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[피플] 지멘스 PLM 소프트웨어 윌리 베이커스 3D 시뮬레이션 부문 부사장
2018-08-02 5,475 0

제품의 개발부터 생산, 사용까지 시뮬레이션과 테스트 기술 깊숙히 녹여낸다



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지멘스는 심센터(Simcenter) 포트폴리오를 통해 시뮬레이션과 테스트 역량을 통합하는 작업을 지속하고 있다. 또한 CAD, PLM, 제조, IoT 등 다양한 기술과 심센터를 결합해 제품의 수명주기 전반에 걸쳐 시뮬레이션과 테스트가 더욱 적극적인 역할을 하는데 중점을 두고 있다.   ■ 정수진 편집장


심센터의 주요 특징 및 시장 성과에 대해 소개한다면


심센터는 엘엠에스(LMS), 씨디어댑코(CD-Adapco), 타스 인터내셔널(TASS International), 인폴리티카(Infolytica), 멘토 그래픽스(Mentor G raphics) 등 인수한 기술을 포함해 지멘스의 기존 시뮬레이션/테스트 역량을 하나의 조직/브랜드로 통합했다. 

지멘스 PLM 소프트웨어의 디지털화 솔루션 가운데 심센터의 역할은 신제품의 개발 및 아이디어화(Ideation) 단계부터 가상/실제 생산(Realization), 사용(Utilization) 등 전체 영역에 일관성을 부여하는 것이다.

심센터 포트폴리오는 CAE 시뮬레이션, 물리 테스트, 시스템 시뮬레이션을 포함한다. 폭 넓은 포트폴리오를 통해 기계/소프트웨어/전기까지 스마트 제품의 시스템 퍼포먼스를 모델링할 수 있고, 완전하면서 종합적인 스마트 제품을 생성할 수 있도록 한다.

지멘스 및 심센터 비즈니스는 전체 PLM/CAE 시장의 평균 성장률을 웃도는 성장세를 보이고 있으며, 많은 글로벌 제조기업에서 심센터를 활용해 메카트로닉 제품의 최적화 및 검증을 하고 있다. 르노는 연비, 핸들링, 편의성 등 다양한 영역의 자동차 퍼포먼스를 테스트/검증하고 있다. 또한 GM, 포드(Ford) 등 자동차 업체, 덴소 등 서플라이어, 에어버스(Airbus), 노스롭 그루만(Northrop Grumman), 록히드 마틴(Lockheed Martin) 등 항공 분야 업체 등 다양한 산업에서도 심센터 활용 사례가 있다.


심센터가 타사의 시뮬레이션 포트폴리오와 차별화되는 점은 무엇인지


지멘스는 단일 제품에서 경쟁력을 갖추기 위해 노력하면서 제품간의 통합에 있어서도 개선을 진행하고 있다. 지멘스 PLM 소프트웨어의 경쟁사를 보면 시뮬레이션이나 테스트, PLM 등 각 영역별로 경쟁하고 있다. 하지만 지멘스는 이들을 모두 갖고 있으며, 심센터는 시뮬레이션과 테스트 솔루션을 제공한다. 이는 진정한 디지털 트윈을 구현하는 핵심이라고 본다. 디지털 트윈을 위해서는 시뮬레이션뿐만 아니라 테스트가 중요한데, 지멘스의 차별화 요소가 여기에 있다.

두 번째로, 시뮬레이션은 디자인의 검증(Verification)과 검사(Validation)에도 활용된다. 심센터는 PLM과 CAD뿐 아니라 SCADAS나 마인드스피어(MindSphere) 등 다양한 솔루션과 통합을 제공한다. 이를 통해 테스트 데이터나 IoT 데이터를 제품 디자인과 엔지니어링에 활용하도록 돕는다. 미래의 테스트 시스템은 데이터와 인텔리전스 시스템을 필요로 할 것이다. 제품을 사용하는 과정에서 정보를 얻고 이를 제품 개발에 피드백하면, 즉시 테스트와 시뮬레이션에 반영해 디자인을 개선할 수 있다.

또한 심센터는 제조/생산 분야의 자동화 솔루션과 연결해 최상위 레벨에서 시뮬레이션 및 테스트가 가능하다. 지멘스는 직접 제품을 생산하는 제조 기업이고, 이러한 역량과 노하우를 활용해 제품의 검증/테스트 및 디지털화를 위한 기반을 갖추고 있다.


인수한 제품과 조직을 통합하는 과정은 어떻게 진행되었는지


지멘스는 상호 보완적인 제품과 기술을 하나로 연결하고 있다. 심센터를 중심으로 시뮬레이션 및 테스트 브랜드를 통합하면서, 상호 보완적이거나 관련성이 있는 조직의 통합도 진행하고 있다. 영업 조직도 하나로 통합하여, 종합적인 시뮬레이션 포트폴리오와 기술 제공할 수 있게 되었다.

지멘스가 기술을 인수하는 원칙은 역량/기술/시장을 강화할 수 있는 ‘상호보완성’이다. 인수한 후에도 제품에 대한 지원을 지속하면서, 장기적으로는 융합 전략을 수립한다. 예를 들어, 3D 시뮬레이션의 경우 엘엠에스의 삼테크(Samtech)와 NX 나스트란(NX Nastran)의 중복이 있었는데, 지난 5년간 이를 심센터 3D로 합쳤다. CFD에서도 플로마스터(FloMASTER), 플로EFD(FloEFD), 스타-CCM+(STAR-CCM+) 등의 중복이 있지만, 각 제품을 지속 지원하면서 장기적으로 통합을 검토할 수 있을 것이다.

조직 통합에서는 각 기업의 장점을 적극 활용하는 것이 기본 방향이다. 씨디어댑코의 경우 강력한 기술지원 조직이 특징이었는데, 씨디어댑코 인수 이후 이를 심센터 전반의 지원 모델로 적극 도입하고, 전담 지원 센터를 구축했다. 이처럼 지멘스는 인수 기업의 베스트 프랙티스를 적극 도입하고 있다.


자율주행, AI 등 신기술과 시뮬레이션의 접목에 대한 견해는


전기자동차 안에는 발전기와 모터, HVAC, 파워트레인 등 전기를 사용하는 장치들이 있다. 심센터 내에서 이들을 하나의 시스템으로 검토하는 것이 가능하고, 전기를 소비하는 다양한 요소간 최적화가 가능한 것이 심센터의 장점 중 하나이다.

자율주행차에서는 센서의 정확도가 중요한 요소이다. 심센터 프리스캔(Simcenter Prescan)은 빠르지만 정확도가 낮은 센서 데이터에 라이다(LIDAR) 등의 데이터를 반영해 정확도를 높이는 작업을 수행할 수 있다. 센서 파라미터 중에 민감도가 높은 것들이 있는데, 이를 가상 시뮬레이션으로 테스트하고 보완할 수 있다. 이러한 데이터가 쌓이면 실제 도로에서 테스트할 수 있고, 더 많은 케이스와 데이터가 쌓이면 검증 시나리오를 늘리고 정확도 또한 높일 수 있을 것이다.

최근의 흐름은 시뮬레이션과 테스트가 디자인을 검증하는 것이 아니라 디자인을 정의하는 방향으로 나아가고 있다. 인공지능(AI)을 활용하면 컴포넌트 레벨에서 위상최적화 등을 통해 제품의 최적 형상을 결정하는 제너레이티브 디자인(Generative Design)뿐 아니라, 시스템 레벨에서 복잡한 시스템 아키텍처를 정의하는 제너레이티브 엔지니어링(Generative Engineering)도 가능하다. 제너레이티브 엔지니어링은 시스템 개발에서 요구되는 기능을 구현할 수 있도록 최적의 컴포넌트 조합과 아키텍처를 찾는 방법으로 활용할 수 있다.


심센터 전략에서 마인드스피어의 역할은 무엇인지


제품의 개발/아이디어화 단계에서 심센터는 디자인 아이디어를 검증하고 검사한다. 그런데 제조 및 제품 사용 단계에서는 디자인 및 테스트 때와 제품이 달라질 수가 있다. 마인드스피어는 센서의 IoT 정보를 엔지니어링과 연결하는 역할을 한다. 제품의 사용 단계와 개발 단계를 연결해 제품을 한 단계 더 향상시키는데 활용할 수 있는 것이다.

예를 들어, 건설 현장에서 굴삭기를 사용할 때 현장에서 굴삭기의 작동 상태를 파악하는 장치가 IoT로 마인드스피어 서버와 연결된다. 이를 통해 제품의 과부하 등을 센서가 감지하고, 마인드스피어가 이 정보를 실시간으로 받아서 서버에 수집할 수 있다. 엔지니어는 아메심(Simcenter Amesim)에서 이 정보를 설계에 반영하거나, 3D 시뮬레이션 모델과 연동해 응력 테스트에 활용할 수 있다.


심센터가 특히 집중하고 있거나 시장 성과가 두드러지는 산업 또는 애플리케이션이 있다면


심센터는 글로벌하게 자동차/운송, 항공우주, 기계산업 등 세 가지 산업분야에 주력하고 있다. 자동차 OEM 및 협력업체 그리고 운송/교통 시장은 규모가 크고 혁신의 속도 또한 빠른 시장이다. 또한 항공기, 엔진, 우주선 등 항공우주/방위산업 시장과 공작기계, 해양, 전자, 에너지 등 기계산업 시장도 중요하게 보고 있다.

지멘스는 산업별로 크리티컬한 요구사항에 적극 대응하고 있다. 자동차 산업을 위해서는 엔진, 파워트레인, 전기차 등 주요 분야를 위한 애플리케이션을 제공하고, 항공 산업에 대해서는 구조 프레임, 엔진 등을 위한 솔루션을 제공한다.


시뮬레이션을 대중화할 수 있는 방법은 무엇이라고 보는지


시뮬레이션이 전문가의 영역이라는 인식이 강했지만, 대중화(Democratization)는 중요한 이슈로 떠오르고 있다. 시뮬레이션 대중화의 한 가지 방향은 설계자를 위한 대중화이다. 제품 개발 단계서 시뮬레이션을 활용해 효과 를 높이는 것인데, 위상최적화(Topology Optimization)처럼 시뮬레이션 기술을 뒷단에 숨기고 자동으로 최적 설계를 제안하는 것이다.

두 번째 대중화 방법은 복잡한 제품이나 시스템에 대해 개별 컴포넌트를 파라미터화하는 것이다. 시뮬레이션 엔지니어가 복잡한 컴포넌트 시뮬레이션 모델을 만들고, 시스템 엔지니어는 이를 활용해 손쉽게 배리에이션(Variation)을 만들 수 있다. 아키텍처를 정의하는 작업은 여전히 전문가의 영역으로 남겠지만, 시뮬레이션 지식이 없어도 제품을 잘 아는 엔지니어들이 데이터베이스에서 컴포넌트들을 가져와 조합하는 방법으로 제품을 개발하고 테스트할 수 있다.

지멘스는 전문가를 위한 소프트웨어도 만들지만, 더욱 많은 사람들이 쉽게 사용할 수 있는 소프트웨어 사용성도 고민하고 있다. 사용자 인터페이스(UI)의 개선이나 자동화 등 워크플로를 단순화함으로써 시뮬레이션 비전문가의 접근성을 높이고자 한다.




기사 상세 내용은 PDF로 제공됩니다.

정수진 sjeong@cadgraphics.co.kr

출처 : CAD&Graphics 2018년 8월호

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