대한기계학회 가상제품개발연구회는 6월 23일 서울 포스코타워-역삼 이벤트홀에서 산업체 담당자 200여 명이 참석한 가운데 ‘디지털 전환으로의 여정(Journey to the Digital Transformation (from DE to DX)’ 2023 춘계 세미나를 성황리에 개최했다. 앤시스코리아와 공동 주최한 대한기계학회 가상제품개발연구회 2023 춘계 세미나는 기업의 제품개발 및 생산기술 관점에서 성공적인 디지털 트랜스포메이션(전환)을 위해 시뮬레이션 기술을 활용하여 제품 기획과 개발 및 출시의 전 단계에서 성능과 안전성 등을 정확하게 평가할 수 있는 다양한 방법론을 소개하여 참석자들의 큰 호응을 얻었다. 다양한 분야의 전문가와 함께 최신 국내외 업계 동향과 성공 사례, 기술 트렌드 등을 공유하는 자리도 마련되었다. 가상제품개발연구회는 2020년 하반기 발족하였으며, 많은 기업들이 디지털 전환(DX)의 필요성을 절감하며 노력을 기울이고 있으나 시뮬레이션 기술 위주의 디지털 엔지니어링(DE) 기반 구축에 어려움을 느끼고 있는 상황에서 방향 제시와 아이디어를 함께 고민해 오고 있다. 이날 세미나에서는 삼성전자 DS부문 CTO 설비기술연구소 시뮬레이션랩장 김성협 마스터가 ‘반도체 제조에서의 디지털 트윈(Digital Twin) 전략’을 주제로 디지털 트윈 목표에 맞춘 정밀하게 작성한 시나리오의 완성도, 풍부한 가상 FAB 데이터베이스, 운영 효율 및 실시간성(Real-time) 확보 방안을 발표했다. 김성협 마스터는 “반도체 산업에서 구현되고 있는 디지털 트윈을 구체화한다면, 대상이 되는 실제(Physics)와 가상(Cyber)의 FAB, 그리고 이 둘을 연결하는 양 방향의 정보 흐름을 추가한 4가지 요소로 구성된다. 이는 실제 FAB, 필요한 제반 사항을 분석하기 위한 시나리오 DB로 구축된 가상 FAB, 실제 현상을 감지하는 센서와 이 정보를 전환하여 전송하는 IoT 기기, 가상 FAB에서 목적에 맞게 계산된 분석 결과를 실제 FAB에 구현하는 엑츄에이터(Actuator) 등이다”라고 말하며, “디지털트윈의 성공을 위해서는 정확히 무엇을 할 것인지를 정밀하게 시나리오를 작성하고, 가상 FAB 데이터베이스를 다량 확보하여, 운영 효율 및 실시간성 확보를 위한 정확한 시뮬레이션 수행이 필수적이다”라고 강조했다. 또한 HD한국조선해양 디지털융합센터장 류승협 상무는 ‘자율운항선박을 위한 디지털트윈 전략’을 주제로 자사의 선박 가상 시운전 기술을 소개하면서, 가상 물리 모델의 온라인화와 선박 데이터 연결을 통해 선원 훈련 및 선박 운영까지 확장하는 디지털트윈 생태계를 제시했다. 류승협 상무는 “세계적인 탈탄소화 및 디지털 혁신의 선박 시장 경쟁 흐름에서 HD현대그룹은 세계 최초의 자율운항 태평양 횡단과 디젤·LNG·배터리 복합 동력원 기반의 울산 태화호 DC 전기추진여객선의 성공적 건조 등 차세대 선박 시장을 대비하고 있다. 이 과정에서 초도 기술의 실증 방법으로 HD한국조선해양의 선박 가상 시운전 기술이 적용되었다. 또한 선박데이터 기반 설계, 훈련, 운영 전반의 디지털트윈 생태계를 구축하여 비즈니스 경쟁력을 확보하였다”라고 말하며, “전세계 조선·해양 산업계에서 기업 내부를 넘어서 추진되고 있는 ‘모델 기반 엔지니어링 오픈 생태계’를 기반으로 선박 연료 다변화 및 추진체계 다양화 시장 요구에 부응할 수 있는 환경을 구축해야 할 시점이다”라고 밝혔다. 이날 세미나에서는 앤시스코리아 사업 개발팀의 임석용 이사가 ‘버추얼트윈 기반 디지털 혁신 전략’을 주제로 한 발표를 통해, 가상 공간에 제품을 똑같이 구현하는 ‘디지털 트윈’ 단계를 넘어, 충돌 테스트처럼 각종 동작과 물성 변화까지 현실처럼 구현할 수 있는 기술인 ‘버추얼 트윈(Virtual Twin)’이 반도체, 로봇, 자동차, 철도, 자율주행, 의료, 조선, 항공, 국방 및 우주까지 적용범위가 크게 확대되고 있는 상황에서, 각 산업분야의 다양한 활용사례를 통해 버추얼트윈의 도입 및 활용 상황, 실제 효과 등을 구체적으로 소개했다. 앤시스코리아 임석용 이사는 “지난 1970년대에 CAE는 대기업이나 연구기관에서 주로 사용되었고, 1990년대 CAD 보급과 함께 더욱 접근성이 좋아졌다. 이러한 CAE는 2010년대 초부터 현재까지 다양한 기술의 융합과 상호 연결성이 강조되는 4차산업혁명의 시기에 매우 중요한 기술로 인식되고 있다”라고 말하며, “앤시스는 엔지니어링 시뮬레이션 분야의 글로벌 리더 기업으로서, 지난 1970년 설립 이후 현재까지 다물리 시뮬레이션 솔루션과 이를 통한 버추얼 트윈(Virtual Twin) 구현 기술을 제공하고 있다. 이러한 버추얼 트윈은 제품 개발, 생산, 운용 및 유지보수에 필요한 모든 구성요소를 가상으로 구현하고, 이러한 가상 시제품을 이론적으로는 무한대로 생성, 시뮬레이션 할 수 있어, 궁극적으로는 재화나 서비스를 만들기 위해 필요한 자원을 줄이는 고효율과 저비용의 혁신을 돕는다”라고 강조했다. LG에너지솔루션 김용일 담당은 전기자동차용 배터리 제품개발을 위한 시뮬레이션 기술의 활용이라는 제목으로 발표했다. 전기자동차용 배터리 제품개발은 셀 소재 발굴을 위한 원자 단위 해석부터 전기적 성능을 예측하는 전기화학 모델링, 발열 및 냉각성능 평가를 위한 열유동해석, 모듈/팩의 구조적 신뢰성 검증을 위한 구조해석, 슬러리 믹싱과 슬롯코팅 거동 예측을 위한 점탄성 유체해석, 스마트 팩토리 구축을 위한 동역학 해석, 건식 전극 등 신공정 개발을 위한 분체해석까지 다양한 스케일의 시뮬레이션 기술을 활용하고 있다. 이번 발표에서는 LG에너지솔루션에서 활용하고 있는 성능 예측 및 가상검증기술들의 소개와 함께 향후 차세대 배터리 개발에 필요한 기술들이 소개되었다. 또한 부산대 백승훈 교수가 HlLs를 이용한 High Fidelity Simulation이라는 제목으로 발표했으며, 현대로템 조석제 책임연구원이 철도차량 특화된 가상제품개발과 실용화에 대해 소개했다. 발표 이후 이어진 패널토론 세션에는 삼성전자, 현대조선해양, LG에너지솔루션, LG전자 등에서 참석한 8명의 패널이 참여하여 각 분야에서 바라보는 DX (Digital Transformation)의 의미와 추진 방향, 가상제품개발 체계 구축을 위한 핵심 기술 의견 및 연구 현황과 계획, 기존 CAE의 변환 방향을 주제로 90분간 토론을 진행하여 많은 관심을 받았다..    

대한기계학회 가상제품개발연구회가 6월 23일 포스코타워 역삼에서 '2023년 춘계 세미나/포럼'을 개최한다. 지난 2020년 발족한 가상제품개발연구회는 매년 춘계/추계 세미나를 진행하고 있다. 연구회 발족 3년차를 맞은 올해 춘계 세미나는 연구회가 추구하는 'Journey to the Digital Transformation(from DE to DX)'을 현실적인 적용 관점에서 논의하고자 마련됐다. 가상제품개발연구회와 앤시스코리아가 공동주관하는 이번 세미나에서는 가상 제품 개발을 위한 디지털 트윈 및 시뮬레이션 전략과 기술을 중심으로 기조연설과 주제발표, 패널토론 등이 진행될 예정이다. 기조연설에서는 ▲삼성전자 김성협 마스터의 '반도체 제조에서의 디지털 트윈 전략' ▲한국조선해양 류승협 상무의 '자율운항선박을 위한 디지털 트윈 전략' ▲앤시스코리아 임석용 이사의 '버추얼 트윈 기반 디지털 전환 전략' 등 발표가 진행된다. 그리고 주제발표에서는 ▲LG에너지솔루션 김용일 담당의 '전기자동차용 배터리 제품 개발을 위한 시뮬레이션 기술 활용' ▲부산대학교 백승훈 교수의 'HILs를 이용한 Hich Fidelity Simulation' ▲현대로템 조석제 책임의 '철도차량에 특화된 가상제품개발(VR/AR)과 실용화' ▲알테어 수디르 파다키 데이터 분석 글로벌 디렉터의 'The Paradigm Shift in Product Development leveraging AI Powered Twins' 등의 발표가 이어질 예정이다. 가상제품개발연구회는 "이번 행사를 통하여 산업체의 제품개발 및 생산기술 관점에서 디지털 전환에 이르기 위하여 추구해야 하는 다양한 방법론을 경험할 수 있을 것"이라면서, "다양한 분야 전문가와의 연결을 통하여 실제 산업체에 적용할 수 있는 방법론을 찾는 기회가 되기를 바란다"고 전했다. 상세 아젠다는 링크 에서 확인할 수 있다.

국제 사회에서 강력한 온실가스 규제가 진행됨에 따라 기존의 화석 연료 사용이 제한되면서, 오랜 기간 각종 기계장치의 독보적인 동력원 역할을 담당해 온 내연기관의 위상은 급격히 흔들리고 있다. 이미 자동차 시장은 내연기관의 종말을 선언하고 배터리, 연료전지 등 대체 동력원으로 빠르게 전환하고 있으며, 조선/해운업계도 온실가스의 배출 감축에 대한 전방위적 압박을 받고 있다. 다만, 선박용 엔진의 경우 높은 에너지 밀도를 대체할 동력원을 찾기는 여전히 어려운 상황이며, 따라서 저탄소 및 무탄소 연료의 사용이 거의 유일한 대안으로 여겨지고 있다. 현대중공업에서는 <그림 1>과 같이 이미 저탄소 연료를 사용한 세계 최초의 4-Stroke 메탄올 엔진에 대한 선급 인증을 2022년 9월 취득하여 기술력을 입증한 바 있으며, 수소 및 암모니아 엔진 등 미래 친환경 선박 엔진 개발에도 박차를 가하고 있다. 이러한 급변하는 다양한 연료에 대한 시장의 수요에 대응하기 위해 제품의 개발 속도는 갈수록 가속화되고 있다. 이 글에서는 탄소 중립 시대에 선박용 엔진의 미래에 대해 논의하고, 신속한 제품 개발을 위한 가상 제품 개발(Virtual Product Development, 이하 VPD) 기술의 발전 방향 및 그 역할에 대해 살펴보고자 한다.   그림 1. 현대중공업의 세계 최초 선박용 4-Stroke 메탄올 엔진 개발   탄소 중립 시대, 선박용 엔진의 도전과 역할 자동차 및 건설 장비 등 육상의 기계장치에 사용되는 동력원은 이미 급격한 전동화가 진행 중이다. 매스컴에서는 이들 산업계 전반에서 더 이상 내연기관의 설 자리가 없어질 것이라 전망하고 있다. 즉, 기존의 디젤 및 가솔린 엔진은 빠르게 배터리 또는 연료전지로 대체될 전망이다. 선박 및 해운분야의 대외 환경 역시 녹록치 않다. 국제해사기구(IMO : International Maritime Organization)에서는 2016년 NOx 규제를 시작으로 2017년 선박평형수 규제, 2020년 SOx 규제를 발효했다. 나아가 최근에는 2030년 CO2 Emission 40% 감축 및 2050년까지 온실가스(Green House Gas : GHG) 50% 감축 목표를 제시함과 더불어, 구체적인 규제 방안을 모색 중이다. 조선사는 이러한 규제에 적절히 대응하면서도 제반 비용(Total Cost Ownership : TCO)을 최소화하는 효율적인 친환경 해법을 해운사에 제시해야 하는 도전에 당면해 있다. DNV Maritime(2020)의 조사에 따르면 선박의 탈탄소화는 이미 임계점을 항해 가고 있다. 유럽연합(EU)은 탈탄소화를 위해 2030년까지 CO2 배출량의 55%를 감축한다는 목표를 제시하였으며, IMO에서는 기술적 조치인 현존선 에너지 효율지수(EEXI : Energy Efficiency Existing Index)와 운항적 조치인 탄소 집약도 지수(CII : Carbon Intensity Indicator)를 도입하여 신조 선박뿐만 아니라 약 3만 척 이상의 현존 선박에 대해서도 규제를 확대하였다. 그러나 이러한 국제사회의 친환경 규제에 대한 근본적인 해법으로 배터리나 연료전지가 아닌 LNG, 메탄올, 암모니아 등 친환경 연료 엔진을 사용한 새로운 탄소 중립선박을 제시한 것에 주목할 필요가 있다. 선박 엔진분야에서 친환경 연료 엔진이 대안으로 주목받고 있는 이유는 첫째, 탈탄소화에 대응 가능한 다양한 기술들이 이미 존재하기 때문이다. 이미 단기적으로 저탄소 연료의 하나인 액화천연가스(Liquefied Natural Gas : LNG)를 이용한 내연기관의 보급이 확대되고 있으며, 중장기적으로는 순탄소배출량이 제로인 E-Fuel을 내연기관 또는 연료전지에 적용하는 것이 가장 현실적인 대안으로 논의되고 있다. 둘째, 현존하는 배터리 기술로는 대형 상선에 대한 전기 추진 동력을 얻기 힘들기 때문이다. 9th AVL Large Engine Techdays (2021)에 따르면, 1만 4770 TEU급 컨테이너 선을 기준으로 아시아-유럽 노선에 소요되는 약 7000톤의 HFO 연료를 대체하기 위해서는 약 16만 톤의 배터리가 필요한 것으로 나타났다. 이를 부피로 환산해 보면 거의 컨테이너 화물과 유사한 수준의 배터리 저장공간이 추가로 필요하게 된다. 이러한 문제점을 감안하면 현실적으로 친환경 연료가 CO2 감축률이 가장 높은 대안일 것으로 판단된다. 대형 선박의 수명주기(life cycle)가 25년~30년인 점을 감안하면, 2050년까지 CO2 저감 목표 달성을 위해 주어진 시간은 매우 짧다. 현대중공업에서는 기존의 LNG뿐만 아니라 메탄올, 암모니아, 수소 등의 탄소 중립연료 및 수전해와 연료전지까지 2025년까지 상용화를 목표로 경험해보지 못한 다양한 제품을 동시다발적으로 신속히 개발해야 하는 어려움에 직면해 있다.   선박용 엔진 개발의 특성과 가상 제품 개발의 필요성 선박용 엔진은 크게 선박 내에 전기를 공급하는 발전용 엔진과 프로펠러와 연결되어 선박의 추진동력을 얻는 추진용 엔진으로 구분할 수 있다. 6000 시간 내외의 비교적 작은 수명을 요구하는 자동차와는 달리 선박용 엔진은 12만~18만 시간 이상의 수명이 필요하며, 그 크기와 제작/시험 비용 때문에 시제품 제작과 개발시험을 통한 설계 검증이 매우 어렵다. 또한 자동차와 달리 선박용 엔진은 기본적으로 중후 장대한 수주 산업으로 선박별로 요구하는 조건이 매우 상이하여 ‘초소량, 초다품종’이라는 독특한 특성을 갖는다. 이에 따라 선박용 엔진 개발은 발전용의 경우에는 대표 기통에 대해서만 시제품 제작/검증 후 양산을 실시하고 있으며, 추진용 엔진의 경우에는 심지어 수주 후 초도 제작 및 검증까지 실시한다. 이러한 비즈니스 특성상 근본적으로 선박용 엔진의 개발은 시뮬레이션 기술에 전적으로 의존할 수 밖에 없는 구조이며, 이에 국내 최초로 독자개발된 H21/32 힘센엔진(1MW급 선박 발전용 디젤엔진) 모델부터 많은 시뮬레이션을 통해 연구개발이 이루어졌다.   그림 2. 엔진 개발 트렌드 및 가상 제품 개발 적용 방안 1   그림 3. 엔진 개발 트렌드 및 가상 제품 개발 적용 방안 2   그림 4. 엔진 개발 트렌드 및 가상 제품 개발 적용 방안 3   기존 엔진 개발에 비교적 충분한 연구개발 시간이 주어진 것과 달리, 탄소 중립 연료 엔진 개발은 글로벌 환경규제에 대한 시한이 정해져 있으며 다양한 연료에 대한 제품 개발이 동시에 이루어져야 하므로 연구개발의 속도가 그 무엇보다 중요해진 상황이다. <그림 2~4>와 같이 디젤 엔진 라인업 구축에 12년이 걸린데 비해 Gas/DF 엔진의 구축은 6년이 소요되는 등 시뮬레이션 기반 설계 기술은 점진적으로 발전하고 있으나, 앞서 언급한 메탄올 엔진의 경우 개발기간이 단 1.5년에 불과했으며 향후 신규 제품에 대한 개발 기간은 더욱 단축이 필요할 것으로 보인다. 이러한 시장 환경의 빠른 변화에 대응하기 위해 VPD 기술은 한 번 더 큰 도약이 필요한 시점에 도달했다. 이를 위해서 기존의 시뮬레이션 기반 개념 설계 프로세스를 더욱 합리화하고, 시뮬레이션과 계측 데이터를 다각도로 활용하여 다기종설계에 대한 양산 품질 예측을 고도화해야 하며, 이를 통해 궁극적으로는 개념 설계와 양산단계의 문제 해결 부하를 동시에 줄여야 한다. 구체적으로는 기존의 개발 절차에서 탈피하여 VOC 및 품질 문제를 개발 프로세스에 적극 반영하고, 기존에 축적된 데이터베이스 및 경험으로부터 트렌드 등의 정보도 개발 프로세스에 융합되어야만 한다. 또한, 기존의 시스템화 한계, 동일 타입 기통별 특성, 초소량 다품종 등 설계 제약사항은 각각 표준화 로직을 시스템화하고 예측 확장 기술 및 핵심(core) 기술을 통해 해결해야 한다. 이렇게 시뮬레이션 주도 설계(simulation-driven design) 기술을 고도화하여 궁극적으로 시뮬레이션 결과의 시험 대체, 초소량 및 초다품종, 품질 문제 대응이 필요하며, 설계 검증 목적으로만 주로 활용되던 계측 결과도 데이터베이스 기반 모델 개발, 개념 설계 방향 정립 및 테스트 효율 증가 목적 등에 활용 가능한 데이터 주도 설계(data-driven design)의 개념으로 확장을 통해 VPD 기술에 대한 변화를 모색해야만 한다. 이러한 시뮬레이션 및 데이터 주도 설계(simulation & data driven design)는 궁극적으로는 설계 및 표준화에 대한 절차를 융합해 주는 역할을 목표로 해야만 한다.   그림 5. 개념 설계 및 양산 설계 단계의 가상 제품 개발 방법론 적용 사례 1   그림 6. 개념 설계 및 양산 설계 단계의 가상 제품 개발 방법론 적용 사례 2   디지털 엔지니어링과 VPD <그림 5~8>과 같이 이미 선박용 엔진의 각 개발 과정에서 이러한 VPD 기반 디지털 엔지니어링(digital engineering)의 다양한 접목이 시도되고 있다. 개념 설계 단계에서는 기존에는 계측 데이터에만 의존하여 수개월씩 소요되던 엔진 흡배기 포트 설계 기간을 최근에는 플랫폼화를 통한 해석 데이터 기반 설계로 1일 이내로 단축하였다. 또한, 위상 최적화를 통한 베이스프레임의 경량화 개념 설계나 기통과 무관한 엔진 블록 mother model의 위상 최적화를 통한 신속한 다기통 양산 설계 기술에도 디지털 엔지니어링이 활용되고 있다. 시제품 TAT(Type Approval Test) 및 양산 과정에도 역시 시뮬레이션과 데이터를 접목한 VPD 기술이 활발히 적용 중이다. 대표적으로 DF 엔진의 메탄슬립 저감을 위해 물리적 모델(physics model)이 아닌 테스트 기반 메타 모델을 통해 가상 최적화를 수행하여 최적 운전점을 도출하였다. 또한, 디젤 엔진의 성능에 영향을 끼치는 다양한 환경 조건(고도, 기온 등)을 고려하여 성능을 예측하기 위한 시뮬레이션 기반 성능 메타 모델 프로그램을 개발하여 엔진의 실시간 성능 견적이 가능토록 하였다. 그 이외에도 Digital Twin in SiLS 기반 온보드 가상 시운전 및 제어 파라미터 자가 튜닝을 통한 원격 커미셔닝에 인건비 및 시간을 대폭 절감하였다.   그림 7. 개념 설계 및 양산 설계 단계의 가상 제품 개발 방법론 적용 사례 3   그림 8. 개념 설계 및 양산 설계 단계의 가상 제품 개발 방법론 적용 사례 4   스마트 전환(Smart Transformation) 이와 같은 노력에도 불구하고, 여전히 박용엔진의 B2B(Business to Business) 특성 상 다품종 소량생산 방식의 한계로 인해 양산 설계의 모든 데이터를 개발 단계에서 확보하기 어려운 근본적인 문제가 존재한다. 이를 극복하기 위해서는 결국 A/S 단계의 풍부한 고객 데이터를 확보하여 개발 프로세스에 접목하는 과정이 필요하다. 현대중공업 엔진연구소에서는 <그림 9>와 같이 기존의 시뮬레이션 및 데이터 주도 설계를 통한 디지털 전환(digital transformation)과 더불어, 고객으로부터 수집된 A/S 정보를 제품 개발에 접목하는 아날로그 전환(analog transformation), 그리고 이 두 그룹을 연결한 스마트 전환(smart transformation)의 전략을 수립하여 선박용 엔진 시장에 적합한 가상 제품 개발 방법론의 방향으로 나아가고자 한다. 이를 위해 현대중공업에서는 SmartLab, Hi-BRAIN, SMART-LiGHT, Hi-EMS 등 연구개발부터 제품 인도 후까지 각 개발 단계별로 데이터 취득 플랫폼을 시스템화하여 방대한 기술 데이터를 확보하고 있으며, 이러한 빅데이터(big data)를 기반으로 궁극적으로는 기계의 자가 학습 및 AI(인공지능) 기반 제품 설계를 하는 스마트 엔진 5.0(Smart Engine 5.0)으로 나아갈 중장기 목표의 달성에 매진하고 있다.   그림 9. 현대중공업 엔진연구소의 스마트 전환 전략   맺음말 선박 추진 분야에서 내연기관은 미래에도 여전히 주도적 역할을 할 것으로 예상되고 있어, 바로 지금이 탈탄소 목표를 위해 대체 연료 엔진을 개발하고 친환경 시장을 선점할 수 있는 골든 타임으로 생각된다. 반면, 조선 해양 산업 분야 고객의 요구는 갈수록 다양화 및 세분화되고 있어, 기존의 제품 개발 프로세스로는 고객 맞춤형 제품의 적기 공급에 한계가 있다. 현대중공업 엔진연구소는 디젤 엔진과 Gas/DF 엔진 개발을 거쳐 축적된 해석 기술과 양산/개발 데이터의 디지털 전환 및 빅데이터 플랫폼 기반 사용자 경험을 제품 개발에 융합함으로써, 다양한 고객 수요에 부합하는 신속하고 신뢰성 있는 제품 개발 기술의 경쟁력을 확보할 계획이다.   ■ 이 글의 내용은 2022년 11월 18일 진행된 ‘CAE 컨퍼런스 2022’의 발표 내용을 정리한 것이다.   안성찬 현대중공업 엔진연구소의 상무로, 중속 발전/선박용 국산 HiMSEN 엔진 개발을 위한 내구, 방진 및 트라이볼로지 설계기술 개발을 주도했다. 최근에는 환경규제 대응을 위한 친환경 엔진 개발 및 신모델 개발 효율 극대화를 위한 가상제품개발 연구에 매진하고 있다. (홈페이지)     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

CAE 컨퍼런스 2022 발표 내용 정리 (1)   ‘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   ▲ 현대중공업 안성찬 상무   ‘CAE 컨퍼런스 2022’ 기조연설에서 현대중공업의 안성찬 상무는 탄소중립 시대를 맞아 새로운 선박용 엔진의 개발 과제와 가상제품개발(VPD)의 역할에 대해 소개했다. 자동차나 건설장비 등에서는 전동화가 활발히 진행 중인데, 선박/해운 분야에서도 환경/가스 규제가 강화되면서 탈탄소화 목표를 위해 다양한 친환경 엔진 기술을 개발하고 있다. 안성찬 상무는 “현대중공업은 탄소중립연료에 대한 연구를 진행하면서 세계 최초로 메탄올 엔진을 개발했고, 2023년부터 선박에 탑재해 운용할 예정”이라고 소개했다. 선박은 초소량·초다품종이라는 특성을 갖고 있으며 양산 이전 단계에서 설계 변화의 폭이 크기 때문에 테스트 대신 시뮬레이션을 많이 활용하고 있다. 또한 제작 및 검증에 많은 비용이 든다는 점도 시뮬레이션의 필요성을 키우고 있다. 안성찬 상무는 MBSE, 시스템 모델 해석, 디지털 엔지니어링으로 개발 과정을 효율화하는 것이 중요하다면서, 합리적인 개발 방법론을 마련하고 개발기간을 줄이는 것이 시뮬레이션의 과제라고 전했다. 안성찬 상무는 위상 최적화를 활용한 엔진 블록 설계 사례를 소개하면서, “개발 초기의 컴포넌트 시뮬레이션에 그치지 않고, 시뮬레이션을 활용한 예측의 고도화 및 범용성 증대에 노력을 기울였다. 또한 시뮬레이션 데이터에 기반한 성능 예측 프로그램을 개발해, 성능 메타 모델 프로그램으로 엔진의 실시간 성능 견적이 가능해졌다”고 설명했다. 한편, 현대중공업은 연구개발, 설계, 조립, 시운전, 인도 이후 등의 단계별 시스템에서 데이터를 취득할 수 있도록 하는 디지털 전환을 진행하고 있다. 이는 디지털 전환을 위한 양질의 빅데이터를 구축하기 위한 과정이라는 것이 안성찬 상무의 설명이다.   같이 보기: [포커스] CAE 컨퍼런스 2022, 제조산업의 디지털 전환을 위한 CAE의 발전과 활용방안 소개 (1) 친환경 선박 엔진의 개발을 위한 CAE와 디지털 전환 (2) 하드웨어와 소프트웨어를 포괄하는 디지털 목업 (3) CAE가 주도하는 제품 개발 프로세스 구축 (4) 제품 개발 라이프사이클을 최적화하는 디지털 트윈 (5) 입자 기반 유체해석 기술의 발전 기대 (6) 다물리 연성 해석으로 제품 개발 역량 강화 (7) 시뮬레이션 기반의 디지털 트윈 플랫폼 개발 (8) 광학 시스템의 효과적인 개발 위한 시뮬레이션 (9) 실현 가능한 UAM 개발을 위한 기술 과제 (10) 배터리의 손상을 다중물리해석으로 검토

‘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     CAE 컨퍼런스 준비위원회 위원장인 오재응 한양대학교 명예교수는 개회사를 통해 CAE/시뮬레이션 분야에서 활발히 모색되고 있는 MBSE(모델 기반 시스템 엔지니어링)와 PHM(건전성 예측 및 관리) 등의 개념을 소개했다. 시스템의 복잡성이 커지는 가운데 MBSE를 위해서는 체계적인 정보교환 언어를 활용해 데이터를 교환하고 추적해야 할 필요성이 제기되고 있다. 이와 함께 설계기간 단축도 중요한 이슈가 되고 있어, PHM에 대한 관심도 높아지고 있다. 오재응 위원장은 “제조기업의 궁극적인 목표는 제품의 제작성과 신뢰성을 높이는 데에 있다. 이를 위해 CAE를 포함해 다양한 기법을 적용함으로써 생산을 효율화하려는 노력이 진행 중”이라면서, “이번 CAE 컨퍼런스가 제조 분야의 미래를 모색할 수 있는 기회가 되기를 바란다”고 밝혔다.   ▲ CAE 컨퍼런스 준비위원회 오재응 위원장   ‘CAE 컨퍼런스 2022’의 기조연설에서는 현대중공업의 안성찬 상무가 탄소중립 시대를 맞아 새로운 선박용 엔진의 개발 과제와 가상제품개발(VPD)의 역할에 대해 소개했다. LG전자 박귀근 연구위원은 기조연설을 통해 ‘디지털 전환을 위한 제어 시스템 디지털 목업 기술 개발’에 관한 내용을 소개했다. 이외에도 ▲현대모비스 최봉근 책임연구원의 ‘CAE 주도 제품 개발 프로세스의 혁신’ ▲지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어 신성원 전무의 ‘전기자동차 개발을 위한 디지털 트윈 활용’ ▲이에이트 류제형 솔루션사업부문장의 ‘LBM 기술이 접목된 CFD 소프트웨어가 주목받는 이유’ ▲헥사곤 매뉴팩처링 인텔리전스 임태균 퓨처모빌리티 팀장의 ‘다양한 산업분야에서 사용되는 다물리 현상에 대한 연성해석 사례’ ▲페이스 한우주 리드의 ‘시뮬레이션 기반 디지털 트윈 구축 서비스를 제공하는 웹기반 클라우드 SaaS Platform’ ▲앤시스 코리아 김진희 차장의 ‘통합 광학 솔루션을 활용한 카메라 시스템 설계 및 해석’ ▲서울대학교 이관중 교수의 ‘도심항공교통(UAM)의 현황과 미래 과제’ ▲건국대학교 김창완 교수의 ‘다중물리해석을 이용한 외부 하중에 대한 배터리 손상 및 열폭주 해석’ 등 다양한 발표가 진행됐다.   같이 보기: CAE 컨퍼런스 2022 발표 내용 정리 (1) 친환경 선박 엔진의 개발을 위한 CAE와 디지털 전환 (2) 하드웨어와 소프트웨어를 포괄하는 디지털 목업 (3) CAE가 주도하는 제품 개발 프로세스 구축 (4) 제품 개발 라이프사이클을 최적화하는 디지털 트윈 (5) 입자 기반 유체해석 기술의 발전 기대 (6) 다물리 연성 해석으로 제품 개발 역량 강화 (7) 시뮬레이션 기반의 디지털 트윈 플랫폼 개발 (8) 광학 시스템의 효과적인 개발 위한 시뮬레이션 (9) 실현 가능한 UAM 개발을 위한 기술 과제 (10) 배터리의 손상을 다중물리해석으로 검토     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

제12회 CAE 컨퍼런스가 '디지털 트윈과 DX 그리고 미래 모빌리티’를 주제로, 11월 18일(금) 수원컨벤션센터에서 개최됐다. 이번 행사는 캐드앤그래픽스와 건국대학교 기계설계학과 4단계 BK21이 주최를 맡았다. 컴퓨터를 활용한 시뮬레이션 기법을 의미하는 ‘CAE(Computer Aided Engineering)’는 제품개발에서 빼놓을 수 없는 중요한 요소로 자리매김하고 있다.  코로나19로 인한 사회 전반의 어려움을 극복하고 ‘포스트 코로나 시대’로 접어 든 현재, 제조 분야에서도 디지털 트윈과 디지털 전환이 가속화되고 있다. 특히 CAE를 기반으로 한 시뮬레이션 기술은 디지털 트윈의 구현 및 디지털 전환에서 중요한 역할을 하고 있으며, 이를 기반으로 한 시뮬레이션 기술들이 다양한 산업 분야에 적용되고 있다. 올해 행사 기조발표에 나서는 현대중공업 안성찬 연구실장은 ‘탄소중립시대, 선박용 엔진에 대한 도전과 가상제품개발의 역할’을 주제로 선박용 엔진의 가상제품개발 방법론 및 그 역할에 대해 소개했다. 또 다른 기조발표에서 LG전자 박귀근 연구위원은 ‘DX 실현을 위한 제어 시스템 디지털 목업 기술 개발’ 주제로 제어 하드웨어 및 소프트웨어, 모터, 부하 모델을 이용한 제어 드라이브 디지털 목업 기술 구현 및 활용에 대해 소개한다. 현대모비스 최봉근 책임연구원은 ‘CAE 주도 제품 개발 프로세스의 혁신’을 주제로 CAE 조직이 운영하는 VT-Gate 및 이를 위해 진행된 해석 역량 개발을 소개하고, 검증 기반 의사 결정의 컨센서스가 요구하는 해석 기술을 제안한다. 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어 신성원 전무는 ‘전기자동차 개발을 위한 디지털 트윈 활용’을 주제로, 지멘스의 시뮬레이션 솔루션인 심센터를 이용한 전기자동차의 구동계 부품 개발에서부터 차량으로 통합 개발하는 방안을 소개한다. 이에이트 류제형 솔루션사업부문장은 ‘LBM 기술이 접목된 CFD 소프트웨어가 주목받는 이유’를 주제로, LBM(Lattice Boltzmann. Method, 격자 볼츠먼 생성법) 기반의 CFD 소프트웨어가 지닌 가능성 및 실제 적용 사례를 소개한다. 헥사곤 임태균 Future Mobility 팀장은 ‘다양한 산업분야에서 사용되는 다물리 현상에 대한 연성해석 사례’를 주제로, CFD(Computational fluid dynamics, 전산 유체 역학)를 기초로 이와 연관된 다물리현상에 대한 연성해석 사례 및 헥사곤의 디자인&엔지니어링 솔루션을 소개한다. 페이스 한우주 리드는 ‘시뮬레이션 기반 디지털 트윈 구축 서비스를 제공하는 웹기반 클라우드 SaaS Platform ‘PACE on Cloud’ 소개’를 주제로, 오픈소스 CFD 소프트웨어인 OpenFOAM(오픈폼)과 차수 감소 모델(ROM) 서비스를 웹 기반으로 제공하는 PACE on Cloud 플랫폼 및 다양한 해석 사례를 소개한다. 앤시스코리아 김진희 차장은 ‘Ansys의 통합 광학 솔루션을 활용한 카메라 시스템 설계 및 해석’을 주제로, 카메라의 렌즈 및 CMOS 센서 설계부터 해석 및 시스템 단계의 검증까지 유기적으로 연결하는 워크플로를 소개한다. 서울대학교 항공우주공학과 이관중 교수는 ‘도심항공교통(UAM) 현황과 미래 과제’를 주제로, 최근 이목이 집중되고 있는 UAM의 운용 개념과 개발 현황 및 향후 상용화를 위한 주요 기술 이슈 등을 짚는다. 건국대학교 기계공학부 김창완 교수는 ‘다중물리해석을 이용한 외부 하중에 대한 배터리 손상 및 열폭주 해석’을 주제로, 전기자동차에 사용되는 리튬 이온 배터리의 외부 충격하중에 의한 손상 및 열폭주 해석 기법을 소개한다. CAE 컨퍼런스 준비위원회 오재응 위원장(한양대학교 명예교수)은 “포스트 코로나 시대를 앞두고 어려움을 겪고 있던 제조산업이 다시 활력을 찾고 있다. 또한, 디지털 트윈과 디지털 전환에 대한 산업계의 관심은 꾸준히 늘었으며, 특히 자동차 산업에서는 미래 모빌리티 개발을 위한 고민과 노력이 활발하다”며, “인공지능(AI)과 클라우드, 빅데이터, 메타버스 등이 결합하면서 CAE 및 시뮬레이션 기술이 지속 발전하며 새로운 가능성을 제시하는 가운데, 올해 CAE 컨퍼런스에서는 국내 제조산업의 발전을 뒷받침할 수 있는 CAE 기술 트렌드 및 솔루션 활용법, 활용 사례들이 다양하게 소개될 예정이므로 많은 참여를 바란다”고 전했다. 이번 컨퍼런스에는 현대중공업, LG전자, 현대모비스 등 CAE를 활용하는 제조업체를 비롯해 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, 이에이트, 앤시스코리아, 헥사곤 매뉴팩처링 인텔리전스(구 한국엠에스씨소프트웨어) 등 CAE 솔루션 제공 업체들이 참여해 CAE 분야의 기술 개발 현황과 트렌드 변화에 대해서 소개할 예정이다.  CAE 컨퍼런스 2022는 ‘제4회 스마트공장구축 및 생산자동화전(SMATEC 2022)’ 전시회와 동시 개최된다. 이번 컨퍼런스와 연계해 전시회를 통해서도 다양한 CAE 관련 솔루션들을 접할 수 있을 전망이다.

국내 제조업계 경쟁력 강화를 위해 힘써온 CAE 컨퍼런스가 올해 12회째를 맞아 '디지털 트윈과 DX 그리고 미래 모빌리티’를 주제로, 11월 18일(금) 수원컨벤션센터에서 개최될 예정이다.  컴퓨터를 활용한 시뮬레이션 기법을 의미하는 ‘CAE(Computer Aided Engineering)’는 제품개발에서 빼놓을 수 없는 중요한 요소로 자리매김하고 있다. 12회째를 맞은 이번 행사는 캐드앤그래픽스와 건국대학교 기계설계학과 4단계 BK21이 주최하고, CAE 컨퍼런스 준비위원회(위원장 오재응)가 주관을 맡았다.      코로나19로 인한 사회 전반의 어려움을 극복하고 ‘포스트 코로나 시대’로 접어 든 현재, 제조 분야에서도 디지털 트윈과 디지털 전환이 가속화되고 있다. 특히 CAE를 기반으로 한 시뮬레이션 기술은 디지털 트윈의 구현 및 디지털 전환에서 중요한 역할을 하고 있으며, 이를 기반으로 한 시뮬레이션 기술들이 다양한 산업 분야에 적용되고 있다. 올해 행사 기조발표에 나서는 현대중공업 안성찬 연구실장은 ‘탄소중립시대, 선박용 엔진에 대한 도전과 가상제품개발의 역할’을 주제로 선박용 엔진의 가상제품개발 방법론 및 그 역할에 대해 소개한다.  또 다른 기조발표에서 LG전자 박귀근 연구위원은 ‘DX 실현을 위한 제어 시스템 디지털 목업 기술 개발’ 주제로 제어 하드웨어 및 소프트웨어, 모터, 부하 모델을 이용한 제어 드라이브 디지털 목업 기술 구현 및 활용에 대해 소개한다. 현대모비스 최봉근 책임연구원은 ‘CAE 주도 제품 개발 프로세스의 혁신’을 주제로 CAE 조직이 운영하는 VT-Gate 및 이를 위해 진행된 해석 역량 개발을 소개하고, 검증 기반 의사 결정의 컨센서스가 요구하는 해석 기술을 제안한다. 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어 신성원 전무는 ‘전기자동차 개발을 위한 디지털 트윈 활용’을 주제로, 지멘스의 시뮬레이션 솔루션인 심센터를 이용한 전기자동차의 구동계 부품 개발에서부터 차량으로 통합 개발하는 방안을 소개한다. 이에이트 류제형 솔루션사업부문장은 ‘LBM 기술이 접목된 CFD 소프트웨어가 주목받는 이유’를 주제로, LBM(Lattice Boltzmann. Method, 격자 볼츠먼 생성법) 기반의 CFD 소프트웨어가 지닌 가능성 및 실제 적용 사례를 소개한다. 헥사곤 임태균 Future Mobility 팀장은 ‘다양한 산업분야에서 사용되는 다물리 현상에 대한 연성해석 사례’를 주제로, CFD(Computational fluid dynamics, 전산 유체 역학)를 기초로 이와 연관된 다물리현상에 대한 연성해석 사례 및 헥사곤의 디자인&엔지니어링 솔루션을 소개한다. 페이스 한우주 리드는 ‘시뮬레이션 기반 디지털 트윈 구축 서비스를 제공하는 웹기반 클라우드 SaaS Platform ‘PACE on Cloud’ 소개’를 주제로, 오픈소스 CFD 소프트웨어인 OpenFOAM(오픈폼)과 차수 감소 모델(ROM) 서비스를 웹 기반으로 제공하는 PACE on Cloud 플랫폼 및 다양한 해석 사례를 소개한다. 앤시스코리아 김진희 차장은 ‘Ansys의 통합 광학 솔루션을 활용한 카메라 시스템 설계 및 해석’을 주제로, 카메라의 렌즈 및 CMOS 센서 설계부터 해석 및 시스템 단계의 검증까지 유기적으로 연결하는 워크플로를 소개한다. 서울대학교 항공우주공학과 이관중 교수는 ‘도심항공교통(UAM) 현황과 미래 과제’를 주제로, 최근 이목이 집중되고 있는 UAM의 운용 개념과 개발 현황 및 향후 상용화를 위한 주요 기술 이슈 등을 짚는다. 건국대학교 기계공학부 김창완 교수는 ‘다중물리해석을 이용한 외부 하중에 대한 배터리 손상 및 열폭주 해석’을 주제로, 전기자동차에 사용되는 리튬 이온 배터리의 외부 충격하중에 의한 손상 및 열폭주 해석 기법을 소개한다. CAE 컨퍼런스 준비위원회 오재응 위원장(한양대학교 명예교수)은 “포스트 코로나 시대를 앞두고 어려움을 겪고 있던 제조산업이 다시 활력을 찾고 있다. 또한, 디지털 트윈과 디지털 전환에 대한 산업계의 관심은 꾸준히 늘었으며, 특히 자동차 산업에서는 미래 모빌리티 개발을 위한 고민과 노력이 활발하다”며, “인공지능(AI)과 클라우드, 빅데이터, 메타버스 등이 결합하면서 CAE 및 시뮬레이션 기술이 지속 발전하며 새로운 가능성을 제시하는 가운데, 올해 CAE 컨퍼런스에서는 국내 제조산업의 발전을 뒷받침할 수 있는 CAE 기술 트렌드 및 솔루션 활용법, 활용 사례들이 다양하게 소개될 예정이므로 많은 참여를 바란다”고 전했다. 이번 컨퍼런스에는 현대중공업, LG전자, 현대모비스 등 CAE를 활용하는 제조업체를 비롯해 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, 이에이트, 앤시스코리아, 헥사곤 매뉴팩처링 인텔리전스(구 한국엠에스씨소프트웨어) 등 CAE 솔루션 제공 업체들이 참여해 CAE 분야의 기술 개발 현황과 트렌드 변화에 대해서 소개할 예정이다.  CAE 컨퍼런스 2022는 ‘제4회 스마트공장구축 및 생산자동화전(SMATEC 2022)’ 전시회와 동시 개최될 예정이다. 이번 컨퍼런스와 연계해 전시회를 통해서도 다양한 CAE 관련 솔루션들을 접할 수 있을 것으로 기대된다.  CAE 컨퍼런스  2022 사전등록은 CAE 컨퍼런스 홈페이지에서 신청할 수 있다.   CAE 컨퍼런스 2021 행사 사진   한편, 지난 10월 17일(월) 오후 4시 캐드앤그래픽스 지식방송 ‘CNG TV’에서는 ‘CAE 컨퍼런스 2022 프리뷰’ 방송을 진행했다. 이번 프리뷰 행사에는 에픽 강병식 전문위원, 이디앤씨 황순환 상무, 모아소프트 한은실 본부장이 출연하여 가상제품개발방향과 DX, 사출성형과 인공지능, 신뢰성 기술 등 CAE 분야의 변화와 앞으로의 방향에 대해 사전에 조망해 볼 수 있는 자리를 마련했다.   

분야별 CAE 동향 인터뷰 가상제품개발(VPD)의 이해와 동향   현대자동차에서는 기존의 단순한 아날로그 정보들을 디지털로 변환하는 것을 넘어 현재 자동차산업 패러다임인 복잡성을 해소하기 위해 가상차량개발(Virtual Vehicle Dev.)을 위한 전략을 수립하고, 이를 위해 다양한 디지털 엔지니어링 방법론을 가지고 적용해 나가고 있다. 박귀영 상무는 현대자동차 해석담당 겸 차량해석실장, 버추얼차량개발실장 등을 거쳐 현재는 디지털엔지니어링센터장을 맡고 있다. 가상제품개발(VPD)이란 무엇인가. 기존의 제품개발이 실물 기반의 개발이었다면, 가상개발은 모델 기반의 개발로 정의할 수 있다. 이는 주로 실물을 활용하여 개발의 중요한 의사결정을 수행하던 것을, 모델을 활용하여 수행하는 체계로의 ‘개발 방식의 혁신’을 의미한다. 물론, 실물이나 모델만을 100% 활용하는 개발은 불가능하다. 즉, 가상제품개발(VPD, Virtual Product Development)은 실물과 모델을 동등한 지위로 하이브리드하게 운영하며, 효율적으로 개발의 완성도를 확보하는 방법이라고 할 수 있다. 간혹, 가상제품개발이 실물 시제품 제작 없이 개발하는 프로토리스(protoless)를 의미한다고 오해하는 경우가 있으나, 실물과 모델의 운영 비율은 제품의 특성과 가상개발의 성숙도에 따라 전략적으로 선택하는 것이지, 개발 방식 자체를 의미하는 것은 아니다.   가상제품개발을 하게 되면 어떠한 이점이 있는가. 모빌리티 개발에 있어 가상개발의 이점은 크게 두 가지이다. 첫째는 효율성이다. 실물 기반의 개발은 제작과 검증의 과정에서 많은 일정과 비용이 소요된다. 따라서, 모델 기반의 개발 적용으로, 개발일정의 단축과 개발비용의 절감을 기대할 수 있다. 둘째는 복잡성의 해소이다. 자율주행 시대를 맞아, 개발 단계에서 사전에 고려해야 하는 시나리오가 거의 무한대로 증가하는 등 개발의 복잡성은 급격히 심화되고 있다. 이러한 복잡성을 실물 개발로 모두 대응하는 것은 현실적으로 불가능에 가까우므로, 미래 모빌리티 환경 변화에 따른 가상개발의 도입은 선택이 아닌 필수라고 할 수 있다.   최근 차량 개발과 관련한 해석 분야의 트렌드는 어떻게 변화하고 있는가. 차량 개발에 있어 시뮬레이션 분야의 변화 트렌드는 크게 두 가지이다. 첫째, 시뮬레이션 영역이 확장되고 있다. 종래부터 충돌, 내구, NVH 등 차량의 핵심 기본성능 개발을 위해 CAD 형상 데이터를 기반으로 하는 3D CAE가 활용되어 왔다. 이에 더해, 최근에는 에너지관리, 자율주행 등 새로운 고객가치를 더하는 성능의 개발이 더욱 요구되고 있고, 이를 대응할 수 있는 기능 데이터 기반의 1D 시뮬레이션 활용이 확대되고 있다. 둘째, 시뮬레이션의 대상 범위가 확대되고 있다. 기존의 시뮬레이션은 주로 완성차 레벨로 성능을 예측하고 검증하는 목적으로 활용되었다. 그러나 V형 모델로 대표되는 시스템 엔지니어링의 확대에 따라, 완성차 성능을 시스템/부품 단위로 Target Cascading 하고, 순차적/다면적으로 강건하게 검증하는 방식에 활용하는 추세로 변화하고 있다.     가상제품개발을 위한 프로세스 혁신 전략과 방법론에 대해 소개한다면. 가상개발은 모델을 이용하는 개발이라고 정의할 수 있다. 그런데, 모델을 구성하기 위해서는 데이터가 필요하다. 그리고, 그 데이터가 원활하게 활용되려면, 이를 투명하게 관리하고 추적할 수 있는 IT 인프라도 필요하다. 즉, 가상개발을 통한 ‘개발 방식의 혁신’은 단독으로 추진될 수 있는 것이 아니라, 데이터 중심의 ‘일하는 방식의 혁신’과, 언제/어디서나 편하게 접근할 수 있는 ‘업무 환경의 혁신이 함께 추진되어야 한다. 이와 같은 세 가지 혁신 방향은 디지털 전환을 위한 핵심 구성 요소이다. 따라서, 가상개발을 단순히 시뮬레이션 기법이나 정합성 중심의 개발로 한정하여 접근하면 매우 느리거나 실패할 수밖에 없으며, 디지털 엔지니어링의 관점에서 포괄적이고 전략적으로 추진해야 한다.   모빌리티 생태계 변화에 따라 CAE 분야에서도 주목해야 하는 기술이나 향후 변화가 필요한 부분이 있다면 무엇이 있는가. 종래의 시뮬레이션은 주로 제품의 양산 이전에 성능이나 품질을 확보하는데 활용되었으므로, 고객이 모빌리티를 구매하는 시점에 최고의 상품성을 제공하는 것에 기여해 왔다. 그러나 모빌리티 생태계는, 단순히 좋은 상품성을 고객에게 제공하는 ‘제품’ 중심에서, 제품을 소유하고 있는 전 기간동안 고객이 최상의 가치를 지속적으로 누릴 수 있게 하는 ‘서비스’ 중심으로 급격히 변화하고 있다. 따라서, 양산 이후에도 개인화 된 고객별 활용 패턴을 잘 분석하고 예측하여, 항상 업데이트 된 차량의 상품성을 제공할 수 있는 기술이 필요하다. 이를 위해, 차량의 데이터를 실시간으로 모니터링하고 AI를 활용하여 분석하는 SVM(Smart Vehicle Monitoring) 기술이 시뮬레이션 모델과 결합하여 미래 가치를 예측하고 사전 대응하는 디지털 트윈 기술로 급격히 발전할 것으로 예상한다.   CAE 분야의 발전을 위한 제언이나 기타 하고 싶은 이야기가 있다면. 대부분의 산업 분야에서 가상개발의 적용이 쉽지 않은 대표적인 이유로 ‘CAE 정확도의 부족’을 얘기하곤 한다. 그러나, 물리적/수학적 가정, 수치해석의 정식화 과정, 산포 이슈 등의 사유로, CAE 결과는 이론적으로도 실제 현상과 절대 같을 수 없다. 또한, CAE는 모델 기반 개발 방식의 대표적인 기법으로서 가상제품개발의 중요한 구성 요소임은 틀림 없으나, 그 전부가 아님을 주지해야 한다. 따라서, 더 이상은 해묵은 정확도 이슈에 매몰되지 않고, CAE를 어떻게 ‘활용’하는 것이 가상제품개발에 가장 효율적인 것인지 고민하는 것이, CAE 분야의 발전에도 긍정적인 방향이라고 생각한다.   상세 내용은 PDF로 제공됩니다.

  CAE(Computer-Aided Engineering)가 수학적 방법론에 기반한 기술 이론을 가리켰다면, 최근 많은 곳에서 ‘시뮬레이션’이라는 표현이 CAE를 대신해 쓰이고 있다. 시뮬레이션이라는 단어에는 복잡한 기술적 배경보다 이 기술의 역할과 가치를 더 직관적으로 설명하고자 하는 의도가 있는 것처럼 보이기도 한다. 꾸준히 관심이 높아지는 ‘디지털 트윈’을 위해서도 현실 세계의 형태뿐 아니라 움직임과 그 영향을 모사할 수 있는 시뮬레이션이 중요하게 여겨지고 있다. 제조 엔지니어링 분야의 시뮬레이션은 이전에 비해 그 폭과 깊이가 꾸준히 늘어나고 있다. 제품이 복잡해지면서 다양한 측면에서 더욱 정확한 설계 검증을 위해 멀티피직스 시뮬레이션이 강화되고, 설계 이후의 검증에서 상세 설계 이전에 개념 정립을 지원하는 단계로 옮겨가고 있다. 전기자동차나 자율주행자동차 같이 새로운 제품을 개발하는 과정에서 시간과 비용을 줄이면서 개발 효율을 높이는데 도움을 주기도 한다. 제품의 성능요소뿐 아니라 더 안전하고 친환경적인 생산 방식을 시뮬레이션으로 검토할 수 있다. 부품-컴포넌트-완제품까지 더욱 포괄적인 범위에 시뮬레이션이 쓰이는 한편, 제품이 아닌 건물이나 도시 단위까지 시뮬레이션의 범위가 확대되는 모습이다. 이번 호에서는 2021년 11월 12월 진행된 ‘CAE 컨퍼런스 2021(www.cadgraphics.co.kr/cae)’에서 발표된 내용을 중심으로, 제품 개발부터 도시 계획까지 다양한 분야에서 새로운 가능성을 보여주는 시뮬레이션 및 디지털 트윈의 적용 사례를 소개한다.   수요산업 지향 공작기계 개발을 위한 가상제품개발 고도화 및 디지털 트윈 / 이강재 고정확도 가상 배터리 애플리케이션 개발 방안 및 사례 / 심재영 경량화 및 탄소중립 시대 대응을 위한 소성가공과 시뮬레이션 기술 / 전만수 스마트 시티 건설에 적용될 디지털 트윈 시뮬레이션 기술과 해결 과제 / 김진현 자율주행차의 실시간 시뮬레이션을 위한 VTD-Adams 활용 / 김진식   총 20 페이지   해당 기사는 한시적으로 무료로 제공됩니다.(~10.30)   ■ 기사 상세 내용은 PDF로 제공됩니다.  

  22　Theme. 시뮬레이션과 디지털 트윈이 제시하는 새로운 산업 패러다임 수요산업 지향 공작기계 개발을 위한 가상제품개발 고도화 및 디지털 트윈 고정확도 가상 배터리 애플리케이션 개발 방안 및 사례 경량화 및 탄소중립 시대 대응을 위한 소성가공과 시뮬레이션 기술 스마트 시티 건설에 적용될 디지털 트윈 시뮬레이션 기술과 해결 과제 자율주행차의 실시간 시뮬레이션을 위한 VTD-Adams 활용   Infoworld   Case Study 17　언리얼 엔진으로 모든 연령층을 매료시킨 특촬물　스튜디오 이온의 ‘아머드 사우루스’ 42　소셜 혼합현실 경험을 지원하는 Passthrough VR　새로운 혼합현실의 미래를 보여주는 Unity Slices : Table   People&Company 44　헥사곤 생산 소프트웨어 BU 이강민 지사장　설계-제조 소프트웨어부터 측정장비까지 통합 플랫폼으로 시너지 강화한다 47　아비바 이몬 자만 아태지역 총괄 겸 수석 부사장　디지털 전환 통해 기업의 지속가능한 미래 지원할 것   New Product 50　가속화된 비주얼 컴퓨팅 플랫폼　NVIDIA RTX A2000 / A4000 / A5000 / A6000 54　콘텐츠 크리에이터를 위한 내장 SSD 솔루션　WD 블루 SN570 NVMe SSD 68　이달의 신제품   Focus 56　아마존웹서비스, AI·IoT·머신러닝 등 최신 기술을 통해 산업의 혁신 지원할 것  58　알테어, “향상된 디지털 트윈과 함께 제조기업의 혁신 지원한다” 60　다쏘시스템, 클라우드 플랫폼 확대와 ‘엔지니어링의 대중화’ 제시   On-Air 63　캐드앤그래픽스 CNG TV 지식방송 지상중계   Column 64　트렌드에서 얻은 것 No.7 / 류용효　트렌드를 말하다   70　New Books 72　News 134　2022 국내 주요 전시 및 행사 일정 / 2022 해외 주요 전시 및 행사 일정   CADPIA   Mechanical 77　미래 지향적인 설계로 제품 혁신을 가속화하는 크레오 8.0 (8) / 김주현　판금 기능을 이용한 PC 케이스 생성하기 115　스마트 모빌리티 섀시 설계하기 (1) / 김인규　림 & 타이어 어셈블리   Reverse Engineering 84　PointShpe Design 소프트웨어를 사용한 역설계 사례 (2) / 드림티엔에스　하우징 캡 스캔 데이터의 역설계 작업 118　우리의 감각과 인공적 감각(센서) (1) / 유우식　다양한 감각(신호, 우주의 스펙트럼)   AEC 92　새로워진 캐디안 2022 살펴보기 (2) / 최영석　새로운 기능 살펴보기 96　레빗에서 알아 두면 아주 유익한 꿀팁 시리즈 (6) / 장동수　레빗 2022 : 출력할 때 PDF 이름을 지정하는 방법 100　BIM 칼럼니스트 강태욱의 이슈 & 토크 / 강태욱　대체 불가능 토큰, NFT의 개념과 사용 방법 105　토목분야 생애주기 관점의 BIM 기반 프로세스 적용과 향후 과제 (4) / 이재홍　BIM 프로젝트 실적용 과정을 통한 공정/공사비 활용 프로세스 구축의 의미와 향후 과제 110　개방형 BIM 기반의 건축설계 자동화 기술 개발 / 이아진, 김인한　메타버스를 향한 도약, DfMA 통합 플랫폼   Analysis 124　앤시스 워크벤치를 활용한 해석 성공 사례 / 장형진　앤시스 머티리얼 디자이너와 LS-DYNA를 활용한 복합재 플레이트의 충격 해석   3D Printing 128　전기자동차 시대를 준비하는 3D 프린팅 (4) / 최동환　전기자동차 관련 교육과 활용방안   Manufacturing 131　퓨전 360을 활용한 3D CAM (4) / 이경하　고속 3D 가공 Ⅳ       캐드앤그래픽스 2022년 1월호 목차 from 캐드앤그래픽스