제조업 DX, 3D 데이터의 목표는? (2)
제조산업의 디지털 전환(DX)을 위해서는 3D 설계 데이터를 제조 프로세스 전반에 효율적으로 공유하고 활용하는 것이 중요하게 여겨진다. 지난 호에 이어 이번 호에서도 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
성공적인 3DA 모델 배포의 열쇠 - 데이터 품질
단순 변환만으로는 충분하지 않다
지난 호에서 3D 데이터를 다른 포맷으로 높은 정확도로 변환하는 기술의 어려움과 중요성에 대해 설명했다. 하지만, 사실 변환 중에 단순히 왼쪽에서 오른쪽으로 정보를 전송하는 것만으로는 3DA 모델의 원활한 배포를 얻을 수 없다. 중요한 것은 변환된 데이터의 품질이다.
이러한 맥락에서 품질은 ‘요구 사항을 얼마나 잘 충족하는지’이다. 회사별, 부서별, 툴별 노트와 속성에 대한 요구사항, 규칙, 표현방법 등 다양한 요구사항이 존재하며, 그 품질을 확인하기가 쉽지 않다. 이러한 이유로 엘리시움은 고객의 맞춤화를 전제로 데이터 변환 및 품질 검사를 수행하는 도구를 개발했다. 품질 확인 프로세스와 표준화 프로세스를 분리하고 3DA 모델의 배포를 촉진하는 것이 아이디어이다.
커스터마이징을 전제로 하는 제품의 예로는 ENF 에디터(ENF Editor)가 있다. 엘리시움의 독자 파일 형식인 ENF(Elysium Neutral File) 데이터를 사용하여 고객이 변환 방법을 자유롭게 구성할 수 있는 도구이다. 예를 들어, 특정 속성에 부착한 후 특정 색상으로 부품을 변환하는 것과 같이 회사와 부서 간의 차이에 따라 고급 변환을 수행할 수 있다. ENF 에디터에서 데이터 변환에 대한 규칙을 설정하면 버튼 터치로 원하는 데이터를 출력할 수 있으며, 번거로움 없이 3DA 모델의 배포를 실현할 수 있다.
그림 1. 데이터 변환 사용자 지정의 예
두 가지 유형의 품질 검사
데이터 품질을 보장하는 두 가지 주요한 방법이 있다. 단일 데이터를 확인하는 검증과 원본 데이터와 변환된 데이터가 동일한지 확인하는 신원 검증은 모두 필수 프로세스이다.
설계 데이터를 단일 단위로 확인
PDQ(제품 데이터 품질) 검증
애초에 데이터의 유효성을 검사하고 수정해야 하는 이유는 무엇일까? 여기에는 네 가지 이유가 있다.
첫 번째는 CAD 소프트웨어와 시스템마다 곡선과 표면의 수학적 표현이 다르다는 것이다. 두 번째는 각 CAD가 요소 간의 연결 정도를 나타내는 위상 정보에 대해 서로 다른 한계를 갖는다는 것이다. 이러한 표현 및 사양의 차이로 인해 서로 다른 소프트웨어와 시스템 간의 데이터 호환성이 낮아진다. 세 번째 이유는 CAD 소프트웨어마다 설정한 공차 값이 다르기 때문이다. 예를 들어, 한 소프트웨어는 가장자리가 0.1mm 미만인 경우 두 가장자리의 끝점이 일치한다고 인식하지만, 다른 소프트웨어는 허용오차 값이 훨씬 더 작기 때문에 가장자리를 별개의 것으로 취급한다. 네 번째는 데이터 생성 과정에서 운영자 자신이 알아차리기 어려운 인적 오류의 발생이다. 여기에는 미세한 단계와 겹치는 표면이 포함된다.
이러한 모든 데이터 결함을 수동으로 찾는 것은 불가능하다. 따라서 엘리시움은 이러한 결함을 자동으로 감지하고 자동으로 수정하는 소프트웨어를 개발하고 있다. 이 소프트웨어는 모든 CAD 소프트웨어 파일 형식과 호환된다. 데이터 검증 시 후처리에 사용할 CAD의 종류를 설정하면 최적의 검증 항목이 자동으로 설정되며, 사용자를 헷갈리지 않는 세부적인 기능을 가지고 있다.
설계 데이터의 자동 수정은 사용자가 다양한 파라미터를 임의로 설정할 수 있는 것도 중요하고, 용도에 따라 유연한 가공을 할 수 있다. 예를 들어, 제품을 성형할 때 중요한 표면의 매끄러움을 우선시하고 싶다면 멀리 있는 면의 연속성을 유지하고 수정하도록 설정할 수 있다. 또한 수정하는 대상 표면을 제한할 수 있으며, 설계에 중요한 디자인 표면은 전혀 변경되지 않도록 미리 지정할 수 있다.
이처럼 디지털화와 자동화를 목표로 하고 있더라도 단순히 한 번에 처리하는 것이 아니라, 세부적으로 커스터마이징할 수 있는 것이 실제로 필요하다는 것을 인식하는 것이 중요하다.
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