및 시뮬레이션, IoT 등 각 분야의 기술과 솔루션을 연동함으로써 제품의 개발과 생산, 사용까지 아우르는 디지털 스레드를 구현한다는 전략이다. 또한, 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어는 MBSE(모델 기반 시스템 엔지니어링) 및 MBST(모델 기반 시스템 테스팅)에 대응하면서 디지털 제품 개발을 위한 다분야의 기술 연계를 강화하고 있다. 멘토(Mentor)를 지멘스 EDA(Siemens EDA)로 개편하고 회로 설계를 위한 P&R 솔루션 업체 아바타(Avatar), 화학 시뮬레이션 업체 컬기(Culgi) 등을 인수하면서 디지털 제품 개발 포트폴리오를 꾸준히 확장하는 모습이다.   ▲ 알테어는 에스엔위즈 인수 이후 발포성형 해석 솔루션 '인스파이어 폴리폼'을 출시했다.   CAE 분야에서는 제품 개발 단계의 시뮬레이션을 넘어 생산 공정에 대한 시뮬레이션으로 디지털 프로세스를 확장하고 있다. 이에스아이, MSC소프트웨어, 오토폼엔지니어링 등 여러 CAE 소프트웨어 업체가 포밍이나 웰딩 등 공정의 시뮬레이션 소프트웨어를 제공하고 있다. 인스파이어(Inspire)를 중심으로 매뉴팩처링 소프트웨어 라인업을 강화하고 있는 알테어도 작년에 국내 기업인 에스앤위즈를 인수하면서 폴리우레탄 발포 성형 해석 솔루션을 추가했다.   ■ 자세한 내용은 '2020 국내 엔지니어링 소프트웨어 시장조사' 특집기사에서 볼 수 있다.
작성일 : 2021-02-24
[PLM 업계 신년 인터뷰 3] 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어 코리아 오병준 대표이사
MBSE, 디지털 트윈, 품질 화두 기계/전기전자 융합 시장 공략    지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어 코리아는 지난 해 어려운 속에서도 대기업 및 중견기업들의 R&D 투자에 힘입어 캐드, 시뮬레이션, 테스트 부분에 대한 투자가 이루어지면서 전체적으로는 전년과 비슷한 수준의 매출을 올렸다. 올해는 MBSE, 포괄적 디지털 트윈, 품질 등을 주요한 축으로 AV/EV 등을 포함한 기계/전기전자 융합 시장을 공략할 계획이다. ■최경화 국장     코로나로 인한 제조 시장의 변화와 지멘스의 대응 지난 해 코로나로 인해 어려움이 있었지만 R&D 투자는 이루어졌다. 시뮬레이션, 테스트 관련 클라우드 투자가 이루어졌던 반면 생산 쪽은 주춤했다. 스마트 공장은 정부자금 등으로 추진이 되었지만 프로젝트가 많지는 않았고, 스마트 팩토리 풀 자동화에 대한 요구가 많았다. PLM과 품질을 연동하는 것에 대한 투자가 많이 이루어졌다.  지멘스에서는 CLQ(Closed Loop Quality)라는 솔루션이 보강되면서 이에 대한 투자가 이루어졌다. PLM과 MES를 연동하는 BOP(Bill of Process)가 나왔고, 전기자동차, 배터리 관련 업체 등 새로운 비즈니스를 시작하는 분들을 중심으로 한 투자가 이루어졌다. 비대면 관련된 지원은 계속되었다. 온라인 세미나는 기본이지만, 카이스트, 한양대, 단국대 등과 비대면 교육 콘텐츠 등을 개발하였고, 올해부터 디지털 부스를 만들어 3차원으로 상시 운영함으로써 홍보 접점을 늘려 나갈 계획이다. 그리고 지멘스 사무실 내에 고객들이 올 수 있는 브리핑 센터를 개소하여 고객들이 방문해서 워크샵이나 세미나를 할 수 있는 공간을 만들었다. 또한 고객이 원하는 주제를 선택하면 원하는 데모가 나올 수 있도록 자동화된 데모를 개발하고 있으며, NX를 시작으로 계속 보강해 나갈 계획이다.    주요 화두 : 디지털 트윈, 품질, MBSE  지멘스에서 얘기하고 있는 디지털 트윈은 포괄적인 디지털 트윈이라고 볼 수 있는데 제품 트윈은 캐드와 시뮬레이션, 생산 트윈은 플랜트 시뮬레이션, 성능 트윈은 IoT를 얘기한다. 지난 해 지멘스에서는 이렇게 3가지가 연동되는 데모를 개발했다. 지멘스에서는 CLQ, CLM(Closed Loop Manufacturing)을 발표했는데 제품 개발 단계부터 데이터를 공유해서 품질을 최적화하는 것이 화두가 되었다. 이를 지원하는 제품 중의 하나로 팀센터 퀄리티(Teamcenter Quality)가 출시되었다. CLQ, CLM은 새로운 용어라고 할 수 있다. 우리나라 상황을 보면 R&D, 생산, 품질이 따로 구축되고 관리가 되고 있다. 품질 문제가 발생하면 원인을 찾아야 하는데 찾기가 어려웠다. 각 생산, R&D 단계에서 품질 문제를 원천적으로 완벽하게 한 다음에 넘겨주고, 발생하더라도 원인을 찾을 수 있도록 PLM과 MES, QMS 등을 연결하는 것이 필요하다. 영업적으로 보면 가상공장, 플랜트 시뮬레이션에 대한 요청들이 많았고 실적도 좋았다. 스마트 공장을 짓기 전에 프로세스나 리소스를 최적화하기 위해서 플랜트 시뮬레이션을 통해 전력, 로봇, 사람, 물류 프로세스 등을 시뮬레이션 하는 것에 대해 관심이 많았다. 지멘스는 가상 커미셔닝((Virtual Commisioning)이라고 해서 부품 레벨부터 생산, 시운전까지 가상으로 테스트 하는 것을 지원하고 있다. 디지털화가 본격적으로 시작되면서, 기업들의 현재 환경에 맞게 우선 순위를 매겨서 진행이 되고 있다.  MBSE(model-based systems engineering : 모델 기반 시스템 엔지니어링)는 CAD, PLM, 시뮬레이션 및 제조 솔루션과의 통합으로 전체 제품에 대해 폭넓은 디지털 트윈을 적용할 수 있도록 하는 것으로 R&D 단의 화두라고 할 수 있다. 지멘스에서는 설계, 제조, 서비스 영역까지 엔드-투-엔드로 통합 지원이 가능해 퀄리티 향상과 비용 절감을 돕고 있다 다품종 대량 생산 관련해서는 물류생산, 단일품종의 단일생산, 다양한 생산을 할 수 있는 유연생산 등이 있고, 데이터 레벨과 함께 하여 품질 최적화가 이슈가 되고 있다.    산업별 트렌드와 지멘스의 대응 산업별로 살펴보면 반도체 시뮬레이션 분야가 화두가 되고 있고 플라즈마, 식각 등 반도체 생산 공정을 시뮬레이션하려는 것들에 대한 관심이 늘어나고 있다. 자동차 칩 관련 에이스파이스(ASPICE)라는 표준이 있는데 자동차 관련된 디자인 규약, 요구사항 등을 관리하는 시스템이 PLM과 연동되어 점점 더 늘어날 것이다. 자동차의 큰 화두는 EV(전기)/AV(자율주행)라고 할 수 있는데 전기차는 MBSE 기반으로 신차 기획부터 설계, 성능 최적화, 생산까지 연동하는 체제로 전환이 일어나고 있다.  AV 쪽은 센서 쪽에 최적화되어 있고, 자율주행을 할 때 데이터를 수집하고 최적화 결과를 검증하는 것에 대한 연구가 이루어지고 있다.  국방이나 항공 분야는 도심을 날아다니는 미래자동차인 UAM(도심항공모빌리티)에 대해 관심이 높아지고 있는데, 관련 전기모터설계, 시뮬레이션 투자가 활발하게 이루어지고 있다. 소비재 분야에서 보면 식품 산업은 만드는 사람과 마케팅 부분이 분리가 되어 있어 시장 생산에 기반한 수요 예측이 미비한 점이 많았다. 지멘스에서는 식품산업의 최적화 솔루션인 R&D 스위트(R&D Suite)를 통해 배합관리, 제품 생산 프로세스 최적화 등을 지원하고 있다.  배터리 부분은 배터리용 시뮬레이션 패키지가 따로 있어 디자인부터 테스트, 열유동까지 지원할 수 있는 제품이 제공되고 있다.     지멘스의 솔루션별 트렌드와 성과 지멘스는 지난 해 미드레인지 시장에서 현대로보틱스 등 윈백 비즈니스를 통해 솔리드 엣지는 25% 정도 성장을 했고 NX는 8% 정도 성장을 했다. 전체적으로는 전년과 비슷한 수준으로 코로나 속에서도 선방했다고 할 수 있다.  지멘스는 다양한 제품이 출시가 되면서 새로운 시장에 대응했다. 중소기업은 어려웠지만 해외로 수출하는 업체들은 투자가 이루어졌고, 고객의 요구사항, 시뮬레이션, 테스트 쪽으로 도입이 많이 되었다.  NX는 AI 기반의 사용 편이성, 가벼운 데이터 파일, 구 버전 지원, 솔리드엣지와의 호환성 등을 기반으로 좋은 반응을 얻고 있다. 지멘스의 제품은 하이엔드와 미드레인지 캐드 데이터가 100% 호환이 된다는 것이 강점이다. 최근 발표한 미케니컬 디자인 번들이라는 패키지는 NX와 솔리드엣지가 같이 들어가 있어 효율적인 투자가 가능하다.  우리나라의 PLM은 캐드 데이터 관리에 머물러 있는 경우가 많은데  협력업체관리, 원가관리, 시뮬레이션 데이터 관리 등의 분야로 확대하는 방향으로 가고 있다. PLM은 현대화(modernization)가 큰 화두이다. 지멘스는 클라우드 기반의 새로운 PLM 솔루션인 팀센터 X(Teamcenter X)를 발표하고 테스트 중에 있다. 팀센터 X는 SaaS(software as a service: 서비스형 소프트웨어) 방식으로 공급되는 새로운 클라우드 서비스용 솔루션으로, 고객들이 가지고 있는 캐드나 PLM 라이센스를 클라우드에서 사용이 가능하다.  CAM 분야에서는 5축 복합가공 지원이 강점이며, 금속 소재 등을 지원하는 3D 프린팅(AM) 지원 소프트웨어 발표로 적용이 확대되고 있다. 시뮬레이션 분야에서는 전자, 항공 쪽은 UAM, 화학 쪽은 배터리에 포커스하고 있다.   최근 인수한 회사와 비즈니스의 변화 2019년에 인수한 멀티멕(Multimech)은 부품에 들어가는 소재 시뮬레이션 툴로 멀티스케일 기술을 통해 재료 엔지니어링과 부품 설계, 성능 엔지니어링 및 제조를 밀접하게 통합하여 재료의 디지털 트윈을 생성할 수 있도록 한다. 아틀라스 3D(Atlas 3D)는 가벼운 적층생산 솔루션으로 설계 엔지니어에게 최적의 출력 방향과 적층 부품에 필요한 지지 구조를 거의 실시간으로 자동 생성하여 빠른 속도를 지원함으로써 3D의 저변확대에 기여하고 있다. 작년 8월에 인수한 아바타(Avatar)는 직접 회로(IC) 설계를 위한 P&R(Place and Route, 배치 및 배선) 소프트웨어 개발 선두 업체로, 엔지니어들이 적은 자원으로 복잡한 칩의 전력, 성능, 면적(PPA)을 최적화하도록 도와준다. 지멘스는 아바타 기술을 자사의 Xcelerator 포트폴리오 상에 멘토(Mentor)의 IC 소프트웨어 스위트 일부로 추가해, 성장하고 있는 P&R 부문에 활용할 계획이다.  또한 지난 해 7월에 인수한 UltraSoC는 지능형 모니터링, 사이버 보안, 기능 안전 기능을 SoC(system-on-chip)에 구현하는 기업이다. 지멘스는 UltraSoC의 기술을 멘토의 티센트(Tessent) 소프트웨어 제품군의 일부로 자사의 엑셀러레이터(Xcelerator)포트폴리오에 통합할 계획이다. 이밖에도 지난 해 11월에는 공정 산업 시뮬레이션 화학 소프트웨어 회사인 컬기(Culgi)를 인수했다. 이 제품은 심센터(Simcenter) STAR-CCM+ 소프트웨어의 연속 접근법과 원활하게 조합을 이루는 양자 및 분자 화학 모델과 함께 Xcelerator 포트폴리오의 시뮬레이션 기능을 확장하는 데 활용된다. 이의 인수를 통해 지멘스는 대규모 화학 산업의 대량생산에 사용될 수 있는 솔루션을 완성했다.   멘토, 지멘스 EDA로의 변화와 통합의 성과 지멘스는 지난 2017년 멘토그래픽스를 인수했으며, 합병 이후에는 '멘토, 지멘스 비즈니스’라는 명칭을 사용해 왔는데 올 1월부터 '지멘스 EDA(Siemens EDA)’로 이름을 바꾸게 된다. 새롭게 이름이 바뀌는 지멘스 EDA는 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어의 한 부문으로 운영된다. 지멘스 EDA는 포괄적인 EDA 소프트웨어 포트폴리오를 갖고 있으며, 지멘스의 시뮬레이션, 기계 설계, 제조, 클라우드, IoT 및 로코드 기술과 통합을 진행하고 있다. 이를 통해 폭 넓고 깊이 있는 산업 소프트웨어 포트폴리오를 구축하며, 이러한 입지를 통해 고객이 반도체 설계와 시스템 설계의 융합이 가속화되는 추세에 대응이 가능하다. 지멘스와 멘토는 다양한 분야에서 데이터를 통한 통합이 이루어지면서 시너지가 일어나고 있다.  ECAD-MCAD 통합, PCB, 연동해석 외에도 전기/전자 시스템 개발 기능을 강화한 캐피털(Capital)이라고 하는 소프트웨어와도 통합이 되어 NX와 연동이 이루어지고 있다. 캐피털은 지멘스의 산업용 SW 개발 플랫폼인 엑셀러레이터 포트폴리오의 일부로, 팀센터, NX, 로코드 개발 소프트웨어인 멘딕스(Mendix) 등과 통합된다. 이로써, 지멘스는 최신 스마트 제품을 효율적으로 엔지니어링 할 수 있는 포괄적인 전기/전자 시스템 개발 솔루션을 확보하게 됐다. 또한 반도체에 들어가는 설계 데이터를 PLM쪽에서 관리가 가능해져 시너지가 날 것으로 기대하고 있다.    지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어 코리아의 조직과 변화 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어 코리아는 도곡동에 250명 정도가 있고, 별도 조직으로 멘토에 150명 정도 있다. 제품 종류가 늘어나면서 시뮬레이션, 매뉴팩처링, MOM 등의 분야에 인원을 계속 충원하고 있다. 채널 관련 비즈니스는 조직이나 모델별 변화는 없고, 채널들이 제품, 단품위주의 영업을 했다면 최근에는 어카운트 기반의 커버리지 파트너로 종합 솔루션을 판매할 수 있는 대형 파트너를 보강했다. 시뮬레이션 쪽은  총판을 발족시켜 시장 확산을 도모하고 있다. 멘토와 조직적 통합은 글로벌로는 되고 있고, 한국내 오퍼레이션은 별도로 진행되고 있으며, 재무적으로는 내년 7월에 통합된 법인이 될 것으로 보인다.   포스트 코로나 시대 올해 제조 시장 전망  작년은 선방했으나 올해는 불확실성으로 해서 긴축 예산이 될 것으로 보고 있다. 대기업들은 꾸준히 R&D 투자를 할 것이다. 대기업들은 R&D 프로세스를 연결하는 심리스(seamless) PLM, 효율화를 할 수 있는 MBSE라고 하는 R&D 혁신에 관심을 가지고 있으며, 중기업들은 PLM부터 제대로 되어 있는 곳이 많이 없다. 부품업체들은 해외진출을 위한 ALM으로 눈을 돌리고 있으며, 글로벌 스펙에 맞는 R&D 투자가 계속 될 것이다. 전기자동차가 화두로 많은 혁신이 필요하다. 지멘스에서는 4월초 EV/AV 세미나를 대대적으로 할 예정으로 있다.  중소기업들은 클라우드, 솔리드엣지와 같은 미드레인지 캐드에 대한 지속 확산이 이루어질 것이다.  MES(제조실행시스템)쪽은 인하우스 개발이 주류를 이루어 왔는데 변화에 대한 적응력이 거의 없기 때문에 이러한 시스템으로부터 탈피하는 시대가 오고 있다. 지멘스는 MES보다는 MOM(제조 운영 관리)이라는 용어를 쓰고 있는데 인하우스보다는 패키지를 사용하면 업그레이드도 빨리 할 수 있고 시장 변화에 탄력적으로 대응할 수 있다. 지멘스는 PLM, MES, QMS 등에 강점을 가지고 있는 만큼 시장의 변화에 대응해 나갈 것이다.   올해 시장 전망과 지멘스의 대응 올해 R&D 단에서 가장 주목할 화두는 MBSE이다. 또한 자율주행 솔루션과 자율주행 칩 개발로 이어지는 에코 시스템을 만들 것이다.  이와 함께 소재부품장비를 하나로 묶어서 만들 수 있는 엔지니어링 솔루션 체계를 만들어 나갈 것이다. 또한 최근 화두가 되고 있는 MBST(모델 기반 시스템 테스팅, Model-based System Testing)에도 대응해 나갈 예정이다. MBST는 시뮬레이션 소프트웨어와 테스트 하드웨어가 연동이 되어 테스트한 데이터를 시뮬레이션 데이터에 입력하여 연동시키고 궁극적으로는 시뮬레이션만 해도 테스트한 것 정도의 결과를 내게끔 할 수 있도록 하는 것이다. 심센터(Simcenter)에 테스트 및 시뮬레이션 툴을 통합하여 개발 단계에서 시스템 테스트를 가속화하고 모델 기반 시스템 테스트 기능으로 포트폴리오를 확장해 나갈 것이다. 코로나는 다같이 견뎌야 한다. 지멘스는 고객과 같이 혁신하는 파트너로서 같이 고민하는 파트너가 되기 위해 노력할 것이며, 동종 업계에서 가장 일하고 싶은 회사가 되는 것이 목표이다.   [PLM 업계 신년 인터뷰 1] 오토데스크코리아 김동현 대표 [PLM 업계 신년 인터뷰 2] 다쏘시스템코리아 조영빈 대표이사 [PLM 업계 신년 인터뷰 4] PTC코리아 박혜경 지사장     ■ '2020 국내 엔지니어링 소프트웨어 시장조사'에서 더 많은 내용이 제공됩니다.
작성일 : 2021-02-15
VPD와 MBSE의 적용 Ⅰ
디지털 트랜스포메이션 기반 VPD 프로세스 구축 및 MBSE의 도전과 응용 (2) 다양한 산업 분야의 기술과 제품 개발에서 CAE(Computer Aided Engineering) 기술이 폭넓게 쓰이고 있다. 한편으로 각 기능 부품에 대해 개별적으로 CAE를 적용하는 것으로는 제품의 요구 성능을 충족하는 것이 어려우며, 전체 시스템의 성능 파악 및 품질 향상에 대한 해결책이 요구되고 있다. 캐드앤그래픽스 2021년 1월호의 특집기획에서 디지털 제품 개발 기술로서 VPD(가상 제품 개발)와 MBSE(모델 기반 시스템 엔지니어링)의 개념에 대해 소개했는데, 이번 호에서는 VPD 및 MBSE를 어떻게 제품 개발에 적용할 수 있는지에 대해 살펴본다. ■ 오재응 | LG전자 기술고문이며, 한양대학교 명예교수이다.   1. 최근의 기술·제품 개발을 둘러싼 환경 최근 다양한 산업 분야의 기술·제품 개발에서 CAE 기술의 활용은 익숙한 것이 되어 있다. 반면 기술·제품이 급속히 다양화 및 복잡화 하고 있는 요즈음, 지금까지와 같이 각 기능 부품에 대해 개별적으로 CAE를 적용하는 것만으로는 기술·제품으로의 요구 성능을 만족하는 것이 매우 어려워지고 있다. 따라서 기술·제품을 구성하는 전체 시스템을 파악한 성능·품질 향상에 대한 해결책이 요구되고 있다. 특히 제품 개발 프로세스 정립의 효과는 시스템이 고기능이 되고 복잡해지면 질수록 개발 과정의 빠른 시기부터 시스템에  숨겨진 결함을 찾아내는 것은 어렵다. 잘 알려진 바와 같이, 대부분의 결함은 개발 초기 설계 단계까지의 사이에 만들어지고 버리지만, 그들은 그 시점에서는 발견되지 않고 테스트 단계에서 장애로 처음 발견되는 것이다. 이들 장애는 제품의 제조단계에서 장애로 시작하여 처음으로 검출되는 것이 된다. 그리고 만일 이들의 장애가 제품의 제조단계로 진행될 때까지 검출되지 않으면 출하 후에 시장에서 처음으로 발견되면 커다란 문제가 된다. 만약 제품이 대량 생산되어 있다고 하면, 그 대책에는 막대한 비용이 들고 큰 손실을 발생할 수 있는 가능성이 있다. 따라서 잘 알려진 MBSE의 도입 효과는, 결함을 조기 발견하는 것에 의해 제품화 기간을 단축하고 개발 비용을 줄이고 출시에 걸리는 시간을 단축하는 것이다. 예를 들면 미국의 어떤 방위 시스템 개발 회사는 시스템 엔지니어링을 도입하여 제품화 시간을 40% 단축했다는 보고도 있다. 또한 응용 프로그램의 신뢰성과 안전이 개선되었다. 다양한 기업에서 하드웨어와 소프트웨어 파트의 공급을 받고 있는 기업의 경우, 키가 되는 것은 서브시스템 사이의 인터페이스를 명확히 하는 것이다. 여기에서는 개발 초기에 실행 가능한 프로토타입 모델 실행을 통해 인터페이스의 결함을 조기에 발견하고 있다. GM(지엠)의 개발자는 모델을 사용하여 내장되어 있는 시스템 간의 상호 작용을 시각화하고 시뮬레이션을 통해 모델 테스트를 실시했다. GM은 보통 5년이 걸릴 신차 개발을 불과 29개월 만에 완료하는 것이다. 특히 가전 제품의 개발 기간이 비교적 짧고, 최근에는 설계가 국제적으로 분산되어서 진행되고 있다. 이러한 환경에서 결함의 발견이 지연됨에 따라 설계의 재 작업은 비용 및 납품 일정에 미치는 영향이 크고, 결함의 원인에 대해 초기 단계에서 대응하는 것이 필요하다. 서브시스템과 모듈이 완성되어 통합하여 검증하는 단계에서 조정 가능한 부분의 부분적인 수정을 한 것이 비용적으로 맞지 않는 경우가 많다. 따라서 어떤 모듈 설계에 필요한 그 외부 환경이 되는 경계 조건을 가상으로 설정한 후에 사전에 기능의 수준을 검증을 수행하는 것이 중요한 포인트가 된다 그림 1. MBD 적용에 대한 정확도 및 계산시간, 설계자유도에 대한 충실도
작성일 : 2021-02-01
[CAE 컨퍼런스 2020] 발표자료 다운로드 안내
[CAE 컨퍼런스 2020] 발표자료 다운로드 안내입니다.   캐드앤그래픽스가 주최한 CAE 컨퍼런스 2020 행사가 ‘언택트 시대, 디지털 전환을 위한 시뮬레이션’이라는 주제로 지난 11월 13일 수원컨벤션센터에서 개최됐습니다. 이번 행사는 코로나19의 영향으로 방역 수칙을 준수해 진행된 관계로 100여 명의 소수 인원만 오프라인 현장에 참여해 발표를 들었습니다. 스마트공장구축 및 생산자동화전(SMATEC 2020)’과 함께 진행된 올해 CAE 컨퍼런스는 이런 흐름 속에서 CAE가 디지털 혁신을 위해 어떤 역할을 할 수 있고, 무엇을 고민해야할 지에 대해 다양한 관점으로 살펴볼 수 있는 자리로 마련되어 참가자들의 관심을 모았습니다.   CAE 컨퍼런스 준비위원회의 최동훈 위원장은 “디지털화(digitization)를 넘어 디지털 정보를 이용해 업무를 효과적으로 수행하는 ‘digitalization’이 확산되고 있다. 나아가 디지털 기술을 활용해 전에 없던 가치를 만들어내는 ‘디지털 트랜스포메이션(digital transformation)’이 화두가 되고 있다”고 짚었습니다. 또한, “CAE 전략, 인공지능(AI) 및 머신러닝, 시스템 통합과 시뮬레이션, 클라우드, 제너레이티브 디자인, 적층제조 등 다양한 내용을 소개하는 이번 CAE 컨퍼런스가 근본적이고 장기적인 전략을 고민하고, 새로운 업무 방법을 찾는 기회가 되기를 바란다”고 전했습니다.   [아젠다] CAE 컨퍼런스 2020 발표자료는 정보 제공에 동의한 자료만 제공됩니다. 아래 아젠다에 PDF 마크가 표시되어 있는 발표자료가 공개된 내용입니다.    컨퍼런스 참여하셨던 분들께는 발표자료를 보내드렸습니다. 자료가 필요하신 분들은 유료 결제 후에 발표자료를 다운로드 받으시기 바랍니다. 다만 홈페이지 다운로드 용량 제한으로 인하여 전체 자료를 다운로드 할 수 있게 하는데 제약이 있어 링크 주소에는 CAE 컨퍼런스 2020 자료집 파일만 올려 두었습니다. 결제완료 후 메일(cae@cadgraphics.co.kr)로 연락주시면 대용량 추가 자료를 별도로 보내드립니다. 홈페이지에서 직접 결제하는데 문제가 있다면 당사로 연락주시기 바랍니다.   메일 제목 :  [CAE 컨퍼런스 2020] 유료결제완료 발표자료 요청 내용 : 결제시 회원명 / 전화 / 이메일 메일 보낼 곳 : cae@cadgraphics.co.kr 문의 : CAE컨퍼런스사무국 (02-333-6900)   -------------------------- 발표내용 및 발표자 목록   - 발표자 리스트 기계 설계와 인생 설계 대성나찌유압공업 장달식 대표(전 두산인프라코어 상무) 디지털 전환(DX) 구현을 위한 인공지능(AI) 활용 기술 피도텍 최동훈 대표 클라우드 HPC 플랫폼을 활용한 시뮬레이션 가속화 리스케일(Rescale) 김정훈 솔루션 아키텍트 디지털 전환(DX) 기반 가상제품설계(VPD) 프로세스 구축 및 모델기반시스템 엔지니어링(MBSE)의 도전과 응용 LG전자 오재응 기술고문(한양대학교 명예교수) 제너레이티브 디자인을 통한 로워암의 최적 설계 한국엠에스씨소프트웨어 이정화 책임 Ansys의 Optical Solution을 이용한 ADAS Sensor 구현 앤시스코리아 이규원 차장 차세대 디자인 & 엔지니어링 소프트웨어 nTop-platform 하비스탕스 임승재 대표 전동 파워트레인의 효율성과 NVH 향상을 위한 전기 액슬(Electric Axle) 가상 시뮬레이션 한국AVL 시뮬레이션사업부 임종훈 선임팀장 CAE의 경제학 - CAE를 사용해서 돈을 벌었나요? 마스터엔지니어 김충섭 대표 미래 R&D 프로세스 비즈니스를 위한 전략 수립과 컨셉맵 활용 방안 디원 류용효 이사
작성일 : 2020-12-01
[포커스] CAE 컨퍼런스 2020, 디지털 혁신을 위한 시뮬레이션의 역할과 가치를 짚다
‘언택트 시대, 디지털 전환을 위한 시뮬레이션’이라는 주제로 지난 11월 13일 ‘CAE 컨퍼런스 2020’이 진행되었다. 코로나19의 글로벌 대유행이 가져온 사회와 산업의 변화에 맞물려, 제품과 기업의 디지털 트랜스포메이션(digital transformation)은 그 중요성이 더욱 강조되고 있다. ‘스마트공장구축 및 생산자동화전(SMATEC 2020)’과 함께 진행된 올해 CAE 컨퍼런스는 이런 흐름 속에서 CAE가 디지털 혁신을 위해 어떤 역할을 할 수 있고, 무엇을 고민해야할 지에 대해 다양한 관점으로 살펴볼 수 있는 자리로 마련되어 참가자들의 관심을 모았다. ■ 정수진 편집장     CAE 컨퍼런스 준비위원회의 최동훈 위원장은 “디지털화(digitization)를 넘어 디지털 정보를 이용해 업무를 효과적으로 수행하는 ‘digitalization’이 확산되고 있다. 나아가 디지털 기술을 활용해 전에 없던 가치를 만들어내는 ‘디지털 트랜스포메이션(digital transformation)’이 화두가 되고 있다”고 짚었다. 또한, “CAE 전략, 인공지능(AI) 및 머신러닝, 시스템 통합과 시뮬레이션, 클라우드, 제너레이티브 디자인, 적층제조 등 다양한 내용을 소개하는 이번 CAE 컨퍼런스가 근본적이고 장기적인 전략을 고민하고, 새로운 업무 방법을 찾는 기회가 되기를 바란다”고 전했다.   기계를 설계하듯이 인생을 설계해야 대성나찌유압공업의 장달식 대표는 오랜 기간 해석 경험을 다져 온 업계 전문가로서, 기조연설을 통해 ‘기계설계와 인생설계’에 대한 인사이트를 전달했다. “‘설계’란 요구 사항을 현재 시점에서 가능한 방법으로 만족시키는 사고적 실현”이라고 짚은 장달식 대표는 과학 지식을 이용해 기술적인 문제를 풀고, 재료/기술/환경 측면을 고려해 주어진 제한조건 안에서 최적의 방법을 실현하는 것이 엔지니어의 과제”라고 설명했다. 이런 설계 작업은 창조적면서 정신적인 작업이면서, 다른 일을 하는 사람과 협력도 필요하다. 또한 장달식 대표는 기계설계를 하는 것처럼 인생도 설계가 필요하다고 강조했다. ‘행복’이라는 인생의 목표와 조건에 대해 충분히 고민하고, 이에 맞춰 우리가 원하는 인생을 정의해야 행복을 누릴 수 있다는 것이 그의 설명이다. 장달식 대표는 “행복은 설계에 따라 결정된다. 이는 인생을 설계하고 설계를 수행하는 수준에 따라 행복이 정해진다는 뜻”이라고 전했다.   ▲ 엔지니어링 설계 못지 않게 행복을 위한 인생설계의 중요성을 강조한 대성나찌유압공업 장달식 대표   가속화되는 인공지능과 시뮬레이션의 만남 피도텍의 최동훈 대표는 ‘디지털 전환 구현을 위한 인공지능 활용 기술’에 대한 기조연설에서 “인공지능(AI)은 인간의 지능적인 행동을 기계나 컴퓨터가 모방하도록 하는 총체적 기술”이라고 정의했다. 인공지능은 자율주행, 이미지/음성 인식, 자연어 처리, 데이터 기반 설계 등 특정한 용도를 위해 개발되었으며, 이러한 인공지능의 바탕이 되는 수치 알고리즘 또는 학습 프로그램 기법을 머신러닝이라고 할 수 있다. 최근 많은 관심을 받고 있는 딥러닝은 머신러닝의 여러 기법 중 하나로, 사람의 두뇌가 작동하는 방식을 모사한 인공신경망 이론에 기반을 두고 있다. 이미지 인식이나 자연어 처리 등에 많이 쓰이는 딥러닝은 다층 신경망을 사용해 복잡한 학습모델을 개발할 수 있다는 점이 장점으로 꼽힌다. 최동훈 대표는 “인공지능을 엔지니어링 영역에서 활용하는 ‘데이터 기반 설계’의 경우 진전이 다소 더딘 편”이라면서도, “공학설계에서 시뮬레이션의 활용은 꾸준히 확대되고 있으며, 시험과 시뮬레이션 데이터가 축적되면서 데이터 주도의 설계 및 데이터 주도 설계와 인공지능의 결합이 성장할 것”이라고 전망했다.  최동훈 대표는 피도텍이 진행 중인 인공지능 활용 설계 기술의 개발 내용을 소개했다. 그러면서 “빅데이터 및 인공지능 기술을 활용한 설계는 공학분야에서 4차 산업혁명의 키워드이다. 높은 정확도의 머신러닝 모델을 만들기 위해서는 전처리를 위한 데이터 플래닝이 필요하며, 오픈소스 프레임워크를 활용해 효과적인 모델을 만들 수 있다”고 전했다.   ▲ 데이터 기반 설계를 위한 인공지능과 머신러닝 동향을 소개한 피도텍 최동훈 대표   디지털 트윈에서 시작하는 제품 개발 혁신 한양대학교 명예교수인 LG전자 오재응 기술고문은 기조연설을 통해 ‘디지털 전환 기반 VPD 프로세스 구축 및 MBSE의 도전과 응용’에 대해 소개했다. 현실의 물리적인 객체를 복제해 가상 모델을 만드는 디지털 트윈(digital twin)과 VPD(가상제품개발)는 R&D의 효율을 높이고 업무 방식을 바꿀 수 있는 디지털 기술로 꼽히고 있다. 오재응 기술고문은 “CAE가 시뮬레이션의 분야 중 하나로서 3D 요소를 해석하는 것이라면, VPD는 전체 시스템을 해석하기 위해 1D-3D CAE의 코시뮬레이션(co-simulation)과 1D 요소를 포함한다”고 설명했다.  효과적인 VPD를 위해서는 먼저 시스템의 기능과 구조에 대한 모델을 만들어야 이 모델을 해석해 결과를 예측할 수 있다. MBD(모델 기반 개발)를 구현하면 엔지니어의 시간과 노력을 줄여 설계주기를 단축하고, 정보의 일관성과 완전성을 검토해 설계 오류를 줄이며, 엔지니어의 수작업을 줄여 정확성을 높일 수 있다. 여기에서 단계적인 최적화를 통해 최적의 파라미터를 찾아나가는 과정이 MBSE(모델 기반 시스템 엔지니어링)라고 할 수 있다. VPD의 개념은 많은 사람들이 이해하고 있지만, 결국 문제는 ‘어떻게 실천할 것인가’로 모인다. 오재응 기술고문은 “개념 및 상세설계 단계에서 디지털 트랜스포메이션 기반의 프로세스를 실천하는 것이 중요하다”고 짚었다.  개발 프로세스 전반에서 일관된 수학적 모델링을 이용해 설계를 하기 위해서는 단순화, 전문화, 표준화가 선행되어야 한다. MBD를 위해 모델 기반 데이터베이스와 플랫폼, 그리고 시스템 모델 시뮬레이션을 위한 모델 아키텍처를 구축하는 것도 중요하다. 오재응 기술고문은 가상 제품 설계 기술의 주요한 키워드로 ▲시스템 모델링 및 설계의 전문화 ▲시스템 결합 및 테스트의 협업 ▲제품 성능 및 테스트의 특성화 ▲시스템 성능 및 내구 검증의 통합 ▲데이터베이스, 플랫폼, 라이브러리 등의 표준화를 꼽았다.   ▲ 가상제품개발 프로세스와 모델 기반 시스템 엔지니어링의 방향을 짚은 LG전자 오재응 기술고문   한편, 이번 ‘CAE 컨퍼런스 2020’은 수원컨벤션센터에서 ‘스마트공장구축 및 생산자동화전(SMATEC 2020)’과 함께 열렸으며, 정부의 코로나19 방역지침에 따라 안전을 최우선으로 진행되었다. SMATEC 2020은 스마트 공장 및 생산 자동화 관련 전문 전시회이며, 코로나19로 전례가 없는 위기를 겪고 있는 생산제조 기업에게 최신 기술정보와 디지털 전환을 위한 최적의 방향성을 제공하는 자리이다. 올해 행사에는 스마트 공장 솔루션, 공장 자동화, 자동화 설비 등 분야의 120개 기업이 참여해 250개 부스가 운영되었다. ‘CAE 컨퍼런스 2020’을 진행한 캐드앤그래픽스 최경화 국장은 “올해로 27주년을 맞이하는 캐드앤그래픽스에 지속적인 관심을 부탁한다”면서, “현장 행사에 참여하지 못한 참가자에게는 온디맨드(on-demand) 형식으로 발표 내용을 제공한다”고 전했다.   ▲ CAE 컨퍼런스 2020과 함께 개최된 SMATEC 전시회   같이 보기 : [포커스] 미래 자동차 개발을 위한 시뮬레이션 같이 보기 : [포커스] 설계, 생산을 위한 신기술과 시뮬레이션 같이 보기 : [포커스] CAE의 가치를 높이기 위한 역량 강화 전략     기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.
작성일 : 2020-11-30