한국산업지능화협회는 제조 데이터 표준을 활용 촉진하기 위해 9월 25일 19개 산·학·연을 대표하는 전문가로 구성한 ‘제조데이터 표준화 위원회’ 출범식을 개최했다고 전했다. 제조기업은 생산성 및 품질을 개선하기 위해 AI 자율제조를 목표로 디지털 전환을 가속화하고 있으며, 유럽연합(EU) 주요국은 탄소 규제로 산업 공급망 탄소중립을 요구하고 있다. 이를 해결하기 위해 기업내·기업간 데이터 공유 체계 구현이 필요하고, 그 기반이 되는 제조 데이터 표준화는 선행되어야 할 과제이다.  이날 출범식에서는 LGCNS, 삼정KPMG, 더존비즈온, 엠아이큐브솔루션, 티라유텍 등 국내 대표 제조솔루션 기업들과 한국산업단지공단, 한국전자통신연구원, 한국전자기술연구원, 한국산업기술시험원 등 대표 기관들이 참석하여 향후 활동에 대한 내용을 공유하고 의견을 교류하였다.     ‘제조데이터 표준화 위원회’는 데이터 상호운용을 위한 현장 중심 제조 데이터 표준화 모델을 확립하고, 제조 현장 적용 및 역량 강화를 위한 민간 주도 생태계를 구축하는 활동을 할 예정이다. 표준화 모델은 제조 전 과정의 수평적·수직적 통합 및 제어를 위한 상호운용 표준화 모델로서 개발이 진행될 전망이다. 여기에는 제조업무 데이터 상호운용 표준(KS X 9101), AAS(Asset Administration Shell), 장비 상호운용 표준, 로트 데이터 상호 운용 표준, 디지털 LCA 데이터 상호운용 표준 등이 포함된다. 또한, 위원회는 제조 표준 생태계 조성을 위한 플랫폼 구축·운영 및 성과교류회 개최 등도 추진한다. 위원회가 구축할 MDIG(Manufacturing Data Interface Group) 플랫폼은 표준지원 도구, 표준 적용 가이드, 유스케이스, 교육, 컨설팅 등 다양한 서비스를 제공하는 것이 목표이다. 위원회의 활동 홍보, 성과 발표, 중장기 전략, 네트워킹 등을 위해 위원 및 생태계 관계사가 참여하는 ‘MDIG Connect 콘퍼런스(가칭)’은 오는 11월 개최 예정이다. 이외에도 기업 역량 강화를 위해 표준지원 도구, 표준 적용 가이드라인, 컨설팅 방법론 등 표준지원 솔루션 및 표준 인증을 개발하여 수요·공급기업간 성과를 극대화하는 방안도 마련한다. 한국산업지능화협회의 김태환 부회장은 “유럽연합에서 DPP, CBAM 등 탄소 규제가 현실화됨에 따라 제조 공급망에서 데이터 공유가 필요하다. 최근, 유럽에서 데이터 공유를 위한 데이터 스페이스가 부상하고 있어, 이를 위한 표준을 시급히 마련할 필요가 있다. 제조데이터 표준화 위원회에서 관련 표준을 적극적으로 주도하여 주기를 바란다”고 전했다.  국가기술표준원 이경희 과장은 “민간 주도로 제조데이터 표준화 위원회가 결성된 것을 축하하며, 한국을 대표하여 제조 현장에서 꼭 필요한 데이터 표준을 이끌어 주길 당부한다”면서, “국가기술표준원은 필요한 모든 지원을 아끼지 않겠다”고 말했다.

한국에이브이엘은 지난 6월 20일 ‘미래 모빌리티를 위한 AVL의 최신 비전 : 가상 테스트의 새로운 시대’ 기술 세미나를 진행했다고 밝혔다. 이번 세미나에는 현대자동차, 한국GM TCK, KG모빌리티, 르노자동차, 한국자동차연구원, 자동차안전연구원 등 국내 자동차 업계의 분야별 담당자 및 관계자 약 200여 명이 참석했다. 특히, 지난 3월 유럽연합(EU)의 ‘내연기관차 퇴출’ 법안 시행에 따른 다양한 미래 모빌리티 및 전동화 개발 도전과제를 극복을 위한 AVL의 최신 비전과 솔루션 활용 방안과 더불어, 개발의 패러다임을 근본적으로 변화시킬 수 있는 방안인 AVL의 가상 테스트 솔루션을 소개하고자 마련됐다. 이번 기술 세미나는 총 7개의 기조연설, 기술 세션 및 고객 성공 사례 발표로 구성되었으며, 끊임없이 빠르게 변화하는 모빌리티 패러다임 속 ▲가상화 ▲인공지능(AI) ▲디지털 트윈 ▲소프트웨어 정의 차량(SDV) 등을 위한 가상 테스트베드 역량 확보의 중요성이 어느 때보다 커지고 있는 만큼, 고객이 보다 실질적이고 구체적인 방안을 마련할 수 있도록 독려하는데 목적을 뒀다. 세미나는 AVL 본사 잔루카 비탈레(Gianluca Vitale) 상무이사가 ‘혁신의 가속화 : 인공지능(AI) 기반 자동차 공학의 개발론’을 주제로 기조연설을 진행했고, 이어 AVL 본사의 분야별 전문가들이 디지털 트윈, 다양한 검증 환경 (MiL, SiL)의 가상 테스트베드 통합 방안, e-파워트레인 교정을 위한 가상 실험 방법론, 소프트웨어 정의 차량(SDV) 시대의 소프트웨어 구축 가속화 방안 등 최신 모빌리티 트렌드와 미래 청사진을 공유했다. 그리고, 한국AVL의 주요 고객사인 현대자동차의 현민수 책임과 임태웅 책임이 각각 ‘가상 주행 테스트를 위한 다중 물리적 BEV 모델링 및 모델 통합 방법론’ 및 ‘XiLS(X in the Loop Simulation) 기반 열관리 개발 방안’을 주제로 AVL 솔루션을 활용한 현대자동차 개발 성공 사례에 대해 소개했다.     이번 기술 세미나의 주관을 맡은 한국에이브이엘 시험평가 사업부의 배성원 상무는 “AVL은 지난 70여 년 동안 혁신적인 모빌리티 시험평가 시스템을 개발하고 제공해 왔을 뿐 아니라, 급변하는 개발 환경을 연결하는 솔루션을 제공해 고객의 요구사항에 맞는 제품, 시스템 및 소프트웨어를 실 사용자의 워크플로에 맞춰 통합하고 조정할 수 있는 장점을 가지고 있다”면서, “특히 이번 기술세미나를 통해 ‘완전한 전동화 및 전기차 개발’ 및 ‘소프트웨어로 정의하는 자동차(SDV)로의 전환’ 과제에 당면한 고객의 특정 작업에 최적화된 AVL의 고유하고 유연한 개발 환경을 통해, 개발 효율성을 높여 고객과 함께 성장하고 정의하는 것이 AVL 시험평가 사업부의 방향성”이라고 전했다.

문화유산 분야의 이미지 데이터베이스와 활용 사례 (1)   이번 호부터 이미지 데이터베이스와 활용 사례에 관해서 소개하고자 한다. 이학 또는 공학 분야의 전문가에게는 조금 낯설기도 하고 뜬금없는 이야기로 들릴 수 있으나, 문화유산 분야에서 이미지 데이터의 활용 가능성에 관한 내용을 연재할 예정이다. 예전에는 대상물의 시각적 정보를 수작업으로 스케치하는 단계에서 기계적인 방법으로 기록하는 수단으로 유리 건판이나 필름을 이용한 사진 기술을 개발하여 사용해 왔다. 사진은 촬영 당시의 상태를 기록한 타임 캡슐이다. 과거에 촬영된 사진을 어떻게 활용할 것이며 앞으로 촬영하게 될 사진에서는 어떤 정보를 추가해서 기록하면 좋을까? 이미지 데이터와 효과적인 활용을 위한 이미지 데이터베이스에 관하여 살펴보자.   ■ 연재순서 제1회 이미지 데이터와 데이터베이스의 중요성 제2회 서화, 낙관, 탁본 데이터베이스 제3회 옛 사진 데이터베이스 제4회 한지 데이터베이스 제5회 고지도 데이터베이스  제6회 고서 자형 데이터베이스 제7회 필사본 고서 데이터베이스  제8회 목판본 고서 데이터베이스  제9회 금속활자본 고서 데이터베이스  제10회 근대 서지 데이터베이스  제11회 도자기 데이터베이스 제12회 안료 데이터베이스   ■ 유우식 웨이퍼마스터스의 사장 겸 CTO이다. 동국대학교 전자공학과, 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 경북대학교 인문학술원 객원연구원, 국민대학교 산림과학연구소 상임연구위원, 문화유산회복재단 학술위원이다. 이메일 | woosik.yoo@wafermasters.com  홈페이지 | www.wafermasters.com   그림 1. 유럽 각국의 통화(동전) 및 결제수단의 변화   유럽 여행 유럽은 아시아와 이어진 대륙으로 우랄산맥과 캅카스산맥, 우랄강, 카스피해, 흑해와 에게해에 이르는 지역이다. 유럽의 면적은 1018만㎢로 지구 표면적의 2% 또는 육지 전체 면적의 약 6.8%에 해당한다. 1914년부터 1918년까지 일어난 제1차 세계대전, 1917년의 러시아 혁명, 1939년부터 1945년까지 일어난 제2차 세계대전, 1989년에 일어난 베를린 장벽의 붕괴를 시작으로 냉전 체제가 무너지면서 여러 나라들이 분리 독립하여 현재 유럽은 약 50개국으로 이루어져 있다. 면적과 인구면에서는 러시아가 가장 크고 바티칸 시국이 가장 작다. 유럽의 인구는 세계 인구의 약 11%에 해당하는 7억 3900만 명으로 아시아와 아프리카 다음으로 많다. 유럽의 정치 경제 통합을 실현하기 위하여 1993년 11월 1일 발효된 마스트리흐트 조약에 따라 유럽 12개국이 참가하여 연합 기구인 유럽연합(EU)이 출범했다. 2023년 현재 유럽연합 가입국은 27개국이다. 27개국을 모두 합치면 인구는 약 5억 명에 달한다. 유럽연합 가입국 27개국 중 20개국에서 공통화폐로 유로(Euro)를 사용하고 있다. 유로화는 1999년 1월 1일에 유로회원국의 통화로 승인되어, 2002년 1월 1일부터 통용되기 시작하였다. 유럽연합이 출범하고 유로화가 도입되기 전인 2002년까지는 여행이나 출장으로 유럽을 방문하는 경우 나라마다 다른 지폐와 동전을 사용해야 했다.(그림 1) 유럽에는 작은 나라들이 국경을 맞대고 있고 국경을 건너서 여러 나라를 통과하는 일이 많아서, 유럽 여행을 마치면 많은 나라의 지폐와 동전이 쌓이곤 했다. 금액이 큰 것은 신용카드를 사용할 수 있었지만 일용 잡화나 식품을 구입할 때는 신용카드를 사용하기 어려워 현금을 준비해야 했기 때문에, 자연스레 현지의 지폐와 동전이 쌓일 수 밖에 없었다. 단기간의 여행인 경우에는 현지 화폐에 적응되지 못한 상태라서 지폐를 주고 거스름돈을 받게 되니 동전만 잔뜩 모이는 경우가 많았다. 이제는 대부분의 유럽 국가에서 유로화가 통용되고 현금보다는 신용카드 또는 스마트페이 등 결제수단이 다양해져서, 동전을 많이 가지고 다니지 않아도 되게 되었다. 정보통신 기술의 발달로 여행의 모습도 많이 달라지고 편리해졌다.   데이터와 데이터베이스 유로 동전은 액면가에 따라서 직경도 두께도 재질도 디자인도 다르다. 앞면의 디자인은 공통이나 뒷면은 나라별로 다른 디자인을 채용하고 있다.(그림 2) 유로화 동전이 유럽 전역에서 통용되므로 공통분모는 동전의 앞면이다. 뒷면은 나라마다 디자인이 다르므로 수십 가지의 디자인을 액면가마다 전부 외울 수도 없는 노릇이다. 또한 한 나라에서 여러가지 디자인을 도입하기도 하여 뒷면의 디자인은 자연스럽게 증가하게 된다. 유럽연합 27개국 중에서 20개국에서 유로화를 사용하고 있으며 7개국에서는 자국의 통화를 사용하고 있다. 유럽연합 회원국이 아니면서도 특별한 협정에 의하여 유로화를 발행하고 사용하는 나라도 있다. 모나코, 산마리노, 바티칸 시국이다. 2 유로 동전의 경우 바티칸 시국이 2002, 2005, 2006, 2013, 2015, 2017년에 새로운 디자인의 동전을 발행하여 6가지 디자인을 사용하고 있다. 교황이 바뀌거나 특별한 이벤트가 있을 때 새로운 디자인을 도입했기 때문이다. 동전 하나하나를 데이터라고 한다면 동전의 액면가, 앞뒷면의 디자인, 발행년도, 발행 국가 등에 관한 정보는 데이터베이스라고 할 수 있다.(그림 2) 우리가 동전을 보고 액면가를 인식하는 것은 동전의 이미지 데이터를 이미지 데이터베이스와 비교하여 데이터의 의미를 확인하여 사용하는 것이고, 그 동전을 받은 상대방도 마찬가지로 이미지 데이터를 자신의 이미지 데이터베이스와 비교하여 판정하는 방법으로 거래가 이루어진다. 기계가 동전을 받아들이는 경우에도 같은 방식이 적용되지만, 동전의 크기나 무게와 같은 추가적인 정보로 데이터의 신뢰성을 높이고 있다.   그림 2. 유럽 각국에서 통용되는 유로화 동전의 앞면과 뒷면(실제 동전의 크기는 액면가에 따라 다름)      ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

한국에이브이엘(한국AVL)은 지난 3월 15일 서울대학교 호암교수회관 무궁화홀에서 ‘Euro-7 The Optimal Roadmap’을 주제로 세미나를 개최했다. 한국에이브이엘은 이번 세미나에 대해 "국내 완성차 및 부품업계에서 유로-7 정책과 방향성에 대해 보다 객관적이고 현실적인 이해를 돕고 또한 한국에이브이엘의 경험과 노하우를 반영한 실질적인 대응 전략과 활용 방안을 공유하기 위해 마련했다"고 소개했다. 이번 세미나에서는 유럽연합(EU)이 새롭게 도입할 자동차 배출가스 규제인 ‘유로-7(Euro-7)’의 주요 내용과 최신 동향 및 유로-7 준수를 위해 효율적인 AVL의 개발, 검증 및 테스트 방안이 소개됐다.     한국에이브이엘의 김진형 대표이사는 “작년 11월 유로-7과 관련된 규제와 가이드라인이 나온 이후 국내 완성차 및 부품업계가가 직면한 배출가스 규제, CO2 감소 등의 복잡한 사항을 구체적으로 논의할 수 있는 장을 마련해야겠다고 생각했다”면서, “유로-7과 관련해 AVL에서 제공할 수 있는 여러 가지 대응 방안 공유는 물론, 고객의 현실적인 어려움을 대면 협의할 수 있는 이번 세미나를 통해 국내 자동차 산업이 앞으로도 경쟁력을 유지하는 데 일조하길 바란다”라고 전했다. AVL의 승용차 부문 부사장인 Guenter Fraidl는 ‘The lates Euro-7 regulations and how they will shape the future’라는 주제의 기조연설을 진행했고, 한국에이브이엘 및 AVL 본사의 각 분야별 전문가들이 유로-7의 주요 도전과제, Light Duty 차량 개발을 위한 유로-7 인증의 패스트 트랙, Heavy Duty 차량 개발 및 시험 평가를 위한 유로-7 인증 마스터 방안 등을 주제로 향후 트렌드 및 활용 방안을 공유했다. 김진형 대표는 “앞으로도 한국에이브이엘은 시장의 트렌드나 유행에 따른 대응 못지 않게 당장 자동차 및 모빌리티 산업에서 직면하고 있는 여러 시급한 고민들과 현실적인 방안에 대해 보다 혁신적이고 체계적인 솔루션과 엔지니어링 및 시험평가 서비스를 제공하기 위해 노력하겠다”고 밝혔다.

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.

한국산업지능화협회는 산업통상자원부 주최로 10월 28일 코엑스 스타트업 브랜치에서 한국무역협회, 한국중견기업연합회와 함께 '2022년도 제4회 중견기업-스타트업 DX 상생라운지'를 개최했다고 밝혔다.  중견기업-스타트업 DX 상생라운지는 중견기업의 디지털 전환을 통한 신성장 동력을 확보하기 위해 스타트업의 혁신 기술을 결합하는 상생 플랫폼이다. 이번 4회차 행사는 중견기업의 탄소중립 및 ESG 경영을 지원하기 위해 ‘에너지·소재’ 분야를 주제로 개최되었으며, 중견기업의 에너지 분야 디지털 전환 수요에 대한 발표를 시작으로 디지털 기술 기반의 혁신 에너지 스타트업의 기술 발표, 업무협약 체결 등 다양한 프로그램이 진행되었다.  이미 유럽연합(EU)은 2020년 5월 ‘유럽회복계획’을 발표하며 7500억 유로(2021~2024년)의 규모로 유럽의 녹색전환과 디지털 전환을 통한 경제 회복 증진에 대한 강한 의지를 밝힌바 있다. 전세계 산업 방향의 변화 흐름에 맞춰 우리 기업들도 탄소중립, ESG 경영 등 글로벌 이슈에 대응하기 위한 고민을 스타트업 관계자들과 공유하였다.      이번 행사에서는 중견기업 에코프로와 대구그린파워가 자사의 ESG 기반 디지털 전환 이슈와 향후 사업방향을 설명하며 자사에 적합한 디지털 기술 스타트업에 대한 협력의사를 표명하였다. 이어서, 에너지 기반의 디지털 혁신 스타트업 기업인 카본사우르스, 가우스랩, 그리다에너지, 스마트마인드, 한국데이터체인, 아이핌, 브릿지, 시너지 등 8개사의 IR피칭이 이어졌다. 또한, 상생라운지에 참석한 다양한 중견기업, 투자기관, 유관기관, 대중소기업 관계자들이 함께 중견기업-스타트업-투자자 간 디지털 기반의 상생 협력 방안에 대해 자유롭게 논의할 수 있는 네트워킹의 장도 마련되었다. 이와 함께 산업부, 한국산업지능화협회, 신한은행, 한국중견기업연합회, 한국무역협회, 한국초기투자기관협회 등 6개 기관은 중견기업과 스타트업의 상생협력 기반을 조성하고 중견기업의 디지털 기반 ESG 경영 및 신사업 창출을 지원하고자 업무협약을 맺었다.   한국산업지능화협회의 이상진 본부장은 “2050 탄소중립 달성은 우리나라뿐만 아닌 전세계 공통의 어젠다로서 산업 디지털 전환 촉진법 시행에 따라 디지털 전환이 탄소중립 달성의 촉진제가 될 것”이라고 설명하며, “이제 디지털 기술과 탄소중립, 순환경제는 서로 다른 영역이 아닌 융합된 하나의 관점으로 접근하는 'Green by Digital' 전략을 실행해야 한다”고 강조하였다.

많은 사람들이 VR(가상현실), AR(증강현실), MR(혼합현실) 등은 주로 엔터테인먼트 분야에서 사용된다고 생각하지만, 최근 몇 년 사이에 이들 기술은 제조, 서비스, 건축 등 다양한 산업분야에서의 적용사례가 눈에 띄게 늘었다. 이런 추세라면, 가까운 미래에는 엔터테인먼트 분야보다 산업분야에서의 활용 규모가 더 커질 전망이다. 특히 제조업에서는 설비·공간을 디지털트윈으로 구현하고, VR·AR·MR을 통칭하는 확장현실(XR) 기술로 시각화하여 실시간 상태 모니터링, 원격협업, 가상 시뮬레이션 등을 수행할 수 있어 동 기술에 대한 관심이 나날이 높아지고 있다. 1. 가상현실과 증강현실이란? 가상현실(Virtual Reality, VR)은 컴퓨터 소프트웨어를 통해 현실과 매우 흡사한 가상세계를 구축하여 사용자에게 시각적, 청각적 감각 정보를 제공함으로써 마치 실제로 가상세계에 존재하고 있는 것처럼 체험할 수 있도록 하는 시뮬레이션기술을 의미한다. 가상현실을 체험하기 위해 사용자는 컴퓨터, 게임기 및 스마트폰에 연결된 특수한 하드웨어를 착용하며, 3D 오디오 기술과 햅틱(haptics) 기술 등을 적용하여 실제 움직임을 가상현실에 그대로 재현할 수 있다. 또 증강현실(Augmented Reality, AR)이란 실제 눈앞에 보이는 환경에 컴퓨터에 의해 만들어진 가상의 정보(오디오, 비디오 및 그래픽 등)를 부가(증강)하여 마치 원래 존재하는 사물처럼 보이게 하는 기법을 의미한다. 그리고 혼합현실(Mixed Reality, MR)은 현실을 기반으로 가상 정보를 부가하는 AR과 가상 환경에 현실 정보를 부가하는 VR 모두의 의미를 포함한다.   이미지출처  픽사베이 httpspixabay.com 2. 글로벌 주요 국가 트렌드 미국은 글로벌 VR 및 AR 시장에서 선두적인 위치를 점하고 있다. 하드웨어 및 소프트웨어 R&D는 구글, 애플, 페이스북 등과 같은 거대 IT 기업이 위치한 실리콘밸리를 중심으로 이루어지며, 콘텐츠 생산은 게임업체 및 엔터테인먼트 기업 등이 위치한 로스앤젤레스를 기점으로 이루어지고 있다. 유럽은 28개 유럽연합 회원국을 비롯하여 스위스, 노르웨이, 아이슬란드, 발칸반도 국가 및 동유럽 국가를 중심으로 VR 및 AR에 대한 학술적 연구와 초정밀 기술 개발이 이루어지고 있다. 아시아에서는 한국, 중국 그리고 일본을 중심으로 많은 기업이 VR 및 AR기술에 투자하고 있으며, 특히 중국은 다른 국가보다 상대적으로 낮은 인건비를 내세워 하드웨어 양산이 활발히 이루어지고 있다. 이로 인해 아시아 VR 및 AR 시장의 규모는 매우 빠른 속도로 확장되고 있다. 3. 국내 XR 지원정책 과학기술정보통신부는 ‘디지털 뉴딜’의 일환인 ‘실감콘텐츠 신시장 창출 프로젝트’ 추진을 위해 추경예산 200억 원을 투입한다. ‘코로나19’로 인해 비대면의 일상화와 디지털 전환의 가속화가 진행되고 있는 가운데, 과기정통부는 XR을 ‘코로나19’ 이후 디지털 전환을 주도하여 사회 활력 제고와 경제성장을 견인할 핵심기술로 주목하고, 현장의 다양한 정책적 요구를 반영하여 사업계획을 준비해왔다. 정부는 실감콘텐츠 신시장 창출 프로젝트를 통해 확장현실(Extended Reality, XR)을 활용한 공공·산업 현장의 생산성 혁신과 온라인 환경에서도 대면 수준의 경험·몰입감 제공이 가능한 비대면 원격서비스 시장이 활성화될 것으로 기대하고 있다. XR은 교육훈련·의료·제조 등 다양한 분야에 적용된다. 의료에서는 외상상황(절단·교통사고 등)을 물리적 마네킹에 MR(신체 내외부 상태 표현)로 증강하여 실감나게 재현하고, 응급 처치훈련을 할 수 있으며, 물리적 훈련공간에 가상의 테러상황(테러범, 인질 등)을 증강하여 구현한 혼합현실(이하 ‘MR’) 기반 테러상황 대응 교육훈련도 가능하다. 특히 제조분야에서는 제조설비·공간을 디지털트윈으로 구현하고, XR로 시각화하여 실시간 상태 모니터링, 원격협업, 가상 시뮬레이션 등을 수행할 수 있다. 4. 산업트렌드와 시장 전망 이미 다양한 산업분야로 적용범위를 확대해 온 VR과 AR은 최근 글로벌 가치사슬의 변화로 인해 R&D에서부터 하드웨어 생산 및 소프트웨어 개발 등 모든 세분화된 단계에 맞춤형으로 적용되고 있다. 여기에 더해 코로나19 사태를 겪으면서 VR, AR, MR을 모두 아우르는 XR 기술은 포스트 코로나시대를 준비하는 과정에서 더욱 중요해졌다. XR을 기반으로 한 실감콘텐츠들이 제조·유통·건축 등 산업 전반에 융합되면서 제조업계도 ‘비대면 시대’의 새로운 생태계가 탄생되고 있는 것이다. 글로벌시장조사기관인 IDC는 따르면 XR 기술 시장 규모는 산업 분야와 엔터테인먼트 분야가 2019년에 각각 90억 달러, 70억 달러 규모였지만 2023년에는 각각 1210억 달러, 400억 달러로 산업 분야 활용도가 훨씬 높아질 것으로 예상하고 있다.