■ 조형식 | 항공 유체해석(CFD) 엔지니어로 출발하여 프로젝트 관리자 및 컨설턴트를 걸쳐서 디지털 지식 전문가로 활동하고 있다. 현재 디지털 지식연구소 대표와 인더스트리 4.0, ME S 강의, 캐드앤그래픽스 CNG 지식교육방송 사회자 및 컬럼니스트로 활동하고 있다. 보잉, 삼성항공우주연구소, 한국항공(KAI), 지멘스에서 근무했다. 저서로는 'PLM 지식', '서비스공학', '스마트 엔지니어링', 'MES', '인더스트리 4.0' 등이 있다.

현재 진행 중인 디지털 변혁시대의 제품개발 또는 엔지니어링 패러다임인 디지털 엔지니어링은 6가지의 분야들과 관련이 있다고 생각된다. 어떤 패러다임은 오랫동안 발전해 온 것도 있고 어떤 것은 근래에 조명을 받는 것도 있다.

첫 번째는 시스템 사고(System Thinking)와 디자인 사고(Design Thinking)이다. 그 다음은 모델 기반 시스템 엔지니어링(Model Based Systems Engineering), 디지털 트윈(Digital Twin), 디지털 스레드(Digital Thread), 디지털 수명주기(Digital Product Lifecycle) 관리이다.

제품수명관리(PLM)는 지난 수십 년간 제품개발 분야에 기간 솔루션으로 정착되었지만 새로운 디지털 변혁의 디지털 PLM으로 진화하고 있다. 디지털 트윈은 스마트 공장으로 발전하는 디딤돌이 되고 있으며, 모델 기반 시스템 엔지니어링과 디지털 스레드는 기존의 제품 개발 분야에 새로운 바람을 일으키고 있다. 디지털 스레드는 디지털 PLM과 디지털 트윈 구현에서 핵심이 되는 디지털 지식의 핵심이다. 다양한 디지털 지식은 디지털 엔지니어링을 지원할 것이다.

디자인 사고는 디자인 과정에서 디자이너가 활용하는 창의적인 전략이다. 디자인 사고는 이해(Empathize), 정의(Define), 아이디어 창출(Ideate), 프로토타입(Prototype), 테스트(Test) 등 6가지의 단계를 가진다.

캐나다 토론토 대학의 로저 마틴(Roger Martin) 교수는 자신의 책 ‘디자인 사고(Design Thinking)’에서 “디자인 사고는 직관적 사고나 분석적 사고의 한 쪽이 아니라 이에 대해 통합적으로 접근하는 사고법”이라고 하였다. 디자인 사고는 양자택일 방식 대신 두 아이디어의 요소를 포함하면서 더 나은 새로운 아이디어를 만드는 사고 방식이다. 

디자인 사고의 장점으로는 미래의 사용자와 공감하는 것이다.

시스템 사고는 보다 전체적인 입장에서 문제 해결을 하려는 사고이다. 디지털 변혁의 시대에서는 서로 다양한 연관 관계를 가진다. 시스템 사고에서 일반적인 분석 단계는 문제의 구조화(Problem structuring), 인과고리 모델링(Causal looping modeling), 시나리오 계획 및 모델링(Scenario planning and modeling), 구현 및 조직학습(Implementation and organizational learning) 등이다. 요즘 가장 각광 받고 있는 것이 모델 기반 시스템 엔지니어링(MBSE : Model Based Systems Engineering)이다.

디지털 트윈은 디지털 엔지니어링의 가장 유용한 산출물이 될 것이다. 다양한 디지털 트윈의 역동적인 데이터는 정적인 PLM 데이터와 융합되어서 가상제품(Virtual Product)과 시제품(Prototype)과 양산제품(Product)의 연결과 추적성(traceability)을 높일 것이다.

디지털 엔지니어링에 관련된 디지털 지식으로는 디지털 시뮬레이션과 가상현실 및 증강현실 3D 프린팅 등이 있다. 디지털 엔지니어링에 관련된 디지털 지식으로는 디지털 시뮬레이션과 가상현실 및 증강현실, 3D 프린팅 등이 있다. 디지털 트원과 디지털 스레드 그리고 디지털 수명주기는 서로 연결되어 있다.

결론적으로 종합한다면, 통합 디지털 엔지니어링은 디자인 사고방식과 시스템 사고방식 그리고 모델 기반의 시스템 엔지니어링, 디지털 트원, 디지털 스레드와 디지털 제품 수명주기 관리와 증강현실, 3D 프린팅, 시뮬레이션 등 다양한 디지털 기술이라고 할 수 있다.

디자인적 사고와 시스템적 사고를 비교하면, 디자인 사고는 합성을 사용하여 가치를 창출하고 문제를 해결한다. 시스템 사고 방식은 광범위한 의미를 고려한 종단간(end-to-end) 관점에서 전략에 대해 생각한다.

디자인적 사고가 합성(Synthesis)에 의한 새로운 창조성의 발견이라면, 시스템적 사고는 분석(Analysis)을 통한 통합적 사고방식이다. 디자인적 사고는 창조적이거나 집중적인 문제 해결에 장점이 있고, 시스템적 사고는 분석적이거나 전체적이나 광의 문제들을 해결하는 장점이 있다. 이 둘은 상호 배타적이지 않으며 함께 사용하여 문제를 해결할 수 있다. 모델 기반 시스템 엔지니어링과 디지털 트원, 디지털 스레드 그리고 PLM은 밀접하게 서로 연결되어 가고 있다. 이런 6가지의 분야 잘 통합이 된 새로운 엔지니어링은 새로운 4차 산업혁명과 디지털 변혁에 활력소를 가져다 줄 것으로 예상된다.