기업 경쟁력의 핵심인 CAE, 제품 설계와 개발을 주도한다
태성에스엔이(
http://www.tsne.co.kr)는 7월 14~15일 경주현대호텔에서 '제26회 앤시스 유저그룹미팅'을 진행했다. 사용자들을 대상으로 다양한 기술 튜토리얼과 활용 사례가 소개된 이번 행사에서는 CAE 기술의 발전에 따른 역할 변화와 함께 미래 비전을 짚어보는 기회도 마련되었다. 태성에스엔이는 국내 CAE 저변의 확대 및 제조산업 경쟁력 강화를 위해 다양한 노력을 기울일 것이라고 밝혔다.
■ 정수진 편집장 sjeong@cadgraphics.co.kr
국내 CAE 저변 확대 노력 지속
태성에스엔이는 지난 1991년‘ 앤시스 유저 컨퍼런스’를 시작한 이후 지금까지 매년 국내 사용자들을 대상으로 하는 연례 이벤트를 통해 CAE 기술과 사례를 소개해 오고 있다.
태성에스엔이 이범수 사장은 “태성에스엔이는 앤시스의 멀티피직스 솔루션을 중심으로 3D 모델러와 공차해석 등 디자인 솔루션, 차량 열 해석/동역학/강건설계 최적화/토폴로지 최적화/어쿠스틱 해석 등 특화 솔루션까지 폭 넓은 CAE 소프트웨어를 공급하면서 국내 CAE 시장 확대를 위해 노력하고 있다”고 소개했다.
또한 태성에스엔이는 연간 80여 개의 교육 커리큘럼과 다양한 산업분야에 대한 해석 컨설팅, 서적과 동영상 강좌 등 콘텐츠 개발/제공에도 힘을 기울이고 있다. 다각적인 노력을 바탕으로 2015년에는 앤시스의 엘리트 채널 파트너로 선정되었고, 전 세계 25개국 55개의 CAE 전문업체들이 참여한 네트워크‘ 테크넷 얼라이언스’에도 참여하는 등 활동을 넓히고 있다.
이범수 사장은 “태성에스엔이의 기술 노하우를 더욱 손쉽게 접할 수 있도록 지원하고 설계자를 위한 해석 자동화 툴킷 등 소프트웨어를 자체 개발하는 등 구조해석, 유동해석, 전자기해석까지 포괄적인 CAE 역량을 바탕으로 또 한 번의 도약을 준비하고 있다”면서 “국내외 유수의 CAE 소프트웨어 총판으로서 지속적인 연구/개발을 통해 고객의 든든한 파트너가 될 것이며, 제조산업 경쟁력의 핵심으로써 CAE 인재가 대우받는 풍토를 만드는 것이 비전”이라고 밝혔다.
제품 개발을 한 발 앞서 이끄는 CAE의 발전 전망
이번 행사에서는 다양한 CAE 기술과 활용사례를 소개하는 한편, 제조 프로세스에서 중요성이 꾸준히 늘고 있는 CAE의 역할과 미래 비전에 대해 짚어볼 수 있는 기회가 마련되었다.
앤시스의 톰 킨더만 아태총괄 부사장은 기조연설을 통해 “기업의 기대 수명이 짧아지고, 수 많은 대기업이 혁신의 벽을 넘지 못해 사라졌다”면서 “기업의 생존을 좌우하게 된 ‘혁신’은 다양한 레벨에서 이뤄질 수 있으며, 시뮬레이션은 기업 혁신의 핵심 동력으로 자리잡고 있다”고 짚었다.
앤시스가 시뮬레이션에 주목하는 것은 아이디어부터 최적의 제품을 개발하는 과정을 더욱 빠르게 하기 때문인데, 이러한 가치를 갖는 시뮬레이션을 제품 개발에 참여하는 모든 엔지니어가 사용할 수 있도록 한다는 것이 킨더만 부사장이 소개한 앤시스의 비전이다.
현대자동차 연구개발본부에서 해석담당을 역임한 강병식 박사는 “많은 선진 기업이 시뮬레이션 기반의 ‘업프론트 엔지니어링(Upfront Engineering)’ 프로세스를 개발하고 있다. 개발 프로세스를 혁신해 제품 완성도를 높이면서 시장 출시를 앞당기려는 노력이 이어지는 가운데 CAE의 역할이 변화하고 있다”고 소개했다.
업프론트 엔지니어링의 강화는 개념 설계 단계에서 CAE를 수행하고, 개념설계를 최적화해 상세설계의 방향을 제시하는 프로세스를 현실화하고 있다. CAE의 역할이 설계 전에 설계 방향을 제시하는 ‘선행설계’로 변화하는 것이다. 이에 따라 구체적인 설계 데이터가 없는 상태에서 해석 모델을 만들기 위해 모핑(morphing) 등의 기술이 도입되는 것도 눈여겨 볼 만하다.
인터뷰 | 원익IPS 김일경 기술개발총괄 상무
복잡한 물리/화학 현상 예측해 정확한 제품 설계에 CFD 활용
반도체 장비 개발 기술 강화 위해 시뮬레이션 도입
원익IPS는 반도체의 박막 도포/증착 관련 공정 설비를 개발 및 생산하는 반도체 장비 기업으로 삼성전자, SK하이닉스, 글로벌 파운더리 등 국내외 주요 반도체 업체에 납품하고 있다.
반도체 산업에서는 다른 산업과 비교해 그간 시뮬레이션이 활성화되지 못하고, 엔지니어의 경험에 의존해 제품을 개발하는 경향이 컸다. 이러한 개발 방식을 벗어나 장비 기술을 발전시키기 위한 방법으로 시뮬레이션을 도입하게 되었다.
플루언트로 복잡한 유동/화학 특성 예측
시뮬레이션을 활용하는 가장 큰 목적은 제품 개발 과정에서 시행착오를 줄이는 것이고, 시행착오를 줄이면 전체 개발 과정의 시간과 비용을 줄이면서 인적 자원의 활용도 최적화할 수 있다.
원익IPS는 유체유동, 온도, 화학반응, 최적설계 등에 앤시스 플루언트를 활용하고 있다. 개념설계 단계에서 제품에 필요한 물리/화학 특성을 검토해 보고 이를 실제 장비에서 구현할 수 있는지를 확인하는 등 설계와 밀접하게 시뮬레이션을 사용하고 있다.
이전부터 단순한 유동 해석에 CAE를 활용해 왔지만, 2015년부터는 본격적으로 CFD를 활용하고 있다. 반도체 웨이퍼를 만드는 과정에서 두께, 산포, 전기특성 등을 엄격하게 제어해야 하는데, 이는 단순히 유동해석이나 온도해석만으로는 어려운 측면이 있다. 반도체 웨이퍼 위에 막이 잘 자라는지를 보려면 열 유동, 가스 혼합, 화학반응까지 고려해야 정확한 예측이 가능한 것이다.
CFD 활용도 높여 개발 프로세스 개선
제품 개발의 시행착오를 줄이기 위해서는 공정의 각 단계별 프로젝트를 개선하는 작업이 필요한데, 플루언트는 긴 역사를 가진 CFD 소프트웨어로 신뢰할 수 있는 해답을 얻을 수 있는 도구라고 생각한다. 시뮬레이션 엔지니어뿐만 아니라 설계/기구 엔지니어의 눈높이를 맞추기 위해 '가시화' 기능도 중요하다. 아이디어 단계에서 메커니즘을 구현하는 데에도 시뮬레이션 가시화를 활용할 수 있다. 앞으로 반도체 장비에 많이 쓰일 것으로 보이는 플라즈마 해석 등에 시뮬레이션을 활용해 더욱 정확한 예측을 구현하고, 최종 강건설계를 위한 최적화도 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. |
인터뷰 | GS건설 플랜트기본설계팀 정용원 과장
1D 해석-CFD 연계해 플랜트 산업에서 시뮬레이션 활용도 높인다
3D 시뮬레이션을 플랜트 공정 설계에 반영
현재 GS건설에서 플랜트 공정 설계 업무를 맡고 있다. 특히 입찰, 설계, 시공 과정에서 생기는 다양한 CFD 관련 기술 이슈에 대응해 연구와 설계지원을 병행하고 있다.
플랜트 공정에는 유체를 포함한 많은 디바이스가 존재한다. 이를 설계할 때 1D 공정 설계만으로는 한계가 있기 때문에, 디바이스 내부에서 일어나는 상세한 유동현상 등 필수적으로 일어나는 2페이즈 화학 반응을 검토함으로써 3D 현상을 설계에 반영할 수 있도록 보완하는 것이 주된 업무 내용이다.
플랜트 산업에서 CFD 활용 분야 확대
GS건설은 2005년부터 앤시스 플루언트 및 CFX를 사용하고 있다. 초기에는 교량 안전성을 검토하는데 사용하다가, 플랜트 사업 비중이 늘면서 CFD의 활용도 확대되었다. 이 과정에서 해외 용역 외주 대신 자체 해석하는 비중이 늘었다.
발주처에 검토를 요청하거나 고객사에 제안할 때 열역학/유체/멀티피직스 등 내부 현상을 관찰하기 위해 CFD를 활용하고 있다. 또한 현장의 시운전이나 건설 과정에서도 CFD 검토 요청이 늘고 있다. 이에 따라 GS건설은 자체 기술 연구를 계속하면서 공정뿐 아니라 자체 디바이스 개발 과정에도 CFD를 접목시키고 있다.
제조산업에서는 제품 개발에 CFD를 많이 활용하고 있는데, 건설/플랜트 분야에서 CFD의 인지도는 아직 낮은 편이다. GS건설은 국내 건설사 가운데서는 한 발 앞서 CFD를 활용하고 있으며, 내부 활용이 가능할 정도로 CFD 기술력을 높이고 있다.
시뮬레이션을 시장 위기 돌파구로 삼는다
GS건설은 건설/플랜트 시장의 어려움을 돌파하기 위해 다양한 방안을 모색하고 있다. 자체 모델의 개발도 그 중 하나인데, 이 과정에서 CFD의 활용도를 높이고 설계자와 협업을 확대할 수 있을 것으로 본다. 1D 시뮬레이션과 CFD를 연계해 더욱 효과적인 결과를 얻을 수 있도록 할 계획이다. 그리고 장비 및 소프트웨어를 체계적으로 구축해 CFD 활용을 꾸준히 확대하고, 기업 전체의 원가절감 및 즉각적인 개발 이슈 대응이 가능하도록 할 것이다. |
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