[포커스] SMAC 2019: 디지털 트윈을 완성하는 연결고리는 IoT와 소프트웨어

지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어가 지난 9월 3일부터 6일까지 미국 뉴욕에서 ‘미디어 및 애널리스트 콘퍼런스(Siemens Media and Analyst Conference: SMAC)’를 진행했다. ‘Where today meets tomorrow’를 주제로 한 SMAC 2019에서는 IoT(사물인터넷)와 소프트웨어를 중심으로 디지털 트윈의 폭을 넓히고, 폐순환(closed-loop) 디지털 프로세스의 완결성을 강화한다는 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어의 비전과 솔루션, 사례를 소개했다. ■ 정수진 편집장

▲ 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어의 토니 헤멀건 CEO는 “디지털 트윈의 폐순환 구조를 구현함으로써 디지털 엔터프라이즈에 한 발 더 다가갈 수 있다”고 전했다.

디지털화와 연결을 기업 가치의 중심으로

지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어는 PLM을 넘어 디지털화(digitalization)를 위한 솔루션 포트폴리오를 강화하면서, 비즈니스의 중점을 ‘디지털 엔터프라이즈’에 두고 있다. 엔터프라이즈 레벨의 디지털화 및 연결을 통해 기업 고객에게 더 많은 가치를 제공하겠다는 것이다. 최근 회사의 이름을 ‘지멘스 PLM 소프트웨어’에서 ‘지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어’로 바꾼 것은 이런 방향성을 반영한 것으로 읽힌다.

지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어는 복잡한 환경에서 나오는 대량의 정보를 기업이 빠르게 분석하고 의사결정에 효과적으로 활용하는 것이 중요하다고 보고 있다. 이번 SMAC 2019에서 제조 환경 및 프로세스의 복잡성을 극복하고 경쟁 우위를 차지하기 위해 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어가 내세운 것은 ▲포괄적 디지털 트윈(comprehensive digital twin) ▲맞춤화(personalized)/적응성(adaptable)/모던함(modern) ▲유연하고 개방된 생태계(flexible and open ecosystem)이다.

▲ 복잡성을 경쟁력 요소로 활용하기 위한 지멘스의 세 가지 핵심

디지털 트윈의 폭과 깊이 더하다

지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어는 이번 SMAC에서 더욱 확장된 ‘포괄적 디지털 트윈’ 비전을 제시했다. 바로 제품 설계(Product design), 생산 계획(Production planning), 생산(Production), 제품(Product)의 디지털 트윈이다.

토니 헤멀건 CEO는 “디지털 트윈의 핵심은 물리적 세계와 가상 세계의 격차를 줄이는 것이다. 또한, 제품 설계-생산 계획-생산-실제 생산물까지 디지털 프로세스를 폐순환(closed-loop) 구조로 구현하고 관리하는 것도 중요하다”고 설명했다.

디지털 트윈의 시작은 제품 엔지니어링의 통합이다. 지멘스는 지난 2017년 멘토를 인수하면서 기계-전기/전자 설계의 통합을 강화해 왔다. 툴의 통합뿐 아니라 실시간으로 공동 설계(co-design)를 진행함으로써 혁신적인 제품을 더욱 빠르게 개발할 수 있게 된 것이다. 또한 CAD와 CAE를 통합한 워크플로는 제품 개발 과정에서 검증(verification)과 확인(validation) 작업을 더욱 앞 단계로 가져옴으로써(front-loading) 성능 엔지니어링의 혁신 속도를 높일 수 있다.

▲ 현대자동차는 하이브리드 자동차의 기어 소음 NVH 해석을 위해 CAD와 CAE의 통합 워크플로를 구축했다.

나아가 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어는 초기 요구사항과 맥락 규칙(context rule)에서 시뮬레이션과 인공지능을 통해 최적의 시스템 아키텍처를 찾아내는 ‘제너레이티브 엔지니어링(Generative Engineering)’의 개념도 소개했다. 인공지능이 최적의 형상 설계를 제시하는 제너레이티브 디자인의 방법론을 기구/전기/전자/소프트웨어를 포함하는 시스템 아키텍처 레벨로 확장하겠다는 것이다.

생산 측면의 디지털 트윈은 생산 프로세스의 디지털 트윈과 생산 시스템의 디지털 트윈을 포괄한다. 지멘스 인더스트리 소프트웨어는 생산 프로세스와 생산 시스템을 동기화하며, 유연성과 자동화 수준을 높이는 스마트 생산을 추구하고 있다. 또한, 점차 확산되는 로봇과 가상 커미셔닝, 적층제조(AM)와 같이 새로운 생산 기술을 효과적으로 활용할 수 있는 기술도 제공한다. IoT(사물인터넷)를 통해 생산 정보를 얻고 계속 업데이트하면서, 최신의 정보를 바탕으로 의사결정을 할 수 있도록 하는 것도 지멘스 인더스트리 소프트웨어가 중요하게 보고 있는 요소이다. 이외에 PLM-MES-ERP의 연결에 더해 품질 관리과 프로세스 산업까지 포함하는 폐순환 생산의 진화도 추진하고 있다.

▲ 시뮬레이션과 인공지능에 기반한 제너레이티브 엔지니어링 개념

엑셀러레이터와 멘딕스, IoT를 디지털 트윈으로 가져오다

지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어는 자사의 디지털 트윈 전략에서 IoT의 역할을 강조했다. 제조 분야에서 IoT를 활용하려는 주된 목적은 실제 제품의 운영 과정에서 다양한 데이터를 얻고, 이 빅데이터로 학습한 인공지능을 통해 제품 운영상의 문제를 해결하거나 더 나은 제품을 개발하는 의사결정에 도움을 얻는 것이다. 그런데, 이런 아이디어를 실제로 구현하려면 방대한 양의 데이터를 효과적으로 수집/분석하고, 이를 기반으로 지식을 추출할 수 있는 복잡한 시스템을 구성해야 한다. 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어는 이 부분의 복잡성을 해소해 IoT를 효과적으로 활용할 수 있도록 하는 수단으로 엑셀러레이터(Xcelerator)를 내세웠다.

엑셀러레이터는 소프트웨어/서비스/애플리케이션 개발 솔루션을 통합한 포트폴리오이다. EDA(전자 설계 자동화), PLM(제품수명주기관리) 등 기존 소프트웨어 포트폴리오를 멘딕스(Mendix) 플랫폼과 마인드스피어(MindSphere) IoT로 결합했다. 전자, 기계 설계, 시스템 시뮬레이션, 제조, 운영, 수명주기분석 등 기존 소프트웨어의 도구와 데이터베이스를 통합하고, 피드백과 성과정보를 수집해 얻은 인사이트를 다시 설계와 제조에 적용하는 맞춤형 애플리케이션을 구축함으로써 디지털 엔터프라이즈를 구현할 수 있다는 것이다.

▲ 멘딕스는 손쉬운 앱 개발 환경을 제공해 현장의 필요에 맞춘 디지털 트윈을 빠르게 구축할 수 있도록 한다.

지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어는 특히 멘딕스에 대해 비중 있게 설명했다. 지멘스가 2018년 인수한 멘딕스는 로 코드(low-code) 또는 제로 코드(zero-code)라고 불리는 앱 개발 플랫폼이다.

멘딕스는 코딩 작업이 필요 없어 프로그래머가 아닌 엔지니어도 손쉽게 사용할 수 있는 환경을 제공하기 때문에, 필요한 데이터를 가져와 분석하는 산업용 IoT 앱을 빠르게 만들어 활용하도록 돕는다. 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어는 멘딕스를 통해 자사의 디지털 트윈 전략에서 IoT 및 소프트웨어 부분을 강화하는 한편, ‘산업용 IoT 앱 개발’이라는 새로운 시장을 개척할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

멘딕스의 데릭 루스 CEO는 “디지털화가 진행되면서 속도와 복잡성에 대응해야 하지만, 자원과 역량 부족의 문제가 발목을 잡아 왔다. 멘딕스는 새로운 아이디어를 더욱 빠르게 시장에 출시할 수 있도록 앱의 개발, 통합, 확장을 손쉽게 진행할 수 있는 환경을 제공한다”면서, “멘딕스의 로 코드 개발 환경은 더 쉽고 빠를 뿐만 아니라, 현업 엔지니어가 앱 개발에 참여함으로써 현장의 프로세스를 충실히 반영하는 디지털 트윈을 구축할 수 있게 한다”고 설명했다.

▲ 지멘스 인더스트리 소프트웨어는 개별 솔루션에서 앱 개발과 활용까지 유연한 클라우드 연결을 지원한다고 밝혔다.

유연성/확장성/개방성 갖춘 클라우드와 생태계 제공

지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어는 유연성과 확장성을 제공하는 클라우드 전략을 내세우고 있다. 기존 소프트웨어를 클라우드에서 구동하는 것만이 아니라 개발-제조-제품 등 기업 전체의 데이터와 프로세스를 연결하는 공간으로 클라우드를 활용할 수 있게 함으로써 맞춤화와 적응성을 향상시킨다는 것이 핵심이다.

설계, 해석, 제조 등에 걸쳐 고객사의 인프라, 지멘스의 인프라, SaaS, 클라우드에 연결된 데스크톱 등 다양한 환경을 지원하는 클라우드 대응(Cloud Ready) 솔루션이 제공된다. 팀센터의 경우 애저(Azure) 및 AWS에서 운용할 수 있고, NX는 클라우드에서 설계/제조/해석을 진행할 수 있다. 또한 심센터(Simcenter)는 리스케일(Rescale)과 협력해 유한요소(FE) 배치 솔버를 클라우드로 제공하며 구조, 소음, 열유동해석 등을 클라우드에서 할 수 있다.

한편, 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어는 기술 혁신을 위한 개방형 생태계도 중요한 방향이라고 밝혔다. 헤멀건 CEO는 “파라솔리드(Parasoild) 커널 사용자가 400만을 넘었고, 여러 개발사가 파라솔리드를 사용하면서 애플리케이션 사이에 변환 없이 형상 데이터를 전달할 수 있다. 경량화 3D 포맷인 JT의 활용을 확산하기 위한 JT Open의 회원사는 130개 이상, 팀센터 개발자는 9만 명 이상”이라고 전했다. 이외에 자산 관리 지원을 강화하기 위한 IBM과의 협력이나 지능형 플랜트의 디지털 트윈을 구현하는 벤틀리와의 협력 등 사례도 소개되었다.

▲ 지멘스와 벤틀리 시스템즈는 복잡한 플랜트 자산 관리를 위해 지능형 디지털 트윈을 구축하는 솔루션을 공동 개발했다.