알테어가 칩, 인쇄회로기판(PCB) 및 집적회로(IC) 등 전자 부품에서 전체 시스템에 이르기까지 빠르고 정확한 다중 물리 시뮬레이션을 지원하는 '알테어 심솔리드'를 2024년 2분기 중 출시한다고 밝혔다. 심솔리드는 복잡한 형상의 구조 문제를 빠르고 정확하게 예측하는 시뮬레이션 소프트웨어로, 전처리 과정 없이 빠르게 시뮬레이션할 수 있다는 점이 특징이다. 전자 CAD(ECAD)에서 해석 단계로 넘어갈 때 필수인 메시 생성은 매우 복잡하고 오래 걸리는 작업이다. 하지만 심솔리드는 메시 생성을 제거해 시뮬레이션 속도를 기존 대비 최대 25배까지 향상시킨다. 이는 엔지니어들이 더 빠르고 효율적으로 설계 대안을 탐색하고 최적화할 수 있음을 의미한다.     이번 출시로 조선, 항공우주와 자동차 산업에서 대형 구조물 구조 해석에 많이 쓰이던 심솔리드는 이제 전자 산업을 위한 기능까지 확장하게 됐다. 최신 버전은 반도체 칩, PCB와 IC의 구조 및 열 해석을 지원한다. 또한 신호 무결성(SI), 전력 무결성(PI), 전자기 호환성/간섭(EMC/EMI) 등 복잡한 요소들을 반영한 시뮬레이션도 할 수 있고, 단위는 미터에서 나노미터까지 지원해 반도체 칩 설계에도 적용이 가능하다. 알테어는 심솔리드에 향후 전자기 해석 기능도 추가할 계획이다. 이를 통해 전자회로와 전자 부품의 전자기적 특성도 함께 시뮬레이션 할 수 있게 된다. 효율적인 메시리스(meshless) 환경에서 열, 구조, 전자기 등 다양한 해석 기능을 통합적으로 제공해 엔지니어들이 보다 나은 설계 결정을 내릴 수 있도록 지원한다는 목표다. 알테어의 짐 스카파 CEO는 “전자 산업이 점점 복잡해지고, 소형화에 대한 요구가 커지면서 엔지니어들은 종종 시뮬레이션의 정확성과 신속성 사이에서 타협해야 하는 상황에 직면한다”면서, “심솔리드는 PCB와 IC의 복잡한 세부 사항까지도  빠르고 정확하게 분석할 수 있도록 도와주기 때문에 전자부품 설계 및 해석 과정의 효율성과 정확성을 높일 수 있을 것”이라고 말했다.

개발 : Ansys 주요 특징 : 격자 생성 없는 메시리스 기반의 시뮬레이션, 다이렉트 모델러 기능을 내장해 3D CAD 작업 가능, STEP·IGES 등 외부 CAD 파일을 변환 없이 불러오고 형상 수정, 구조·유동·열·고유 진동수·위상 최적화 해석 가능, 앤시스 메커니컬 및 플루언트 솔버를 애드인해 사용 가능 자료 제공 : 인터그래텍   현재까지의 시뮬레이션 현재의 시뮬레이션은 프로젝트의 설계부터 신뢰성 검증까지 다양한 산업군에서 여러가지 목적으로 활용되어 제품의 개발 혁신을 이끌고 있다. 하지만 시뮬레이션의 장점을 취하는 회사는 드물다. 그 이유로는 시뮬레이션 소프트웨어의 비용적인 문제도 존재하지만, 더 큰 문제는 툴의 사용성이다. 현재의 시뮬레이션 방식은 격자(mesh) 기반의 해석이다. 모델링 형태로 메시를 구성한 후 각 영역별로 경계조건, 구속 조건 등을 부여하여 메시의 절점과 요소를 통해 결과 값을 도출한다. 그 만큼 메시는 시뮬레이션에서 중요하지만, 많은 엔지니어들이 올바른 메시 생성에 어려움을 겪는다. 그래서 최근에는 어려움을 겪던 메시의 생성이 필요 없는 ‘메시리스(meshless)’ 타입의 시뮬레이션 프로그램들이 나오고 있다. 앤시스 디스커버리(Ansys Discovery) 또한 메시리스 기반의 해석, 설계 프로그램이다.   앤시스 디스커버리의 주요 기능 앤시스 디스커버리의 기능은 크게 세 가지로 구분할 수 있다. 첫 번째, 3D 설계 생성 및 수정이 가능하다. 다이렉트 모델러 기반의 앤시스 스페이스클레임(Ansys Spaceclaim) 기능이 내장되어 3D CAD 작업이 가능하다. 또한 STEP, IGES 등 외부 CAD 파일을 별도의 변환 없이 불러와 형상 수정이 가능하다.     두 번째, 메시 생성 없이 실시간 정적 해석이 가능하다. 작업된 설계 형상을 기반으로 메시 생성 없이 실시간으로 구조, 유동, 열 등의 해석이 가능하다.     세 번째, 유한요소해석이 가능하다. 메시 생성을 통한 기존의 FEM(유한요소해석) 방식도 수행할 수 있다. 앤시스 메커니컬(Ansys Mechanical) 또는 앤시스 플루언트(Ansys Fluent)를 애드인해 디스커버리 내에서 해당 솔버를 사용할 수 있다.     앞서 소개한 세 가지의 기능을 디스커버리 단일 프로그램 안에서 사용할 수 있다.   앤시스 디스커버리의 장점 앤시스 디스커버리는 다음과 같은 장점을 가지고 있다. 앤시스의 다이렉트 모델러 기반 스페이스클레임 프로그램이 내장되어 있어 3D 설계 가능 외부 CAD 파일을 별도의 변환 없이 직접 불러오기 가능 STEP, IGES 등 타사 CAD 파일 형식을 불러와 형상 수정 가능 메시 생성 단계 없이 GPU 솔버를 통한 실시간 해석이 가능 구조, 유동, 열, 고유 진동수, 위상 최적화 해석이 가능 메시 생성을 통한 유한 요소 해석도 가능 파라미터 설정을 통한 다양한 조건별 결과값을 바로 확인 가능 해석 데이터를 앤시스 워크벤치(Ansys Workbench)를 통해 앤시스 메커니컬, 플루언트와 호환 가능 해석 결과값을 보고서(MS 워드, HTML) 형태로 추출 가능   앤시스 디스커버리의 기대효과 설계 엔지니어가 설계와 실시간 해석을 동시에 진행하면서 해석 엔지니어와 피드백함으로써, 개발 초기 콘셉트 설정 단계의 시간 단축 기대 제품 설계 결정 후 변경이 진행되면 최대 10배 이상의 수정 비용이 발생되던 문제를 선행 시뮬레이션을 통하여 해결 기대 시뮬레이션을 통한 제품의 형상 최적화와 적층 제조를 통해 부품의 원가 감소 기대 선행 시뮬레이션을 통한 제품의 프로토 타입 생산 비용과 성능 검증 테스트 비용 절감 기대 현재 빠른 기술 발전에 발맞춰 많은 기업에서 시뮬레이션을 활용하고 있지만, 사용성의 어려움과 해석에 소요되는 시간적인 문제를 겪어 적극 활용을 못 하고 있다. 이러한 단점을 보완한 메시리스 타입의 앤시스 디스커버리를 통해 다양한 아이템을 시뮬레이션하여 실시간으로 결과 값을 확인하고, 개발 단계의 시간과 비용을 절약할 수 있다.   ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

개발 및 공급 : 이에이트 주요 특징 : SPH 및 LBM 이론을 기반으로 유체의 움직임에 대한 다상 유동 해석 지원, 고유 알고리즘으로 변동성을 갖는 이웃 입자들을 빠르게 탐색, 멀티 GPU를 사용해 해석 속도 향상, 메시리스 기법으로 전처리 과정 개선 등     NFLOW는 이에이트가 국내 기술로 개발한 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) 및 LBM(Lattice Boltzmann Method) 이론을 기반으로 유체의 움직임을 계산, 분석, 예측하는 시뮬레이션 소프트웨어로, 4차 산업혁명 기술의 핵심인 데이터 기반의 디지털화를 통한 디지털 트윈(Digital Twin) 구현의 핵심 기술이다. 기존의 외산 솔루션과 차별화(Easy, Fast, Flexible, Efficiency)되는 기술을 가졌으며, 시뮬레이션 전 분야에서 사용 가능하고, 제품 설계부터 검증까지 모든 단계에서 고객이 원하는 서비스를 제공한다. NFLOW는 건축.토목, 석유화학.에너지, 조선.해양, 제조.설비.부품, 항공.우주, 자동차, 전기.전자, 바이오.헬스케어 등의 다양한 분야에서 사용가능한 넓은 적용분야를 가진 제품이다.   ▲ SPH : 도심지 산사태 시뮬레이션   NFLOW의 주요 특징 다상(Multi-phase) 유동 해석 : 서로 다른 밀도를 지닌 유체 입자들의 상호작용 과정과 흐름 해석 가능 입자 방식의 처리 알고리즘 : 각 입자의 위치에 따라 변동성을 갖는 이웃 입자들을 방정식 기반으로 빠르게 탐색하여 주변 입자를 찾을 수 있는 고유 알고리즘을 가짐 GPGPU 사용으로 빠른 해석 속도 제공 : Multi-GPU 기술은 다중 그래픽 처리장치를 사용하여 연산 속도를 크게 높이는 기술로, 기존 CPU 대비 약 8배 빠른 해석속도 보유 Meshless 기반 : 직교격자 위 경계조건을 부여하여 구조물 형상을 반영하기 때문에 기존 CFD에 비해 전처리 과정이 간편하고 효율적임   ▲ LBM : 푸드코트 내 HVAC 해석   ▲ SPH : LNG 탱크 슬로싱 시뮬레이션   주요 기능 SPH 비압축성 유동 비정상 상태 유동 복합 열 전달 난류 모델(LES) 자유 표면 유동 농도 확산 및 대류 SPH-탄성체 유체-분체 연동 해석 열 확산 및 대류 유체-강체 연동 해석 속도 감쇠 구역 복합 물질 유동 개방 경계 구역 사용자 정의 함수 6-DOF 움직이는 경계조건   ▲ SPH : 열 전달 해석   LBM 비압축성 유동 비정상 상태 유동 복합 열 전달 난류 모델(LES, RANS) 자연/강제 대류 농도 확산 및 대류 유체-구조 연성 복사 열 전달 다중 GPU 다중 블록 구조 격자 압축성 유동 회전체 모델 고신뢰성 구조물 경계 조건 상 변화   ▲ LBM : 미세구체 제조설비 다상 유동해석   도입 효과 입자 수 제한 없이 대규모의 다양한 상황 해석 가능 다상 유동 해석이 가능하여 복잡한 물리 현상 해석이 쉬움 별도의 격자를 생성할 필요 없어 비전문가도 빠르게 유동 해석 가능 3D 모델링 소프트웨어와 자유로운 호환 고객 맞춤형 디지털 트윈 시뮬레이션 제품 공급   주요 고객 사이트 현대중공업, 한국수자원공사, 농어촌공사, 한국도로공사, 한국항공우주산업, 다산컨설턴트, 문화재청 국립부여문화재연구소 등   ▲ LBM : 항공기 엔진 난류해석(2D/3D Velocity)   ▲ SPH : 수자원공사 성과공유제 결과 요약     기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

앤시스코리아는 지난 7월 15일 ‘앤시스 스트럭처 온라인 테크 데이(Ansys Structures Online Tech Day)’ 행사를 진행했다. 이번 행사에서는 전통적인 구조해석에서 나아가 제품 개발 프로세스를 바탕부터 향상시킬 수 있는 앤시스의 기술 확장 내용과 다양한 해석 사례가 소개되었다. ■ 정수진 편집장   앤시스코리아의 문석환 대표는 “시뮬레이션 분야에 집중하는 포트폴리오 강화를 꾸준히 추진하고 있다”면서, 세 가지의 확장전략을 소개했다. ▲제품의 설계 과정뿐 아니라 아이디어부터 유지보수 단계까지 모든 제조 과정에 시뮬레이션을 적용하는 횡적 확장 ▲시장의 메가트렌드와 복잡한 기술 환경 및 시장 상황에 대응할 수 있도록 솔루션과 서비스를 결합하는 종적 확장   ▲그리고 제조산업뿐 아니라 소비재, 의료, 헬스, 리서치 등 다양한 시장의 확장이 중심축이다. 이번 ‘앤시스 스트럭처 온라인 테크 데이’에서는 전통적인 구조해석 솔루션 대신 셜록, 그란타, 디스커버리 등 이런 앤시스의 확장 전략을 나타내는 소프트웨어들이 비중 있게 소개되었다. 또한, 2019년 9월 앤시스가 인수한 LS-DYNA에 대한 소개와 함께 구조해석 분야의 다양한 고객사례도 발표되었다.   ECAD-MCAD 연계로 전자설계의 구조 신뢰성 해석 셜록(Ansys Sherlock)은 ECAD(전자 캐드) 데이터를 MCAD(기구 캐드) 데이터로 변환하는 전/후처리 도구와 열/구조/진동 등 전자장비의 물리현상에 대한 신뢰성을 분석하는 RPA(Reliability Physics Analysis) 도구를 제공한다. 2019년 앤시스가 인수한 DfR 솔루션즈의 제품이던 셜록은 PCB(회로기판)의 레이아웃 데이터를 빠르게 MCAD로 변환할 수 있는 것이 특징이다. 셜록의 전처리 과정에서는 물성 데이터가 자동 입력되고, MCAD나 FEA 툴로 데이터를 내보내 메시와 경계조건을 줄 수 있다. 후처리에서는 온도/응력/변형률 등의 신뢰성을 예측할 수 있다. 또한, 구조해석을 위한 앤시스 메커니컬(Ansys Mechanical)이나 냉각 시뮬레이션 툴인 아이스팩(Ansys Icepak)으로 데이터를 내보내 다양한 해석을 추가로 진행할 수도 있다. 해석한 FEA 결과는 다시 셜록으로 임포트해서 변위나 응력해석 데이터를 기반으로 셜록에서 신뢰성을 예측할 수 있다.   ▲ 앤시스 셜록은 전자장비의 물리적 신뢰성을 빠르게 분석할 수 있다.   정확한 해석을 위한 재료 데이터 관리 앤시스는 2019년 재료 정보 관리 솔루션 업체인 그란타 디자인을 인수하고, 재료 관리 제품군을 자사 포트폴리오에 추가했다. 그란타의 가장 큰 특징은 메탈, 폴리머, 복합재 등 700여 가지의 재료 데이터를 보유한 데이터 라이브러리이다. 이 라이브러리에는 CAE를 위한 재료의 물성치 데이터 외에도 프로세스나 장비 등의 시험을 위한 텍스트, 웹 링크, 파일 등 다양한 데이터가 포함되어 있다. 앤시스 그란타(Ansys Granta)는 네 가지의 제품군을 제공하는데, 크게는 그란타의 자체 데이터베이스를 사용하는 제품과 기업의 인하우스(in-house) 재료 데이터를 관리할 수 있는 제품으로 구분된다. 그란타 MDS(Materials Data for Simulation)는 앤시스 메커니컬이나 일렉트로닉스 데스크톱에 임베드되어, 그란타의 재료 데이터를 구조해석 및 전자기/회로해석에 사용할 수 있다. 그란타 셀렉터(GRANTA Selector)는 특정한 상황에서 선택할 수 있는 데이터 목록과 재료 특성을 보여주고 비교할 수 있게 함으로써, 재료를 선택하는데 도움을 준다. 그란타 MI 엔터프라이즈(GRANTA MI Enterprise)는 사내에서 재료와 관련된 업무를 하는 다양한 사람들이 효율적으로 재료 데이터를 생성하고 사용할 수 있도록 관리하는데 초점을 두었다. 데이터 관리 체계를 사용자가 정의할 수 있고 버전 관리나 사용자별 접근 권한 제어 등도 가능하다. 앤시스는 2020 R1 버전에서 그란타 MI 프로(GRANTA MI Pro)를 새롭게 추가했다. 그란타 MI 프로는 CAD 및 CAE 사용자에게 초점을 맞추고, CAD/CAE 애플리케이션에서 직접 그란타 재료 데이터를 사용할 수 있도록 한다. 그란타 MI 엔터프라이즈에서 데이터 구조 변경과 접근 제어 등의 기능을 제거한 버전이다.   ▲ 앤시스 2020 R1에서 추가된 그란타 MI 프로   실시간 구조/유동 시뮬레이션의 저변 확대 앤시스 디스커버리(Ansys Discovery)는 지난 2018년 ‘설계자를 위한 시뮬레이션’을 내건 디스커버리 라이브(Ansys Discovery Live)를 발표한 후 AIM과 스페이스클레임(SpaceClaim)을 포함한 포트폴리오로 발전했다. 설계 탐색을 위한 실시간 시뮬레이션(디스커버리 라이브), 설계 검증을 위해 정확도가 높은 시뮬레이션(디스커버리 AIM), 빠른 전처리와 CAD 데이터 클린업을 위한 다이렉트 모델링(디스커버리 스페이스클레임) 등의 기능을 제공한다. 제품 개발 사이클이 짧아지고 복잡성이 늘면서, 짧은 시간에 많은 설계 아이디어를 탐색하고 구체화하는데 시뮬레이션이 유용하게 쓰이고 있다. 하지만, 소수의 해석 엔지니어가 아닌 많은 설계 엔지니어가 해석이 복잡하 어렵기 때문에, 또 CAD에 임베디드된 해석 툴의 기능이  부족하기 때문에 해석을 많이 활용하지 못하고 있다. 디스커버리는 이런 점을 파고들어 설계 프로세스의 모든 단계에서, 모든 구성원이 모든 피직스 해석을 할 수 있도록 하는데 주력하고 있다. 앤시스 디스커버리의 최신 버전인 2020 R2에서는 디스커버리 라이브/AIM/스페이스클레임의 사용자 인터페이스(UI)를 통합하고, 여러 제품으로 나누어져 있던 라이선스를 디스커버리와 스페이스클레임으로 간소화했다. 디스커버리 라이선스만으로 지오메트리 모델링과 GPU 솔버 기반의 실시간 구조/유동 해석을 할 수 있게 했다. 또한, 그란타 머터리얼 인터페이스가 추가되어, 그란타의 물성치 데이터베이스를 디스커버리에서 활용할 수 있게 되었다.   ▲ 앤시스 디스커버리는 실시간 시뮬레이션을 쉽고 빠르게 할 수 있다.   강화된 비선형 멀티피직스 해석 역량 제공 앤시스는 2019년 명시적 동역학(explicit dynamics) 및 고급 유한요소해석(FEA) 기술을 갖춘 LS-DYNA의 개발사 LSTC를 인수했다. LS-DYNA는 전/후처리기, 충돌해석을 위한 더미(dummy)와 배리어(barrier), 최적화 소프트웨어 등을 포함하고 있으며 자동차, 항공, 제조, 소비재, 구조, 전자, 방위 등 다양한 산업에서 쓰이고 있다. LS-DYNA는 ‘원 코드’ 전략을 내세우고 있다. 대변형이 발생하고 복잡한 비선형 소재 특성이나 접촉조건을 갖는 동적 거동 물리현상의 해석을 중심으로 익스플리시트/임플리시트 해석, CFD 및 유체-구조 연성해석, 연성 구조 해석 등 멀티피직스 해석이 가능하다. 모든 솔버와 메소드를 기본으로 포함하고 있는 것도 특징이다. LS-DYNA는 키워드를 기반으로 모델링을 하는 것이 기본 구조인데, 키워드를 배워야 하는 어려움을 덜 수 있도록 모든 키워드를 지원하는 전/후처리기를 온라인으로 무료 배포하고 있다. 에어백/시트벨트/센서 등에 특화된 익스플리시트 해석뿐 아니라 임플리시트 해석, 임플리시트-익스플리시트 교차 해석이 가능하고, 소음진동이나 피로해석, 열해석, 성형해석도 지원해 비선형 다중물리해석을 할 수 있다. 여기에 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics), DEM(Discrete Element Method), ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) 등 메시리스(meshless) 해석이나 캐드 데이터 기반으로 경계조건을 주고 해석을 하는 아이소지오메트릭 해석(IGA) 등 다양한 해석 기술을 지원한다. 또한, 다중모델 통합 최적화를 위한 LS-OPT와 위상/형상 최적화를 위한 LS-TaSC 등 최적화 소프트웨어를 제공하며, 고성능의 MPP(Massively Parallel Processing) 클러스터링도 지원한다.   ▲ 앤시스 LS-DYNA는 비선형 중심의 멀티피직스 해석을 제공한다.     기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

  지더블유캐드코리아가 오는 6월 25일 캐드앤그래픽스 CNG TV에서 ZW3D와 심솔리드에 대한 온라인 세미나를 진행한다. '제조공정의 5G시대를 여는 치트키'라는 주제로 진행되는 CNG TV에서는 올인원 3D CAD/CAM 솔루션인 ZW3D가 소개될 예정이다. 또한 2D 도면을 이용한 작업 환경을 3D 모델링 작업 환경으로 변화시켜 제조 경쟁력을 향상시킬 수 있는 솔루션 소개와 3D 데이터를 사용하여 사람이 작업을 올바르게 인식하고 판단하여 불량을 줄일 수 있도록 지원하는 휴먼 에러 방지가 가능한 포커스 시리즈 제품이 공개된다. 이외에도 설계자를 위한 메시리스 해석 솔루션 심솔리드를 통해, 설계부터 해석까지 설계자를 위한 3D 중심의 제품 설계 환경을 구현하고 제조 경쟁력을 높일 수 있는 방법을 소개할 예정이다. CNG TV는 생방송으로 진행되며, 캐드앤그래픽스 홈페이지에서 사전등록 후 참여 가능하다.  

알테어와 지더블유캐드코리아가 제조 공정 소프트웨어 기술 교류와 영업 확대를 위한 업무 협약(MOU)을 체결했다고 밝혔다. 이번 협약으로 두 회사는 공동 연구 개발 및 산학협력, 전문 인력 양성을 추진하며, 제조업계 엔지니어와 설계자를 대상으로 국내외 사업 기회를 더욱 확대할 계획이다. 또한 알테어의 구조 해석 소프트웨어인 심솔리드(SimSoild)와 지더블유캐드코리아의 3D 설계 소프트웨어인 지더블유3D(ZW3D)를 함께 제공하여 제조 공정 시뮬레이션 사업 협력을 추진한다.   ▲ 지더블유캐드코리아 최종복 대표, 한국알테어 문성수 대표   알테어의 심솔리드는 CAD 모델을 기반으로 하며, ZW3D로 작업한 모델링 파일을 심솔리드로 불러와 메싱(meshing) 없이 바로 해석할 수 있다. 특히 해석 엔지니어가 아닌 설계자도 해석을 수행할 수 있어 설계 변경에 따른 신속한 설계 반복이 가능하다. 한국알테어의 문성수 대표는 “시뮬레이션 단계에서 CAD 모델을 바로 사용하게 되면 설계자는 훨씬 간소화된 제조 공정 프로세스를 경험할 수 있다. 이는 제품 개발 기간 단축의 핵심”이라며 “양사의 기술력과 전문성을 바탕으로 설계, 제조 혁신을 이끌며 시장을 선도하겠다”고 말했다. 한편, 오는 6월 25일에는 캐드앤그래픽스 CNG TV에서 심솔리드와 ZW3D에 대한 온라인 세미나가 진행될 예정이다. '제조공정의 5G시대를 여는 치트키'라는 주제의 CNG TV에서는 올인원 3D CAD/CAM 솔루션인 ZW3D와 설계자를 위한 메시리스 해석 솔루션 심솔리드를 통해, 설계부터 해석까지 설계자를 위한 3D 중심의 제품 설계 환경을 구현하고 제조 경쟁력을 높일 수 있는 방법을 소개할 예정이다.  

알테어는 DEM(Discrete Element Method: 이산요소법) 소프트웨어 업체인 DEM 솔루션즈(DEM Solutions)를 인수한다고 밝혔다. 이산요소법(DEM)은 고체나 유체의 움직임을 입자 단위로 해석하는 기법이다. 이론은 수 십년 전부터 연구되어 왔으나, 상용 소프트웨어가 본격 등장한 것은 컴퓨팅 파워가 크게 발전한 최근 10여 년의 일이다. 여러 CAE 소프트웨어 업체가 DEM 기반의 해석 기술을 제공하고 있으며, 영국에 자리한 DEM 솔루션즈는 2006년부터 EDEM 소프트웨어를 개발하면서 DEM 해석 기법에 집중해 온 업체이다. DEM 솔루션즈는 알약, 가루, 흙, 석탄 등 재료의 움직임을 입자 기반으로 시뮬레이션하는 이산요소법 기술을 개발해 왔다. 알테어는 벌크 시뮬레이션(bulk simulation)이 가능한 DEM 기술이 재료와 기계 장비의 상호작용을 더욱 정확히 파악하는데 도움이 될 것으로 보고 있다. 기계와 재료를 포함하는 시스템 단위의 시뮬레이션이 제약, 화학, 식품 가공, 농업, 광업 등 여러 산업분야에서 제조 효율을 최적화할 수 있다는 것이다.     알테어는 작년 말 메시리스 구조해석 소프트웨어 심솔리드(SimSolid)를 비롯해 지난 10월에는 국내 EDA 소프트웨어 업체인 폴리오그(Polliwog)를 인수하는 등 시뮬레이션 포트폴리오를 꾸준히 넓히고 있다. 알테어의 제임스 스카파 CEO는 "DEM 솔루션즈 인수를 통해 DEM 분야로 확장하면서, 고객이 전체적인 시스템 뷰를 통해 비즈니스 운영 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 지원할 것"이라고 밝혔다. DEM 솔루션즈의 이안 윌리엄슨 CEO는 "알테어의 광범위한 물리 솔버 포트폴리오 및 깊이 있는 기술력에 EDEM 솔루션을 통합하여 더욱 확장할 수 있는 가능성에 기대하고 있다"고 전했다.

한국알테어는 9월 20일 진행한 ‘알테어 테크놀로지 콘퍼런스 2019(ATC 2019)’를 통해 엔지니어링 시뮬레이션을 비롯해 최적화 기술과 머신러닝 등 폭넓은 기술 포트폴리오를 선보였다. 특히 머신러닝을 위한 데이터 관리/분석 솔루션 놀리지 웍스와 사용성을 강화한 새 UI를 비중 있게 소개했다. ■ 정수진 편집장     알테어 사용자 대상의 연례 이벤트인 올해 ATC는 애플리케이션별로 11개 세션을 통해 솔루션 제품군의 업데이트와 활용 사례가 소개되었다. 예년과 크게 다르지 않지만 심솔리드(SimSolid)와 EDA 솔루션 세션이 올해 새롭게 추가되었다. 한국알테어 문성수 사장은 “심솔리드는 메시리스(mesh-less) 해석을 할 수 있는 멀티피직스 솔루션이다. 비슷한 개념의 여타 소프트웨어가 UI에서 메시를 사용하지 않지만 내부적으로 메시 처리를 하는 반면, 심솔리드는 CAD 지오메트리를 그대로 해석할 수 있는 것이 차별점이다. 작년 첫 선을 보인 후 꾸준히 관심이 높아지고 있으며, 본격적인 시장 확대를 기대하고 있다”고 설명했다. 알테어는 전자기장 솔버 페코(FEKO), 시스템 모델링 소프트웨어 모델리스(MODELiiS) 등 EDA 시장을 위한 솔루션 라인업을 강화해 왔는데, 이번 ATC에서는 여기에 더해 기술 파트너십 프로그램인 알테어 파트너 얼라이언스(APA)와 연계를 통한 폭넓은 EDA 기술을 소개했다.     직관적인 UI로 소프트웨어의 성능과 사용성 향상 알테어는 하이퍼웍스 2019(HyperWorks 2019)에서 새로운 사용자 인터페이스(UI)인 ‘하이퍼웍스 X’를 선보였다. 알테어의 마이클 담박 수석부사장은 “하이퍼메시, 하이퍼뷰, 하이퍼그래프 등의 툴은 강력하지만 익히기 어렵다는 사용자들의 피드백도 있다. 하이퍼웍스 X의 핵심은 알테어의 모든 솔루션에 걸쳐 일관되면서 진일보한 사용자 인터페이스를 제공하는 것”이라고 설명했다. 하이퍼웍스 X는 UI의 룩앤필(look&feel)이 크게 바뀌었고 직관성을 높였다. 특정한 작업을 하려고 할 때 관련된 옵션을 화면에 표시하거나, 다음에 이어질 작업의 아이콘을 미리 보여주는 식이다. UI의 퍼포먼스도 최적화되어 툴의 속도를 전반적으로 높였다.  알테어는 자체 개발 및 인수합병을 거치면서 많은 모델링 소프트웨어가 있는데, 이들 소프트웨어의 UI를 하이퍼웍스 X로 통일함으로써 다른 툴을 배울 때 어려움을 덜 수 있을 것으로 기대하고 있다. 예를 들어, 개념 설계 툴인 인스파이어(Inspire)에 익숙한 사용자가 멀티피직스 툴인 심랩(SimLab)이나 복잡한 유한요소 형상을 전처리할 수 있는 하이퍼메시(HyperMesh) 등으로 워크플로를 확장하기가 한결 수월해지는 것이다. 올 초 출시된 하이퍼웍스 X 2019 버전에서는 피로해석을 위한 하이퍼라이프(HyperLife) 및 하이퍼메시에서 사용 빈도가 높은 지오메트리, 메싱, 모핑(morphing) 등 세 가지 워크플로에서 새로운 UI로 퍼포먼스를 높이는데 주력했다. 7월 출시한 2019.1 버전에서는 CFD 워크플로가 향상되고, 위상 최적화를 위한 설계 영역(design space)을 복셀(voxel) 기반으로 관리하는 기능이 추가되었다. 그리고 GPU를 사용한 모핑 솔버의 병렬 연산이 더욱 빨라졌다. 9월에 출시된 2019.1.1 버전에는 안전벨트와 관련한 안전성 검증 워크플로 및 문서화 기능이 강화됐다. 내년에 선보일 2020 버전에서는 나머지 모든 툴에 새 UI가 적용될 예정이다. 담박 수석부사장은 “하이퍼웍스 X는 기존 솔루션과 동일한 데이터베이스에 새로운 프론트엔드(front-end)를 추가하는 것이기 때문에, 사용자는 하이퍼웍스를 실행할 때 메뉴에서 새 UI와 기존 UI 중 원하는 것을 선택할 수 있다”고 전했다.    ▲ 하이퍼웍스 X는 더욱 직관적이면서 퍼포먼스를 높인 UI를 선보였다. 장기적으로 모든 알테어 솔루션에 새 UI가 적용될 예정이다.(이미지: 알테어)   머신러닝을 위한 데이터 과학을 제조산업에 접목 알테어는 작년 인수한 데이터워치(Datawatch)의 기술을 바탕으로 ‘놀리지웍스 스위트(Knowledge Works Suite)’를 선보였다. 놀리지웍스 스위트는 알테어의 주요 기술 축인 시뮬레이션, 최적화, 머신러닝 가운데 머신러닝 분야의 솔루션으로, 다양한 데이터를 수집 및 처리하고 비즈니스를 향상시킬 수 있도록 한다. 알테어의 브렛 쇼나드 COO(최고 운영 책임자)는 “데이터 과학과 엔지니어링 시뮬레이션은 IoT, 디지털 트윈, 비즈니스 오퍼레이션 영역에서 빠르게 융합되고 있다”면서, “알테어의 데이터 인텔리전스 솔루션은 더 많고 다양한 데이터를 처리하고, 제어와 거버넌스의 신뢰도를 높이며, 다양한 영역의 많은 사람이 데이터에 접근하고 협업하는 것을 추구한다”고 소개했다. 데이터 인텔리전스 솔루션의 핵심 기능은 데이터 준비, 데이터 사이언스, 데이터 시각화 기능인데, 시뮬레이션 솔루션과 비교하면 데이터 사이언스는 솔버, 데이터 시각화는 후처리와 비슷하다고 할 수 있다. 모든 기능들이 액세스하는 중앙 데이터 허브(Central Data Hub)는 스트리밍, 데이터 레이크(data lake), IoT 데이터, 엔터프라이즈 데이터 등 다양한 소스에서 데이터를 모으고, 경영자, 데이터 과학자, 분석가, IT 관리자 등 다양한 인력이 액세스할 수 있도록 한다.   ▲ 놀리지 허브는 다양한 데이터를 한 곳에 모으는 백본이다.(이미지: 알테어)   알테어의 놀리지웍스 스위트는 모나크(Monarch), 놀리지 허브(Knowledge Hub), 놀리지 스튜디오(Knowledge Studio), 파놉티콘(Panopticon)의 네 가지 솔루션으로 이뤄진다. 모나크는 데이터를 준비하는 전처리 툴로 PDF나 SQL 데이터베이스를 포함해 다양한 소스의 데이터를 가져와 하나로 모은다. 스튜디오는 로컬 PC나 HPC에서 처리할 수 있는 데이터 사이언스 모델을 만든다. 파놉티콘은 데이터 시각화 툴이다. 놀리지 허브는 공통의 데이터 허브로서 백본의 역할을 하며, 단일 데이터 소스를 기반으로 놀리지웍스의 모든 기술에 액세스할 수 있다. 쇼나드 COO는 “놀리지웍스 스위트는 디지털 트윈에서 물리 데이터와 시뮬레이션 기반의 가상 데이터뿐 아니라 IoT를 통한 운영 데이터까지 연결함으로써 의미 있는 비즈니스 솔루션을 확보할 수 있다”고 전했다. 또한, 제품의 퍼포먼스를 예측해 설계나 생산 프로세스를 개선하고, 예지보전이나 엔지니어링 문제를 해결하는 모델링 기술을 개선하는 등 제조 영역에서 놀리지웍스 스위트를 활용한 사례를 소개했다.   ▲ 후처리기와 비슷한 역할의 데이터 시각화 툴, 파놉티콘(이미지: 알테어)     기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

  한국알테어가 CAE의 필수 과정인 요소 생성 과정 없이 CAD 형상 그대로 해석이 가능한 구조 해석 솔루션 '심솔리드(SimSolid)'를 출시했다. 심솔리드는 개발 초기단계에 설계에 대한 아이디어를 얻고자 하는 설계자들을 위한 제품으로, 제품 형상을 변경할 때마다 제품의 성능을 빠르게 검증할 수 있다. 심솔리드는 유한요소 생성을 위하여 지오메트리를 단순화하는 과정을 생략함으로써 전체 해석 시간을 90% 이상 줄였다는 것이 한국알테어의 설명이다. 지오메트리와 유한요소 생성 과정은 전통적인 해석 과정 중 대부분의 시간을 차지하는 핵심 과정이다.  심솔리드는 CAD 원형을 그대로 해석이 가능하기 때문에 전통적인 유한요소법(Finite Element Analysis: FEA)에 대한 전문 지식이 없는 사용자도 쉽게 사용할 수 있다. 어셈블리 연결 기능은 심솔리드의 차별화된 강점이다. 사용자는 이 기능을 활용하여 지오메트리 사이의 불완전한 접촉면과 같이 어셈블리 시 발생하는 결함들을 정확하게 처리할 수 있으며, 특히 복잡한 부품들로 이루어진 대형 어셈블리를 빠르게 해석하는데 효과적이다. 심솔리드는 다중패스 적응형 해석(Multi-pass adaptive analysis)으로 해석 과정에서의 오류를 최소화해 결과의 신뢰성을 극대화했다. 또한 연산 시간 및 메모리 사용량을 줄여 데스크톱급 PC에서도 신속하게 해석 및 검증할 수 있도록 했다. 다양한 시뮬레이션 모드를 제공하고 있는 심솔리드는 선형 정적 해석, 모달 해석, 비선형 정적 해석(재료 및 기하), 열 해석, 열-응력 연성 해석, 선형 동적 해석(시간, 주파수 및 랜덤 응답) 등을 지원한다. 한국알테어 문성수 대표는 "심솔리드의 첨단 메시리스 기술은 벌써 현장의 엔지니어들에게 호평을 받으면서 빠르게 시장을 넓혀가고 있다"면서, "심솔리드를 활용한 제품 설계 시간 단축은 갈수록 신제품 주기가 줄어드는 제조기업에게 확실한 경쟁력으로 작용할 것"이라고 말했다.  한편 한국알테어는 심솔리드 출시를 기념하여 3월 31일까지 심솔리드 스탠드얼론 버전(standalone SimSolid licenses)을 30% 할인된 가격으로 1년간 이용할 수 있는 이벤트를 진행 중이다.

설계자의 CAE 수행에 대한 요구와 관심이 높아지는 가운데, 여러 CAE 소프트웨어 업체에서 쉽고 빠르게 해석을 할 수 있는 기술 및 소프트웨어를 내세우고 있다. 한국알테어는 2018년 12월 11일 진행한 ‘알테어 테크파티 - 알테어, 메시리스를 말하다’에서 설계자를 위한 구조 시뮬레이션 소프트웨어 심솔리드(SIMSOLID)의 특징과 활용방법을 소개했다.   ■ 정수진 편집장   시뮬레이션 기반의 업프론트 엔지니어링 강화 추세   제품 개발 과정에서 CAE 또는 시뮬레이션의 역할은 설계 도면을 출도한 다음 후행 평가하는 것(1990년대)에서 출도 전 중간단계 도면으로 선행 검증을 하고(2000년대) 나아가 개념 설계를 최적화하고 전체 설계 방향을 제시하는 것(2010년대)으로 변화하고 있다. 제품 개발 프로세스의 전반적인 효율을 높이는데 주목하는 대표적인 관점이 '업프론트 엔지니어링'이다. 제품의 설계나 조립 과정에서 일어날 수 있는 문제를 발견했을 때 해결하는데 필요한 시간과 비용은 프로세스의 뒤쪽으로 갈 수록 높아진다. 그래서 제품 개발 프로세스의 앞쪽에서 문제를 발견하고 해결할 수 있도록 한다는 것이 업프론트 엔지니어링의 기본 개념이다. 건국대학교 강병식 교수는 “효율적인 제품 개발의 관점에서 좋은 디자인 아이디어도 필요하지만, 효과적으로 검증하는 것이 중요하다”면서, “전체 제품 개발 프로세스의 앞단에서 아이디어를 검증하고 개념 설계에서 최대한 문제점을 발견하려면 설계검증, 조립성 검증, 기능검증, 성능평가 등을 시뮬레이션할 수 있어야 한다. 시뮬레이션 기반의 업프론트 엔지니어링으로 전체적인 제품의 품질을 확보할 수 있는 것”이라고 짚었다. 무요소 솔버 기반으로 해석 속도와 편의성 높인 심솔리드   알테어가 2018년 인수한 심솔리드는 구조해석의 전처리 과정인 CAD 모델 단순화, 클린업, 메싱 등을 하지 않고, 빠르고 정확하면서 강건한 구조 시뮬레이션을 할 수 있도록 하는 것이 특징이다. 해석을 위해 CAD 형상을 단순화하고 메시를 생성하는 작업은 전통적인 FEA(유한요소해석) 프로세스에서 많은 시간이 드는 일로 여겨졌는데, 이 부분의 수고를 덜어서 해석 전문가가 아니어도 손쉽게 해석 작업을 할 수 있도록 돕는다는 개념이다. ▲ 심솔리드의 해석 모델링 준비 과정 한국알테어 장형배 수석연구원은 “심솔리드는 설계자를 위한 무요소 구조해석 솔버를 제공하며, 이를 통해 설계 초기 단계에서 다수의 설계안과 개선안을 검증하는데 활용할 수 있다”고 소개했다. 설계자가 해석을 활용하는데 있어서 어려운 점은 “제품 개발 단계가 갈 수록 단축되고 개발 시간이 짧아지는 한편으로, 해석을 준비하는 단계에 많은 노력이 들고 해석 소프트웨어의 명령어 및 사용법이 복잡하다는 것”이 꼽힌다. 심솔리드는 FEM(유한요소법)을 확장하는 구조 솔버로 해석 과정에 메시를 사용하지 않고, 형상에 대한 함수를 업데이트하고 오류 검증을 반복하면서 해의 정확도를 높이는 방법을 사용한다. 복잡한 파트나 어셈블리를 그대로 해석하면서 속도가 빠른 것이 특징이다. 심솔리드는 두꺼운 파트와 얇은 파트가 섞여 있을 때 각각에 대해 솔리드와 셸을 모델링하고 이를 연결하는 번거로움이 없고, 다향한 구배를 가진 필렛이나 적층제조(AM)를 위한 래티스(lattice) 구조 등 복잡한 형상을 단순화하지 않고 정확하게 해석할 수 있다. 또한, 구조해석을 수행한 후에 설계가 변경되어도 수정된 CAD 파일에 기존의 해석 조건을 그대로 옮겨와서 빠르게 재해석할 수 있는 것도 특징이다. 장형배 수석연구원은 “이외에도 심솔리드는 구조해석 결과를 열응력, 비선형, 동역학 해석에 반영할 수 있도록 지원하며, 특정한 해석 결과를 북마크로 저장해 재현할 수도 있다. 최근에는 하이퍼웍스 유니트 라이선스를 지원하는 버전이 출시되어, 기존 하이퍼웍스 사용자가 손쉽게 접할 수 있도록 했다”고 설명했다. ▲ 심솔리드는 해석 과정에 메시를 사용하지 않기 때문에, 복잡하거나 어려운 형상의 구조해석에서 효과를 얻을 수 있다. 설계자를 위한 해석 포트폴리오 강화 계획   한편, 타타대우상용차 반용운 부장은 심솔리드의 트라이얼 버전을 사용해 본 경험을 소개했다. 설계자의 해석 활용에 대해 고민하고 있었는데, 심솔리드를 사용해 본 결과 기대를 갖게 되었다는 것이 반용운 부장의 감상이다. 그는 “인스파이어(Inspire)가 전처리에, 하이퍼뷰(HyperView)가 후처리에 강점을 갖고 있다면, 심솔리드는 특히 솔버의 실행 속도가 빨라서 이 부분에 강점이 있는 것 같다”고 짚었다. 이외에도 한국알테어는 이번 행사에서 시뮬레이션 주도의 제품 개발을 위한 인스파이어 플랫폼과 차세대 하이퍼웍스, 템플릿 기반의 모델링 및 해석을 지원하는 심랩(SimLab) 등을 소개했다. 알테어는 설계자를 위한 해석 솔루션으로 인스파이어를 내세워 왔고, 콘셉트 모델링과 구조/유동/동역학 해석, 생산 공정 시뮬레이션까지 포함하는 플랫폼으로 인스파이어를 발전시킨다는 전략을 소개하기도 했다. 그런데, 이후 심솔리드를 인수하면서 인스파이어와 심솔리드가 ‘설계자를 위한 시뮬레이션’이라는 포지션이 겹치는 것처럼 보이기도 한다. 이와 관련해, 알테어는 기술 통합 및 솔루션 라인업의 재조정에 대해 밝혔다. 한국알테어 문성수 대표는 “알테어는 인스파이어와 심솔리드의 통합에 2019년 제품 개발 전략의 우선순위를 두고 있다”고 전했다. ▲ 한국알테어가 진행한 ‘2018 알테어 테크파티 - 알테어, 메시리스를 말하다’     기사 상세 내용은 PDF로 제공됩니다.