[포커스] 하드웨어와 소프트웨어를 포괄하는 디지털 목업

CAE 컨퍼런스 2022 발표 내용 정리 (2)

‘CAE 컨퍼런스 2022’가 지난 11월 18일 수원컨벤션센터에서 열렸다. ‘제4회 스마트공장구축 및 생산자동화전(SMATEC 2022)’과 함께 진행된 이번 CAE 컨퍼런스에서는 ‘디지털 트윈과 DX 그리고 미래 모빌리티’를 주제로, 다양한 산업분야에 적용되면서 디지털 전환의 핵심 요소로 자리잡고 있는 CAE 및 시뮬레이션 기술의 발전상과 적용 사례가 폭넓게 소개됐다. ■ 정수진 편집장

▲ LG전자 박귀근 연구위원

LG전자 박귀근 연구위원은 ‘CAE 컨퍼런스 2022’ 기조연설을 통해 ‘디지털 전환을 위한 제어 시스템 디지털 목업 기술 개발’에 관한 내용을 소개했다. 많은 제품에 필요한 모터 제어 시스템의 개발 과정에서, LG전자는 기계 구조와 제어 시스템을 연결하는 해석에 대해 고민을 안고 있었다고 한다. 지금까지는 실물 목업을 활용한 실험과 테스트 위주의 개발이 진행됐지만, 이를 개선하기 위해 제어 시스템의 디지털 목업(DMU)을 만들어 활용하겠다는 것이 LG전자의 방향이다.

제어 시스템은 하드웨어와 소프트웨어 요소로 구성된다. 이 중 하드웨어에 대해서는 전자기 해석, 소음/진동 해석, 열 해석 등이 요구되고, 소프트웨어에 대해서는 모델 기반 설계, 가상 품질 검증, 데이터 기반의 개발 등이 과제로 여겨진다. 다수의 제어 드라이브와 마이크로프로세서가 연결되는 제어 시스템의 특성상 여러 요소 및 하드웨어-소프트웨어의 연성해석도 필요하다. 박귀근 연구위원은 “디지털 목업의 궁극적인 목표는 사전 검증부터 설계를 최적화함으로써 제어 시스템 개발의 속도를 높이고 비용을 줄이는 것”이라고 설명했다.

제어 시스템의 디지털 목업을 구현하는 과정에서 우선 필요한 것은 기계 시스템과 전기 시스템의 결합이었는데, LG전자는 각 도메인의 지식을 가진 엔지니어들이 전자기 해석 툴로 쉽게 접근하고 이해할 수 있도록 하는 데에 주력했다. 기계 시스템과 전기 시스템으로 구성된 디지털 목업의 연성해석을 위해서는 각 핵심 부품의 1D 모델을 결합했고, 기존에 개발된 소프트웨어는 FMI(기능 목업 인터페이스)를 통해 해석 모델로 가상화했다. 또한, 소프트웨어 안전 규격을 준수하면서 자동으로 코드를 생성하는 소프트웨어 해석 툴을 활용해 알고리즘을 개발하고, 회로 및 시스템 해석 툴을 활용해 EMI를 예측할 수 있도록 했다.