[무료다운로드] 제조업 DX의 출발은 3D 데이터의 흐름 관리

제조업 DX, 3D 데이터의 목표는? (1)

제조산업의 디지털 전환(DX)을 위해서는 3D 설계 데이터를 제조 프로세스 전반에 효율적으로 공유하고 활용하는 것이 중요하게 여겨진다. 이번 호부터 2회에 걸쳐 3DA(3D Annotated Model) 모델의 배포, 3D 데이터의 변환, 설계 품질의 자동 검증이 왜 필요한지 짚어보고, 이를 구현하기 위한 엘리시움(Elysium)의 기술에 대해 소개한다. 이 글의 내용은 '100 Digital Transformation Cases'라는 책에 기고된 기사를 재편집한 것이다.

■ 자료 제공 : 아이지피넷, www.igpnet.co.kr

제조업체가 자주 빠지는 디지털화의 함정

3D CAD 소프트웨어가 많은 제조 산업의 설계 부서에 도입되고 3D 데이터가 제조에 사용된 지 수십 년이 지났다. 전문적인 지식과 경험을 바탕으로 2D 도면에 기반해 입체적인 물체를 상상하는 기존의 방식과는 달리, 이제는 누구나 설계 단계부터 제품의 완성체를 직관적으로 파악할 수 있는 것이 당연해졌다. 제품 데이터 관리를 위한 제품 데이터 관리(PDM) 시스템과 3D 데이터를 다양한 형식으로 변환하기 위한 솔루션이 확산됨에 따라, 이제 3D 데이터는 설계뿐만 아니라 모든 제조 프로세스에서도 공유된다.

언뜻 보면 3D 데이터를 기반으로 한 제조 시스템의 개발로 제조 산업에서 디지털화가 진행된 것처럼 보인다. 그러나 형상 이외에 필요한 정보를 보완하기 위해 현장에서는 여전히 3D 도면과 종이 형태가 2D 데이터와 함께 사용되는 경우가 많다.

아이러니하게도 ‘디지털화’ 그 자체를 목적으로 3D 데이터와 디지털 도구를 제조 공정에 무턱대고 도입하면 아날로그 수작업이 늘어나게 된다. 진지한 기업일수록 이 아날로그 수작업의 효율 향상에 열심이고, 디지털화의 본래 목적과 의미를 놓치기 쉽다.

3DA 모델 배포의 중요성

3DA 모델과 MBD

3D 데이터를 활용한 제조업의 디지털화를 한 단계 끌어올리기 위한 수단으로서, 필요한 정보를 가능한 한 하나의 데이터로 통합하려는 움직임이 있다. 여기에서 3DA(3D Annotated Model)가 등장한다.

3DA 모델은 3D 형상에 다양한 속성 정보(치수, 메모, 수량 등)가 첨부된 데이터이다. 3D 데이터의 정보를 집적하여 제조를 효율화하는 발상은 유럽과 미국에서는 MBD(Model Based Definition : 모델 기반 정의), 일본에서는 ‘3D 포지티브’라고 불리며 대기업을 중심으로 활발히 진행되고 있다. 각 공정에 필요한 모든 정보를 하나의 3DA 모델에 통합하고 공정 전반에 걸쳐 공유하면서 제조를 수행할 수 있다면 효율을 크게 높일 수 있다. 제조업의 미래 성장과 이를 뒷받침하는 디지털 전환을 실현하기 위해서는 3DA 모델이 분산되는 환경을 만들드는 것이 필수이다.

그러나 3DA 모델의 배포를 실현하는 것은 쉽지 않다. 오늘날의 세계에서 글로벌 파트너십과 제휴는 제조 산업에서 보편화되었다. 두 파트너 회사가 동일한 CAD 소프트웨어를 사용하는 경우는 극히 드물며, 서로 다른 소프트웨어 간의 데이터 교환에 거의 항상 오류가 발생하기 때문에 두 회사가 2DA 모델을 자동으로 공유하는 것은 거의 불가능하다.

국제 표준 규격의 기대와 현실

서로 다른 CAD 소프트웨어 간에 3DA 모델을 공유하는 문제를 해결하기 위한 수단으로 국제 표준의 3D 데이터 형식에 대한 기대가 높아지고 있다. 정보의 종류와 저장 방법을 개선함으로써 서로 다른 소프트웨어간에 문제 없이 정보를 전달할 수 있기 때문이다.

표준 형식의 예로는 JT 및 PDF가 있다. 이러한 포맷에 대한 무료 뷰어도 있으며, 기존처럼 CAD 소프트웨어가 설치된 PC에서만 3D 데이터를 확인할 수 있는 등의 제약이 없다. 또한 검사, 조립, 구매, 물류, 판매 등의 다운스트림 프로세스에서도 취급하기 쉽다. STEP은 국제적으로 보장된 표준 형식으로 존재한다. 예를 들어, 자동차 및 항공우주 산업은 향후 수십 년 동안 제품 정보를 저장해야 하며, STEP AP242는 이를 위한 표준으로 정의되고 사용되었다.

이러한 형식은 모두 형상뿐만 아니라 메모 및 속성을 포함하며, CAD 소프트웨어와 독립적으로 3DA 모델 배포를 실현하는 것을 목표로 한다. 그러나 실제로 필요한 속성 정보의 범위가 넓으며 표준 형식의 구현은 아직 따라잡지 못했다.

그림 1. 데이터 변환 중 실패의 원인