CAE 컨퍼런스 2020, 디지털 혁신을 위한 시뮬레이션의 역할과 가치를 짚다 (3)
‘언택트 시대, 디지털 전환을 위한 시뮬레이션’이라는 주제로 지난 11월 13일 ‘CAE 컨퍼런스 2020’이 진행되었다. 코로나19의 글로벌 대유행이 가져온 사회와 산업의 변화에 맞물려, 제품과 기업의 디지털 트랜스포메이션(digital transformation)은 그 중요성이 더욱 강조되고 있다. ‘스마트공장구축 및 생산자동화전(SMATEC 2020)’과 함께 진행된 올해 CAE 컨퍼런스는 이런 흐름 속에서 CAE가 디지털 혁신을 위해 어떤 역할을 할 수 있고, 무엇을 고민해야할 지에 대해 다양한 관점으로 살펴볼 수 있는 자리로 마련되어 참가자들의 관심을 모았다. ■ 정수진 편집장
클라우드, 제너레이티브 디자인(generative design), 적층제조(additive manufacturing)과 DfAM(Design for Additive Manufacturing) 등 새로운 기술이 제품 개발과 생산 분야에 더 많이 도입되고 있다. 이번 ‘CAE 컨퍼런스 2020’에서는 이들 신기술이 CAE 및 제조 프로세스와 접목해 시너지를 얻을 수 있는 방법을 모색하는 기회가 마련되었다.
리스케일의 김정훈 솔루션 아키텍트는 ‘클라우드 HPC 플랫폼을 활용한 시뮬레이션 가속화’에 대해 소개했다. 제품 개발을 위해 시뮬레이션을 활용하는 과정에서 하드웨어의 성능이나 소프트웨어의 라이선스 등 제약으로 원활하게 시뮬레이션을 사용하지 못하는 경우가 적지 않다.
리스케일은 이에 대응해 시뮬레이션을 위한 클라우드 인프라를 제공하고 있다. 많이 사용하는 600여 개의 시뮬레이션 소프트웨어와 주요 버전을 클라우드에서 사용할 수 있도록 지원하며, 사용 목적에 맞춘 78개의 코어 타입을 제공한다.
김정훈 아키텍트는 “기업의 전산자원 교체 주기가 일반적으로 5년 정도인데, CPU 아키텍처는 2~3년 단위로 바뀐다. 최신 CPU의 성능을 활용하기 어려운 상황이 생기는데, 클라우드를 사용하면 필요한 만큼 최신 아키텍처로 교체해 사용할 수 있다”고 소개했다. 또한, “오픈소스나 자체 개발한 인하우스 코드에 대해서도 상용 소프트웨어와 동일하게 클라우드 플랫폼에서 사용할 수 있도록 지원하고, API(애플리케이션 프로그래밍 인터페이스)를 지원해 워크플로의 효율을 높일 수도 있다”고 전했다.
▲ 클라우드 플랫폼 기반의 시뮬레이션 기술을 소개한 리스케일 김정훈 솔루션 아키텍트
한국엠에스씨소프트웨어의 이정화 책임은 ‘제너레이티브 디자인을 통한 로워암의 최적 설계’에 대한 내용을 발표했다. 이 발표에서 이정화 책임은 아담스 카(Adams Car)에서 계산한 MBD(다물체 동역학) 하중 결과값과 MSC 나스트란(MSC Nastran)의 유한요소 형상을 에이펙스(MSC Apex)에서 매핑하여 구조해석을 진행하고, 에이펙스 제너레이티브 디자인(Apex Generative Design)에서 형상을 최적화하는 과정을 영상과 함께 소개했다.
이정화 책임은 “에이펙스에서는 유한요소 형상뿐 아니라 CAD 모델을 불러와서 구조해석을 위한 매핑을 할 수도 있다. 에이펙스는 기존 해석 과정에 변경된 데이터만 적용하는 것이 가능하고, 단일 환경에서 해석을 위한 데이터 변환 없이 빠르게 해석을 재실행할 수 있는 것이 특징”이라고 소개했다.
제너레이티브 디자인은 최적의 설계 형상을 자동으로 얻을 수 있는 기술로 최근 활발히 소개되고 있다. 에이펙스 제너레이티브 디자인은 최적 설계를 진행할 지오메트리 영역과 재료 물성값 그리고 목표 응력 등 몇 가지의 조건만 지정하면 최적화를 진행할 수 있는 것이 특징이다. 이터레이션(iteration)이 진행되는 과정에서 단계별 형상과 응력을 확인할 수 있고, GPU를 활용해 더욱 빠르게 최적 설계가 가능하다. 제너레이티브 디자인으로 얻은 최적 설계 형상은 3D 프린팅으로 만들거나, 다시 CAD로 보내 형상 설계를 계속할 수도 있다.
▲ 동역학-유한요소해석과 제너레이티브 디자인의 연계 방법을 소개한 한국엠에스씨소프트웨어 이정화 책임
하비스탕스의 임승재 대표는 ‘차세대 디자인&엔지니어링 소프트웨어’를 내세우는 nTop-platform을 소개하면서 적층제조(AM) 기술의 가능성과 사례를 설명했다. 제조산업에서 적층제조 기술은 새로운 생산기술로 관심이 높아지고 있으며, 적층제조를 위한 설계를 효율적으로 진행하는 소프트웨어 기술이 중요해지고 있다. DfAM이라고 부르는 적층제조 최적 설계는 래티스(lattice) 구조 등을 적용해 부품이나 제품을 경량화, 일체화하는 용도로 사용이 늘고 있다.
반면, 절삭가공을 염두에 둔 기존의 설계를 그대로 적층제조에 적용하는 것이 아니라 소재나 디자인을 최적화해야 적층제조의 새로운 가치를 충분히 얻을 수 있다는 점도 지적되고 있다. 임승재 대표는 “기존에 나와 있는 DfAM 전용 소프트웨어의 경우 배우기가 쉽지 않고, 복잡한 형상에 대해 래티스 구조를 만드는 것이 어려운 경우가 있다. 또한, 유동/구조해석 결과를 반영해 디테일을 손쉽게 조정하거나, 설계 파일의 용량이 너무 커져서 다루기 처리하기가 어려워지는 문제를 해결하는 것 등이 DfAM의 활용도를 높이기 위한 과제”라고 짚었다.
▲ 적증체초를 위한 DfAM 기술을 소개한 하비스탕스 임승재 대표
