최적화 문제를 통찰하기 위한 심센터 히즈 (10)   지난 호까지 제품 설계 과정에서 발생하는 다양한 문제에 대해서 최적화 방법론을 적용하고 올바른 결과를 도출하는 과정에서 심센터 히즈(Simcenter HEEDS)의 활용 방법을 살펴보았다. 이번 호에서는 연재의 마지막으로, 미래 제조 산업의 핵심 동력이 될 AI 기반 운영 최적화에 대해 소개한다. AI 기반 ROM(Reduced Order Model, 차수 축소 모델)을 활용한 인프라 분야의 다양한 적용 방법과 최신 기술이 산업 현장에 어떻게 적용되고 있는지, 그리고 실제 비즈니스에서 어떠한 효율과 가치 창출이 이루어지고 있는지 살펴 본다.   ■ 연재순서 제1회 AI 학습 데이터 생성을 위한 어댑티브 샘플링과 SHERPA의 활용 제2회 근사모델 기반의 최적화 vs. 직접 검색 기반의 최적화 제3회 수집 또는 측정된 외부 데이터의 시각화 및 데이터 분석 제4회 산포특성을 가지는 매개변수의 상관성 및 신뢰성 분석 제5회 실험 측정과 해석 결과 간의 오차 감소를 위한 캘리브레이션 분석 제6회 프로세스 자동화 Ⅰ – 구조 설계 최적화 제7회 프로세스 자동화 Ⅱ – 모터 설계 최적화 제8회 프로세스 자동화 Ⅲ – 유로 형상 설계 최적화 제9회 프로세스 자동화 Ⅳ – 다물리 시스템 최적화제 10회 프로세스 자동화 Ⅴ – 제조 공정 효율성 최적화   ■ 이종학 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어에서 심센터 히즈를 비롯하여 통합 설루션을 활용한 프로세스 자동화와 데이터 분석, 최적화에 대한 설루션을 담당하고 있다. 근사최적화 기법 연구를 전공하고 다양한 산업군에서 15년간 유한요소해석과 최적화 분야의 기술지원과 컨설팅을 수행하였다. 홈페이지 | www.sw.siemens.com/ko-KR   산업적 과제와 인공지능/자동화의 필요성 현재 산업 현장이 직면한 핵심 과제들을 ‘복잡성 증가’라는 관점에서 함께 살펴 보겠다.   그림 1   현대의 제조 공정은 수많은 제어 변수가 존재하고 실시간으로 변화한다. 설비의 미세한 이상 징후, 공정 파라미터의 예상치 못한 변동, 재료 특성의 미묘한 차이 등은 생산 환경에 즉각적인 영향을 미칠 수 있다. 이러한 실시간 상황 변화에 대한 늦은 예측과 대응은 불량률 증가, 생산성 저하, 그리고 예상치 못한 가동 중단으로 이어질 수 있다. 비용 및 효율의 관점에서 보면, 글로벌 경쟁 심화 속에서 비용 절감과 생산 효율 극대화는 모든 제조업체의 최우선 과제이다. 공정 최적화는 불량률 감소, 자원 낭비 최소화로 수익성을 개선하지만, 복잡한 공정에서 최적 조건을 찾는 데는 많은 시간과 시행착오가 따른다. 전통 방식이 가지는 한계는 기존의 시뮬레이션이나 수동 제어 방식이 오늘날의 복잡한 요구사항을 충족시키기 어렵다는 점이다. 방대한 계산 시간과 인적 오류 가능성, 그리고 신속한 대응의 한계는 명확하다. 이제 우리는 이러한 전통 방식의 한계를 넘어설, 빠르고 효율적인 새로운 접근 방식이 필요하다.   그림 2    <그림 2>는 복잡한 현대 산업 플랜트의 모습을 보여준다. 이 거대한 시설 안에서는 수많은 개별 공정이 유기적으로 연결되어 작동한다. 제품 생산의 시작부터 끝까지 모든 과정을 정확히 이해하고 제어하는 것이 생산 효율과 품질을 결정하는 핵심이다. 우리는 가상 모델을 통해 혼합기의 내부 유동 특성을 시각적으로 확인하고, (균일한 혼합이 이루어지는 데 걸리는 시간인 ‘Blend Time’과 혼합에 필요한 에너지인 ‘Power Number’같은) 핵심 성능 지표를 정확하게 계산할 수 있다. 이러 분석은 실제 설비에서 센서를 설치하거나 복잡한 실험을 수행하는 것보다 훨씬 빠르고 비용 효율적으로 그리고 더 안전하게 최적의 설계 및 운영 조건을 찾아낼 수 있게 해준다.   즉각적인 예측과 통찰력 실제 설비를 보면 우리가 직면한 일반적인 문제 상황이 있다. <그림 3>의 믹싱 탱크를 예로 들면, 내부의 유동 특성을 파악해야 하지만 새로운 센서를 설치하기 어렵거나 불가능한 경우이다. 탱크 내부에 센서를 설치하는 것은 비용이 많이 들고, 공정을 중단해야 하며, 위생 문제나 유지보수 문제 등 여러 제약이 따른다. 하지만 혼합 효율이나 반응 속도에 결정적인 영향을 미치는 내부 유동 특성을 모른다면 최적의 공정 운영은 불가능하다. 다행히도 유량, 유입 분율 등 주변의 ‘기존 물리 센서’를 통해 측정 가능한 정보는 있다. 하지만, 문제는 이 정보만으로는 우리가 정말 알고 싶은 내부의 ‘숨겨진 값’을 알 수 없다는 것이다. 이러한 도전을 해결하기 위한 설루션은 두 가지 핵심 단계로 이루어진다. 첫째, 믹싱 탱크와 그 주변 환경을 정확하게 나타내는 시뮬레이션 모델을 만든다. 이 모델은 탱크 내부의 복잡한 유동 현상을 물리 기반으로 정밀하게 재현할 수 있다. 둘째, 이 시뮬레이션 모델을 기반으로 예측 모델(predictive model)을 구축한다. <그림 3>에서 중앙의 믹싱 탱크 위에 인공신경망(neural network) 그림이 바로 이 예측 모델을 상징한다. 이 예측 모델은 기존 물리 센서 값(예 : 유량, 온도)을 입력받아, 우리가 직접 측정할 수 없는 내부 유동 특성(예 : 특정 지점의 농도, 전단율)을 실시간으로 계산하고 예측한다. 즉, 기존 데이터와 시뮬레이션 지식을 학습하여 ‘미지의 값’을 추론하는 것이다. 이러한 접근 방식의 가장 큰 ‘이점(benefit)’은 명확하다. ‘실시간 시뮬레이션 값이 물리 센서의 측정값을 대체할 수 있다’는 것이다. 이는 새로운 센서 설치에 드는 막대한 비용과 시간을 절약할 뿐만 아니라, 물리적으로 접근하기 어렵거나 위험한 공정 내부의 핵심 정보를 실시간으로 얻을 수 있게 해준다. 이것은 마치 탱크 안에 수많은 가상 센서를 설치한 것과 같다.   그림 3   <그림 3>의 오른쪽 위·아래 그림을 보면, 이 예측 모델이 어떻게 실제 산업 현장에서 ‘가상 센서’로 작동하며 PLC 시스템과 연동되는지 보여준다. 오른쪽 위의 그림은 예측 모델이 PLC(프로그래머블 로직 컨트롤러)와 통신하며 실시간으로 데이터를 주고받는 모습을 보여준다. 예측 모델이 계산한 내부 유동 값은 PLC로 전달되어 공정 제어에 활용될 수 있다. 그래프는 ‘계산된(calculated) 압력’과 ‘예측된(estimated) 압력’이 거의 일치함을 보여주며, 가상 센서의 정확도를 입증한다. 오른쪽 아래의 HMI(휴먼 머신 인터페이스) 화면은 이러한 예측된 값이 작업자에게 직관적으로 시각화되어 제공됨으로써, 실시간으로 공정 상태를 파악하고 최적의 의사결정을 내릴 수 있도록 돕는다는 것을 나타낸다. 결론적으로, 가상 모델은 단순한 시뮬레이션을 넘어 실제 공정의 ‘가상 센서’로 기능하며, 기존 센서의 한계를 극복하고 PLC 기반의 자동화 시스템과 완벽하게 통합되어 실시간으로 공정을 최적화할 수 있는 강력한 도구임을 보여준다.   ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

에이전틱 자동화 기업인 유아이패스는 형원준 신임 지사장을 선임했다고 밝혔다. 이번 인사는 국내 기업들이 AI 파일럿을 넘어 핵심 비즈니스 워크플로 전반에 에이전틱 자동화를 확장할 수 있도록 돕기 위한 유아이패스의 전략적 행보다. 형원준 지사장은 S&I코퍼레이션, 두산그룹, SAP코리아, 삼성전자 등 국내외 주요 기업에서 30여 년간 디지털 혁신을 주도해온 전문가다. 최근까지 S&I코퍼레이션 대표이사로 재직했으며, 그 이전에는 두산그룹 최고디지털책임자(CDO)와 SAP코리아 대표이사를 역임하며 두 기업의 비즈니스 프로세스 혁신과 디지털 전환을 이끌었다.     이번 인사는 전 세계 기업들이 ‘AI 도입 이후의 확장’이라는 공통된 과제에 직면한 가운데 이루어졌다. AI 활용이 급격히 늘고 있지만, 많은 조직이 파일럿 단계를 넘어 실제 운영 단계로 확장하는 데 어려움을 겪고 있다. 유아이패스는 엔터프라이즈급 에이전틱 자동화 플랫폼을 통해 이러한 과제를 해결하고 있다. 이 플랫폼은 AI 에이전트, 정밀 제어 로봇(precision-oriented robots), 그리고 인간의 전문성을 유기적으로 결합해, 측정 가능한 ROI(투자 대비 수익)를 창출하는 거버넌스 기반 워크플로를 구현한다. 또한 RPA(로보틱 프로세스 자동화 : Robotic Process Automation) 분야에서의 선도적 역량과 에이전틱 AI 기술을 결합해, 기업들이 프로세스 전반을 엔드 투 엔드로 혁신하고 AI의 잠재력을 극대화할 수 있도록 지원한다. 유아이패스의 마크 깁스(Mark Gibbs) 국제 부문 사장은 “형원준 지사장은 엔터프라이즈 프로세스 혁신과 디지털 전환에 대한 깊은 전문성을 바탕으로, 한국에서 유아이패스의 다음 단계 성장을 이끌 최적의 리더”라며, “기술을 통해 기업 혁신을 추진해온 검증된 성과와 글로벌 모범 사례, 그리고 현지 시장에 대한 깊은 이해를 겸비해, 한국 기업들이 에이전틱 자동화를 통해 실질적인 가치를 창출하도록 지원할 것”이라고 말했다. 그는 이어 “전 세계 기업들이 AI 파일럿을 넘어 측정 가능한 비즈니스 성과를 요구하는 시점에서, 형원준 지사장이 이끌어온 종합적인 디지털 전환 경험은 한국 고객들에게 중요한 자산이 될 것”이라고 덧붙였다.   형원준 지사장은 “이 중요한 시기에 유아이패스와 함께하게 되어 매우 뜻깊게 생각한다”며, “한국 기업들은 기술 도입 속도가 빠르지만, 많은 경우 AI 파일럿이 실제 비즈니스 성과로 이어지지 못하고 있다”고 말했다. 그는 이어 “유아이패스 플랫폼은 인간의 감독 아래 RPA와 에이전틱 AI를 유기적으로 결합해, 두 기술의 장점을 모두 활용할 수 있다는 점에서 독보적”이라면서, “이는 AI를 단순한 실험 단계의 기술이 아닌, 신뢰할 수 있는 비즈니스 설루션으로 발전시켜 실질적인 성과를 만들어낸다. 앞으로 한국 기업들이 에이전틱 자동화를 통해 AI의 잠재력을 온전히 실현할 수 있도록 적극 지원하겠다”고 밝혔다.

최적화 문제를 통찰하기 위한 심센터 히즈 (9)   이번 호에서는 자동차의 승차감과 연료 소모량 최소화를 위한 시스템 최적화를 위해 심센터 아메심(Simcenter Amesim)을 사용하여 차량의 다양한 시스템에 대한 변수를 제어하여 최적화의 목적을 달성하는 과정을 소개한다.   ■ 연재순서 제1회 AI 학습 데이터 생성을 위한 어댑티브 샘플링과 SHERPA의 활용 제2회 근사모델 기반의 최적화 vs. 직접 검색 기반의 최적화 제3회 수집 또는 측정된 외부 데이터의 시각화 및 데이터 분석 제4회 산포특성을 가지는 매개변수의 상관성 및 신뢰성 분석 제5회 실험 측정과 해석 결과 간의 오차 감소를 위한 캘리브레이션 분석 제6회 프로세스 자동화 Ⅰ – 구조 설계 최적화 제7회 프로세스 자동화 Ⅱ – 모터 설계 최적화 제8회 프로세스 자동화 Ⅲ – 유로 형상 설계 최적화 제9회 프로세스 자동화 Ⅳ – 다물리 시스템 최적화 제10회 프로세스 자동화 Ⅴ – 제조 공정 효율성 최적화   ■ 이종학 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어에서 심센터 히즈를 비롯하여 통합 설루션을 활용한 프로세스 자동화와 데이터 분석, 최적화에 대한 설루션을 담당하고 있다. 근사최적화 기법 연구를 전공하고 다양한 산업군에서 15년간 유한요소해석과 최적화 분야의 기술지원과 컨설팅을 수행하였다. 홈페이지 | www.sw.siemens.com/ko-KR   이번에 사용할 심센터 아메심은 오늘날의 복잡한 엔지니어링 환경을 위한 종합 시뮬레이션 플랫폼이다. 수 많은 설계자가 직면하고 있는 제품 설계의 성공 여부는 혁신적인 아키텍처를 통합하지 않으면 성능, 안전 및 효율에 대한 증가하는 요구 사항을 충족할 수 없다. 심센터 아메심은 광범위하고 강력한 모델링 기능을 통해 메카트로닉스 시스템(Thermal & Fluid, Mechanical, Electrification, Battery, Vehicle, Aerospace & Marine, Renewable Energies Control 등)을 분석할 수 있으며, 가상 테스트 환경을 통해 실제 프로토타입을 제작하기 전에 최적의 설루션을 발견할 수 있다. 심센터 아메심에서 제공하는 다중 물리 시스템 시뮬레이션 접근 방식은 단일 플랫폼에서 다양한 아키텍처와 기술을 사용하여 시스템 간 영향에 대한 완전한 분석을 수행하여 다양한 지표에 대한 시스템의 영향을 설계하고 평가할 수 있다. <그림 1>은 자동차 파워트레인 전동화를 위해 엔진, 변속기 및 열 통합과 관련된 모든 중요한 전기 서브시스템을 시뮬레이션하는 데 필요한 모델링을 나타낸다. 배터리 사이징, 전기 기계 설계, 아키텍처 생성부터 상세 설계를 포함한 통합까지 엔지니어링 작업을 지원하는 효율적인 모델링 워크플로를 구성할 수 있다.   그림 1   설계자는 심센터 아메심에서 제공하는 기능을 활용하여 기본 물리 현상을 심층적으로 이해할 수 있는 등 강력한 분석 도구를 통해 시뮬레이션에서 얻은 지식을 강화할 수 있다. 또한 앱을 사용하면 애플리케이션에 맞게 맞춤 제작된 사용자 인터페이스와 프로세싱의 유연성을 활용하여 시스템 분석을 강화할 수 있다. 또한 모든 기능을 갖춘 API(애플리케이션 프로그래밍 인터페이스) 세트를 통해 스케치 생성을 자동화하고 시뮬레이션의 다양성을 추가할 수 있다. 시뮬레이션 자동화에는 파이썬(Python), 매트랩(MATLAB), 싸이랩(Scilab) 및 Visual Basic for Applications(VBA)와 같은 언어로 애플리케이션 프로그래밍을 지원하는 스크립트 세트를 제공한다. 이를 통해 배치 실행 설정, 복잡한 전처리 및 후처리 수행, 매개변수 연구 수행, 외부 애플리케이션 내 심센터(Simcenter) 모델 통합 등 모델과의 상호 작용을 자동화할 수 있다. 설계 또는 검증에서는 전체 동작에 직접적인 영향을 미치는 전역 파라미터에 액세스하여 설계 탐색, 최적화 및 견고성 분석을 위한 기능을 사용할 수 있고, 더 나아가서 고급 분석과 더 나은 자동화 프로세스 통합을 위해 HEEDS(히즈)를 활용하여 모델을 처리할 수 있다. 심센터 아메심은 시스템 라이프사이클 전반에 걸쳐 다양한 시뮬레이션 툴을 통합하여 디지털 연속성과 워크플로 효율을 향상시킨다. PLM 시스템 연결, 모델 기반 제어 개발 및 기능적 목업 인터페이스(FMI)를 사용한 상호 작용을 지원하며 머신 러닝, 선형 대수학 및 통계 기법으로 ROM(차수 축소 모델) 생성을 지원하여 실행 가능한 디지털 트윈으로 실시간 운영이 가능하므로 의사 결정 및 운영 효율이 향상된다. 임베디드 3D CFD는 열유체 시스템 모델에 대해서 연결된 커플링 시뮬레이션을 통해 3D와 1D 간에 상호 작용이 전달되어 시스템의 중요한 부분을 더욱 상세하게 해석할 수 있으므로 정확도, 설루션 안정성 및 결과에 대한 신뢰도를 높일 수 있다.  Simulation Based Characterization(SBC)을 사용하면 3D CFD를 사용하여 압력 강하 및 열 거동과 관련하여 구성 요소를 특성화하고 시스템 환경에 원활하게 통합되어, 전체 시스템 동작을 정확하게 분석할 수 있다. 차량 동역학 및 파워트레인 물리 거동을 포함하는 모델은 심센터 프리스캔(Simcenter PreScan)과 함께 사용하면 환경 및 센서 정보를 기반으로 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS) 및 자율 주행 시스템을 보완하고 대규모 시뮬레이션의 효율을 높여 안전, 승차감, 연료 및 전기 에너지 소비, 오염 물질 배출 평가를 수행할 수 있다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

한국산업지능화협회는 10월 17일 서울 위플레이스 강남교육장에서 중견기업을 대상으로 ‘디지털혁신형 사업전환 교육’을 개최했다고 밝혔다. 이번 교육은 중견기업 핵심인재 육성 아카데미의 일환으로, 산업 구조 변화에 대응해 디지털 기술을 기반으로 한 기존 사업 고도화 역량을 강화하기 위해 마련됐다. 교육은 ▲산업전환 정책 동향과 구조적 사업전환의 필요성 ▲국내외 중견기업의 전환 성공사례를 중심으로 진행됐으며, ▲디자인 씽킹을 활용한 기존사업 재해석 ▲가치사슬 재편 ▲디지털 프로세스 개선 등 실무 중심의 전략을 중점적으로 다루었다. 이어 디지털 전환 수준 진단 워크숍을 통해 자가진단 툴을 활용한 조직 내 디지털 준비도 점검과 변화 인식 진단이 이뤄졌고, 데이터 기반 신사업 기획 세션에서는 참가자들이 자사 상황에 맞는 시장 탐색, 고객 분석, MVP 기획 등을 구체화해보는 실습도 진행했다. 또한 AI·IoT·RPA 등 기술 공급기업의 협력 사례와 정부 연계사업 활용방안이 공유되었으며, 참가자들은 자사 중심의 사업전환 전략을 수립하고 전문가의 1:1 피드백을 통해 실질적인 개선 방향을 모색했다.     한국산업지능화협회 추현호 센터장은 “이번 교육이 중견기업이 디지털 기술을 활용해 기존 사업을 고도화하고, 새로운 성장 방향을 모색하는 데 실질적 도움이 되었기를 바란다”며, “협회는 앞으로도 현장 중심의 교육과 연계를 통해 중견기업의 디지털혁신 역량 강화를 지속 지원하겠다”고 밝혔다. 한편 협회는 이번 교육에 이어 오는 10월 23일 ‘산업일자리전환 우수기업 벤치마킹’, 10월 24일 ‘중견DX 커넥티드 데이’를 개최해 중견기업 간 디지털 혁신성과 공유와 협력 네트워킹을 이어갈 예정이라고 전했다.

최적화 문제를 통찰하기 위한 심센터 히즈 (8)   이번 호에서는 파이프 유로 형상 설계 최적화를 위해 NX CAD와 심센터 스타-CCM+(Simcenter STAR-CCM+)를 사용하여 CAD 치수 변수를 수정하며 유동해석의 자동화 워크플로를 구성하고 최적화를 진행하는 과정을 소개한다. ■ 연재순서 제1회 AI 학습 데이터 생성을 위한 어댑티브 샘플링과 SHERPA의 활용 제2회 근사모델 기반의 최적화 vs. 직접 검색 기반의 최적화 제3회 수집 또는 측정된 외부 데이터의 시각화 및 데이터 분석 제4회 산포특성을 가지는 매개변수의 상관성 및 신뢰성 분석 제5회 실험 측정과 해석 결과 간의 오차 감소를 위한 캘리브레이션 분석 제6회 프로세스 자동화 Ⅰ – 구조 설계 최적화 제7회 프로세스 자동화 Ⅱ – 모터 설계 최적화 제8회 프로세스 자동화 Ⅲ – 유로 형상 설계 최적화 제9회 프로세스 자동화 Ⅳ – 다물리 시스템 최적화 제10회 프로세스 자동화 Ⅴ – 제조 공정 효율성 최적화   ■ 이종학 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어에서 심센터 히즈를 비롯하여 통합 설루션을 활용한 프로세스 자동화와 데이터 분석, 최적화에 대한 설루션을 담당하고 있다. 근사최적화 기법 연구를 전공하고 다양한 산업군에서 15년간 유한요소해석과 최적화 분야의 기술지원과 컨설팅을 수행하였다. 홈페이지 | www.sw.siemens.com/ko-KR   이번에 사용할 심센터 스타-CCM+는 2006년에 첫 버전이 공개되었으며, 통합된 환경과 클라이언트-서버 접근 방식은 당시의 CFD 해석 방법에 새로운 패러다임을 제시했다. 첫 출시 이후 주요 기능이 빠르게 확장되었는데, 대표적으로 코드의 기반이 되는 ‘메시 파이프라인(mesh pipeline)’과, 산업용 CFD 최초로 다면체(polyhedral) 메시 기술을 도입한 점이 큰 변화였다. 2010년에는 컴퓨팅 하드웨어의 가격이 저렴해지는 반면, 라이선스 비용이 하드웨어 활용의 제약이 된다는 시장의 목소리를 반영해 ‘파워 세션(Power Session) 라이선스’를 도입하였고, 이를 통해 하나의 고정 비용으로 무제한 코어에서 대규모 병렬 해석을 수행할 수 있게 되어, 소프트웨어 사용 비용과 하드웨어 활용 간의 한계를 완전히 해소하는 사용 환경을 마련하였다. 2012년에는 업계 최초로 ‘오버셋 메시(overset meshes)’ 기능을 도입해 실제 현장에서 움직이는 격자 기반 해석을 더욱 직관적으로 구현할 수 있게 되었고, 2015년에는 산업용 CFD를 넘어 유체-구조 연성 등 진정한 다중물리 해석을 지원하기 위해 유한요소(finite elements) 해석 솔버를 통합했으며 전자기 해석까지 기능을 확장했다. 오늘날 스타-CCM+는 자동화 기능, 설계 탐색 도구, 포괄적인 다중물리 해석, 그리고 산업을 선도하는 데이터 분석 및 협업형 가상현실 환경까지 지원하며 그 성장을 지속하고 있다. 그 외에도 다양한 혁신적 진보를 이루었지만, 이 내용만으로도 지난 짧은 기간 내 스타-CCM+가 얼마나 빠르게 발전했는지 잘 보여준다고 할 수 있다.   그림 1   프로세스 자동화 다분야 설계 최적화(MDO : Multidisciplinary Design Optimization) 수행 시 설계 및 분석에서 효율적인 데이터 교환 및 프로세스 연동이 필수이므로, 데이터를 신속하고 정확하게 받기 위해서는 다이렉트 인터페이스 포털(Direct Interface Portal)이 필요하다. HEEDS(히즈)에서는 심센터 스타-CCM+를 위한 포털(Portal)을 제공하므로 빠른 설정이 가능하다. 그림 2는 HEEDS에서 제공하는 다양한 설루션의 다이렉트 인터페이스 포털 목록이다.   그림 2   <그림 3>은 파이프 유로 설계 최적화 자동화 워크플로의 주요 단계와 각 툴의 역할을 요약한다.   그림 3   첫째, NX_CAD 포털에서는 HEEDS가 NX CAD의 파트 파일(*.prt)을 NX Expressions를 활용하여 변수(치수 등)를 자동으로 수정한다. 수정된 파이프 형상이 파라솔리드(parasolid) 형식(*.x_t)으로 내보내지는데, 이 파일에는 해석에 필요한 Named Face(경계면) 정보를 포함한다. 둘째, STAR-CCM+ 포털에서는 스타-CCM+ 해석 파일(*. sim)이 전달받은 신규 형상(*.x_t)을 읽고, 메시 업데이트와 경계조건 수정이 자동으로 적용된다. 이후 유동 해석이 수행된 뒤, 결과값은 HEEDS가 자동 추출한다. <그림 3>은 NX CAD와 스타-CCM+ 간의 입력/출력 파일 흐름, 형상 전송, 변수-응답 데이터 매핑 관계를 시각적으로 정리한다. 이처럼 각 단계를 자동화로 설정하면 설계 변수 변경부터 해석 실행 및 결과 평가까지 전체 최적화 과정을 빠르고 효율적으로 반복할 수 있다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

슈나이더 일렉트릭 코리아가 2025년 10월 부산 벡스코에서 열리는 조선·해양 산업 전문 전시회인 ‘코마린(KORMARINE) 2025’에 참가한다고 밝혔다. 1980년에 첫 선을 보인 이래 올해로 24회째를 맞이하는 코마린은 대한민국 최대 규모의 조선·해양·에너지 산업 전문 전시회로 자리 잡았다. 올해는 ‘에너지 전환과 탄소중립’이라는 공동 과제에 대해, HD현대, 삼성중공업, 한화오션 등 대한민국을 대표하는 조선 기업을 비롯해 스웨덴, 네덜란드 등 15개국 이상이 국가관 형식으로 참가해 첨단 기술을 선보일 예정이다. 슈나이더 일렉트릭은 이번 코마린 2025에서 ‘넷제로 시대의 항해, 디지털 전환과 회복탄력성을 위한 임팩트’라는 주제를 기반으로, 조선·해양 산업이 당면한 핵심 과제인 탄소중립(Net-Zero), 디지털 전환(Digital Transformation), 운영 회복탄력성(Operational Resilience)에 대응할 수 있는 포괄적 설루션을 전시한다. 슈나이더 일렉트릭은 글로벌 시장에서의 경험과 노하우를 바탕으로, 해양 산업의 고객들이 효율과 안정성, 지속가능성을 동시에 확보할 수 있도록 지원할 예정이다.     먼저 탄소중립 존에서는 슈나이더 일렉트릭의 IoT 기반 디지털 설루션인 에코스트럭처(EcoStruxure)를 활용한 마린 설루션을 그래픽월을 통해 만나볼 수 있다. 이 그래픽월에서는 해양 업계의 에너지 효율을 높이는 슈나이더 일렉트릭의 다양한 제품군과 통합 에너지관리 서비스를 한 눈에 확인 가능하다.   또한 슈나이더 일렉트릭의 통합 전력 관리 플랫폼인 ‘에코스트럭처 파워 모니터링 엑스퍼트(EcoStruxure Power Monitoring Expert : PME)’가 소개된다. PME는 선박과 해양 플랜트의 전력 소비를 실시간으로 모니터링하고, 에너지 사용 패턴을 분석해 효율을 극대화할 수 있는 디지털 플랫폼이다. 이를 통해 운영자는 불필요한 에너지 낭비를 줄이고, 탄소 배출을 최소화할 수 있다. 특히 IMO(국제해사기구)의 환경 규제가 강화되는 상황에서, PME는 조선·해양 기업이 국제 규제 기준을 충족하면서 동시에 경쟁력을 유지할 수 있도록 돕는다. 운영 회복탄력성 존에서는 안정적인 전력 공급과 긴급 상황 대응을 위한 핵심 설루션이 전시된다. 차폐형 고체 절연 시스템에 기반한 ‘프림셋(PremSet)’은 차세대 고압 (MV) 스위치 기어로, 가압 발생 시에도 사고가 발생하지 않으며 물이 프림셋 주변으로 차올라도 정상적인 운전이 가능하다. 또한 해양 산업의 까다로운 환경에서도 안정적인 전력을 보장하는 단상 UPS 설루션도 만나볼 수 있다. 이는 선박 및 통신 장비의 연속 가동을 지원하며, 소형 설비에도 최적화된 전원 보호 기능을 제공해 해양 산업 전반에 걸쳐 신뢰성 있는 운영을 가능하게 한다. 디지털 전환 존에서는 대표적으로 ‘마스터팩트MTZ 액티브(MasteRPAcT MTZ Active)’를 선보인다. 마스터팩트MTZ 액티브는 즉각적인 대응 능력을 갖춘 디지털 차단기로, 고장이나 이상 상황 발생 시 신속히 문제를 차단해 선박 및 해양 플랜트의 연속 가동을 지원한다. 디지털 기반의 아키텍처를 통해 원격 진단과 업그레이드가 가능해 유지관리 효율성 또한 높다는 것이 슈나이더 일렉트릭의 설명이다. 이와 함께 지난 6월에 출시한 프로페이스(Pro-face)의 HMI ‘GP6000’도 확인 가능하다. GP6000은 산업 자동화 현장에서 설비 상태를 실시간으로 모니터링하고 제어하는 HMI 설루션으로, 다양한 화면 사이즈와 모듈형 구조, 높은 해상도 및 디스플레이 품질을 바탕으로 최적의 구성과 성능을 제공하는 최신형 인터페이스 제품이다. 고객의 요구에 맞춰 어드밴스드 모델과 스탠다드 모델 두 가지로 구분되어 있으며, 어드밴스드 모델은 올해 말 출시될 예정이다. 슈나이더 일렉트릭 코리아 권지웅 대표는 “조선·해양 산업은 글로벌 에너지 전환과 탄소중립 실현을 위한 중요한 산업군이며, 무엇보다 안정적이고 효율적인 운영이 요구되는 분야”라며, “슈나이더 일렉트릭은 글로벌 리더십과 현지 경험을 기반으로 디지털 전환, 에너지 최적화, 운영 회복탄력성을 실현할 수 있는 임팩트 설루션을 제공함으로써 고객이 지속가능성과 경쟁력을 동시에 확보하도록 지원하겠다”고 말했다.

최적화 문제를 통찰하기 위한 심센터 히즈 (7)   심센터 히즈(Simcenter HEEDS)는 제품 설계 과정에서 발생하는 다양한 문제에 대해서 최적화 방법론을 적용하고 올바른 결과를 도출하는 데에 도움을 준다. 이번 호에서는 모터의 성능 최적화를 위해 심센터 E-머신 디자인(Simcenter E-Machine Design)을 사용하여 모터 시뮬레이션의 자동화 워크플로를 구성하고 최적화를 진행하는 과정을 소개한다.   ■ 연재순서 제1회 AI 학습 데이터 생성을 위한 어댑티브 샘플링과 SHERPA의 활용 제2회 근사모델 기반의 최적화 vs. 직접 검색 기반의 최적화 제3회 수집 또는 측정된 외부 데이터의 시각화 및 데이터 분석 제4회 산포특성을 가지는 매개변수의 상관성 및 신뢰성 분석 제5회 실험 측정과 해석 결과 간의 오차 감소를 위한 캘리브레이션 분석 제6회 프로세스 자동화 Ⅰ – 구조 설계 최적화 제7회 프로세스 자동화 Ⅱ – 모터 설계 최적화 제8회 프로세스 자동화 Ⅲ – 유로 형상 설계 최적화 제9회 프로세스 자동화 Ⅳ – 다물리 시스템 최적화 제10회 프로세스 자동화 Ⅴ – 제조 공정 효율성 최적화   ■ 이종학 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어에서 심센터 히즈를 비롯하여 통합 설루션을 활용한 프로세스 자동화와 데이터 분석, 최적화에 대한 설루션을 담당하고 있다. 근사최적화 기법 연구를 전공하고 다양한 산업군에서 15년간 유한요소해석과 최적화 분야의 기술지원과 컨설팅을 수행하였다. 홈페이지 | www.sw.siemens.com/ko-KR   심센터 E-머신 디자인(EMD)은 전기기기(e-machine) 설계를 위한 통합 설루션이다. EMD는 모터 및 발전기 설계 과정에서 요구되는 다양한 토폴로지(topology)를 지원하고, 자동화된 전처리/후처리 환경, 전자계-열 연동 해석, 시스템 및 다분야 설계 연계를 위한 확장성을 제공한다.   그림 1   EMD는 대표적으로 <그림 2>와 같은 토폴로지(SM : 동기모터, IM : 유도모터, SRM : 스위치드 릴럭턴스 모터, DCM : 직류모터, AFM : 축 플럭스 모터)를 모두 지원해, 실제 산업 현장에서 필요한 다양한 형태의 전기기기 개발을 한 플랫폼에서 수행한다.   그림 2   설계 과정 전반에 걸쳐 자동화된 전처리(pre-processing)와 후처리(post-processing) 도구를 제공해, 모델 설정에서 결과 해석까지 반복적인 수작업 부담을 최소화한다. 사용자는 빠른 모델링, 자동 메시 할당, 결과 데이터의 즉시 시각화 등 효율적인 설계 프로세스를 구현할 수 있다.   그림 3   전자계 분석과 열 해석을 연동할 수 있으므로, 전자기적 성능뿐만 아니라 실제 운전 조건에서의 온도 및 열적 거동까지 정밀하게 평가한다. 필요에 따라 시스템 해석(Amesim, FMU 등)을 병행해 구동 특성 및 제어 연계 분석도 확장할 수 있다.   그림 4   EMD는 상세 전자기 해석(detailed Emag), 열 및 유동 해석(thermal CFD), 진동 소음(NVH) 해석, 구조 해석 등 지멘스 심센터(Siemens Simcenter) 포트폴리오 내의 다양한 다분야/다중물리 해석 설루션과 직접 연동할 수 있다. 이를 통해 실제 제품 설계 환경에서 요구되는 복잡한 다중물리 연계 및 시스템 수준 평가까지 단일 워크플로에서 처리가 가능하다.   그림 5   종합적으로, 심센터 EMD는 전기기기 설계의 생산성, 신뢰성, 확장성을 극대화하며, 설계 초기 단계부터 상세 검증, 및 시스템 통합까지 모든 프로세스를 통합적으로 지원하는 강력한 모터 설계 검증 설루션이다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

한국후지필름비즈니스이노베이션(한국후지필름BI)이 8월 20일~23일까지 일산 킨텍스에서 열리는 ‘K-PRINT 2025’에 참가한다고 밝혔다. ‘K-PRINT 2025’는 디지털 인쇄, 라벨, 패키지, 텍스타일, 사인(Sign) 산업까지 다양한 인쇄 분야를 아우르는 전시회로, 인쇄 산업의 최신 기술과 미래 비전을 한눈에 조망할 수 있는 행사다. 한국후지필름BI는 이번 전시에서 ‘스포트라이트 온 스팟 컬러즈(Spotlight on Spot Colours)'와 ‘스마트 DX 설루션(Smart DX Solution)'을 주제로, 차별화된 별색 인쇄 기술과 업무 자동화를 위한 DX 전략을 선보인다. 부스를 방문하는 참관객은 창의적인 컬러 표현이 가능한 인쇄 장비부터, 실질적인 생산성 향상을 이끄는 비즈니스 설루션까지 다양한 기술을 체험할 수 있다. 전시 부스에서는 생동감 있는 별색 인쇄를 구현하는 6컬러 디지털 인쇄기 ‘레보리아 프레스(Revoria Press) PC1120’, 공간 효율성과 별색 인쇄 기능을 갖춘 5컬러 인쇄기 ‘레보리아 프레스 SC285S’, 프리프레스(Prepress) 워크플로 자동화 설루션 ‘레보리아 XMF 프레스레디(Revoria XMF PressReady)’, 그리고 가변 데이터 편집이 가능한 비즈니스 문서 자동화 설루션 ‘OL 커넥트 데스크톱’ 등 다양한 장비와 소프트웨어가 소개된다. 이외에도 한국후지필름BI는 RPA(로봇 프로세스 자동화), AI, 클라우드 기반의 다양한 비즈니스 설루션을 통해, 인쇄를 넘어 기업 전반의 생산성과 운영 효율을 극대화하는 디지털 전환 전략을 함께 제시할 예정이다.     전시 기간 동안 부스 내에서는 하루 3회에 걸쳐 장비 및 설루션 데모 프로그램이 진행된다. 시연 내용은 ▲가변 데이터 처리 및 프리프레스 자동화 ▲디지털 인쇄기 제품 소개 ▲생산 공정 효율화 설루션 등으로 구성되어, 현장에서 제품과 기술을 직접 확인할 수 있는 기회를 제공한다. 한편, 전시 첫날인 8월 20일 킨텍스 제2전시장 컨퍼런스룸에서는 ‘디지털 인쇄, 새로운 지평을 열다’를 주제로 특별 세미나가 열린다. 세미나는 ▲‘젯프레스(Jet Press) 1160CF’ 제품 소개 ▲RPA 기반 스마트 인쇄 공정 자동화 전략 ▲AI·클라우드 기반 지능형 인쇄 설루션 접근법 ▲IT 인프라 및 사이버 보안 전략 등 총 4개의 주제로 구성된다. 한국후지필름BI의 하토가이 준 대표는 “이번 ‘K-PRINT 2025’에서는 별색 인쇄 기술이 구현하는 차별화된 출력 품질과 업무 전반의 생산성을 높여줄 다양한 비즈니스 설루션을 선보일 예정”이라며, “앞으로도 인쇄 산업의 디지털 전환을 선도하며, 고객의 비즈니스 성장과 혁신을 지원하는 든든한 파트너가 되겠다”고 밝혔다.

최적화 문제를 통찰하기 위한 심센터 히즈 (6)   심센터 히즈(Simcenter HEEDS)는 제품 설계 과정에서 발생하는 다양한 문제에 대해서 최적화 방법론을 적용하고 올바른 결과를 도출하는 데에 도움을 준다. 이번 호에서는 토크 암(torque arm)의 설계 최적화를 위해 히즈에서 심센터 3D(Simcenter 3D) 솔버를 연계하여 시뮬레이션 자동화 워크플로를 구성하고 최적화를 진행하는 예제를 소개한다.   ■ 연재순서 제1회 AI 학습 데이터 생성을 위한 어댑티브 샘플링과 SHERPA의 활용 제2회 근사모델 기반의 최적화 vs. 직접 검색 기반의 최적화 제3회 수집 또는 측정된 외부 데이터의 시각화 및 데이터 분석 제4회 산포특성을 가지는 매개변수의 상관성 및 신뢰성 분석 제5회 실험 측정과 해석 결과 간의 오차 감소를 위한 캘리브레이션 분석 제6회 프로세스 자동화 Ⅰ – 구조 설계 최적화 제7회 프로세스 자동화 Ⅱ – 모터 설계 최적화 제8회 프로세스 자동화 Ⅲ – 유로 형상 설계 최적화 제9회 프로세스 자동화 Ⅳ – 다물리 시스템 최적화 제10회 프로세스 자동화 Ⅴ – 제조 공정 효율성 최적화   ■  이종학 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어에서 심센터 히즈를 비롯하여 통합 설루션을 활용한 프로세스 자동화와 데이터 분석, 최적화에 대한 설루션을 담당하고 있다. 근사최적화 기법 연구를 전공하고 다양한 산업군에서 15년간 유한요소해석과 최적화 분야의 기술지원과 컨설팅을 수행하였다. 홈페이지 | www.sw.siemens.com/ko-KR   그림 1   <그림 1>은 실제 토크 암 제품 이미지와 적용된 위치 및 구조적 특성을 보여주는 예시로, 이 최적화 사례에서 다룬 실제 제품 및 설계 환경을 이해하는 데 참고하길 바란다. 이번 예제에서는 질량 최소화 및 구조적 제약 조건 만족이라는 실제 공학 설계 과제를 효율적으로 수행하는 데 히즈의 성능과 활용성을 살펴 볼 것이다. 이 사례에서 설계 최적화의 목표는 토크 암의 질량을 최소화하는 것이다. 단, 구조적 제약 조건을 반드시 만족해야 하는데, 이 때 구조적 무결성(structural integrity)을 유지하기 위해 응력 수준이 재료의 항복 응력(yield stress)을 넘지 않아야 하는 조건을 만족해야 한다. 이를 위해 설계 상에서 사전에 선정한 치수 변수를 범위 내에서 조정하게 된다. 최적화 설계 프로세스는 심센터 3D와 히즈 MDO를 활용하여 자동화된 워크플로 방식으로 진행된다. 즉, 심센터 3D에서 나스트란(Nastran) 솔버를 이용한 구조 해석 결과를 히즈가 자동으로 처리하고, 해당 결과를 평가하여 최적의 설계안을 찾는 방식이다.   프로세스 자동화(Process Automation) 다분야 설계 최적화(MDO : Multidisciplinary Design Optimization) 수행 시, 설계 및 분석 프로세스는 여러 소프트웨어 환경에서 이루어진다. 이런 환경에서 효율적인 데이터 교환 및 프로세스 연동이 필수이므로, 데이터를 신속하고 정확하게 받기 위해서는 직접 인터페이스 포털(Direct Interface Portal)이 필요하다. 히즈에서는 여러 공학 분야에서 흔히 사용하는 CAD 및 CAE 툴(아바쿠스, 앤시스, 카티아, 솔리드웍스, 매트랩, LS-다이나, 심센터, 파이썬 등)을 모두 지원하므로, 사용자는 기존에 보유한 다양한 소프트웨어를 그대로 활용하면서 히즈를 이용하여 최적화 작업을 자동화할 수 있다. 히즈가 제공하는 직접 인터페이스 포털 중 일부를 <그림 2>에 나타내었다. 포털을 사용하여 <그림 3>과 같이 구성하면 사용자가 수동으로 결과를 처리하고 데이터를 전환하는 번거로운 작업을 하지 않아도 된다. 이는 시간 소모 및 인적 오류 가능성을 줄이고, 작업 흐름을 더 효율적이고 빠르게 만든다. 워크플로의 자동화가 가능하기 때문에, 결과적으로 여러 분야의 시뮬레이션 모델이나 분석을 보다 빠르고 신뢰도 높게 수행하여 더 나은 설계 및 최적화 결과를 도출할 수 있다.   그림 2   그림 3   최적화 문제 정의   그림 4   설계 목적은 <그림 4>에 나타낸 토크 암의 질량을 최소화하는 것이다. 주어진 하중 조건은 25kN이며, 이 때 구조물이 교차 방향에서 받는 최대 응력이 항복 강도를 초과하지 않아야 한다.(최대 700MPa) 또한 최대 변형량이 4mm를 초과하지 않는다는 제약 조건도 함께 고려한다. 최적화에 적용할 주요 치수 변수는 <그림 5>와 같으며, 특히 두께(Thickness of Extrude)를 변수(T1)로 설정하여 최적화 문제를 규정했다.   그림 5     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.