한국지멘스는 지멘스그룹이 미국 라스베가스에서 열린 ‘CES 2025’에 참가해 고객의 지속 가능한 디지털 역량을 강화하고 산업 혁신을 지원하는 최신 기술과 비전을 공유했다고 밝혔다. 지멘스는 이번 CES 기간 동안 데이터, AI, 소프트웨어 기반 자동화의 융합을 통해 모든 산업 분야, 모든 규모의 기업이 전례 없는 유연성과 최적화, 지속적인 개선을 실현할 수 있는 미래 비전을 제시했다. 뿐만 아니라 지멘스는 다수의 파트너사와 디지털 전환 가속화를 위한 협업 계획을 발표했으며, 부스 전시 및 기술 시연을 통해 모두의 일상을 변화시키는 지멘스의 혁신 기술을 선보였다. 지멘스그룹 경영이사회 멤버인 피터 코에르테(Peter Koerte) 최고기술책임자(CTO) 겸 최고전략책임자(CSO)는 “산업용 AI는 오늘날 전 산업에 획기적인 영향을 끼칠 게임 체인저”라며, “산업용 AI를 통해 방대한 데이터를 비즈니스에 실질적인 변화를 가져올 인사이트로 전환할 수 있다. 지멘스는 복잡해지는 산업 환경 속에서 고객이 경쟁력과 회복 탄력성, 지속 가능성을 유지할 수 있도록 지멘스 엑셀러레이터 포트폴리오 전반에 새로운 산업용 AI 기능을 지속적으로 추가하고 있다”고 전했다.     이러한 노력의 일환으로 지멘스는 새로운 오퍼레이션용 지멘스 인더스트리얼 코파일럿(Siemens Industrial Copilot for Operations)을 활용해 산업용 AI를 제조 현장에 직접 도입한다고 발표했다. AI 작업이 기계와 가장 가까운 위치에서 수행되기에 현장 운영자와 유지보수 엔지니어는 실시간으로 신속한 의사 결정을 내릴 수 있고, 생산성 및 운영 효율성을 제고하며 작업 중단 시간을 최소화할 수 있다. 또한 지멘스의 코파일럿 제품군은 사용자와 기계의 협업을 강화해 개발 시간 및 혁신 주기 단축에 기여할 것으로 기대된다. 지멘스는 CES 2025에서 스타트업을 포함한 모든 규모의 기업이 지멘스의 산업용 메타버스 기술을 활용할 수 있도록 지원하겠다는 의지를 밝히며 ‘지멘스 포 스타트업(Siemens for Startups)’ 프로그램을 새롭게 공개했다. 이 프로그램을 통해 스타트업 기술자들은 지멘스 엑셀러레이터 플랫폼을 획기적으로 낮은 비용으로 이용할 수 있으며, 벤처 파트너링 및 고객 서비스도 지원받을 수 있다. 또한, 지멘스는 아마존 웹서비스(AWS)와 협력하여 AWS 크레딧 및 비즈니스 개발 리소스뿐만 아니라 기술 지원 및 시장 진출 지원을 위한 AWS 액티베이트(Activate) 프로그램도 제공하고 있다. 지멘스는 엔비디아와 협업해 지멘스 엑셀러레이터 플랫폼 내에 엔비디아 옴니버스(Omniverse)를 기반으로 구동하는 ‘팀센터 디지털 리얼리티 뷰어(Teamcenter Digital Reality Viewer)’ 등 신제품을 발표했다. 제품 수명주기 관리(PLM) 시스템에 대규모 물리 기반 시각화 기능을 적용하는 이 기술을 통해 라이브 3D 데이터를 활용한 안전한 디지털 트윈 환경에서 협업이 가능해지며, 오류와 데이터 불일치를 줄이고 워크플로와 의사결정을 간소화할 수 있다. 몰입형 엔지니어링 혁신을 위한 소니와의 협업 또한 계속된다. 양사는 소니의 헤드마운트 디스플레이에 엔지니어링용 지멘스 NX 소프트웨어를 적용해 산업용 메타버스 콘텐츠 제작을 위한 새로운 몰입형 엔지니어링 설루션을 선보였다. 제품 엔지니어링 및 제조 커뮤니티를 위한 고성능 혼합현실(MR)과 3D 중심의 협업 역량을 강화해줄 것으로 기대되는 이 설루션은 오는 2월 공식 출시 예정이다. 한편, 지멘스는 항공 스타트업 젯제로(JetZero)와 혼합 날개형 항공기 개발 및 생산에 대한 협력도 발표했다. 젯제로는 신규 항공기 설계 및 제조, 운영 전반에 지멘스의 개방형 디지털 비즈니스 플랫폼인 ‘지멘스 엑셀러레이터(Siemens Xcelerator)‘를 사용하고, 미국에 새로 건설되는 젯제로의 '미래의 공장‘에 지멘스의 자동화 하드웨어, 소프트웨어 및 서비스를 긴밀하게 통합해 항공기와 생산의 전기화, 자동화, 디지털화를 실현할 계획이다. 혁신적인 혼합 날개 설계는 연료 효율 50% 개선, 소음 감소, 2035년까지 탄소 배출 제로의 약속을 이행하는 것을 목표로 한다. 이로써 지멘스의 디지털 트윈 및 산업용 메타버스 기술이 세계 최초의 완전한 디지털 항공기를 설계 및 제작, 운영하는데 핵심적인 역할을 하게 될 것으로 기대되고 있다. 이 밖에도 지멘스 부스에서는 더욱 다양한 협업 설루션 사례를 통해 지멘스의 기술이 어떻게 개인, 지역, 글로벌 커뮤니티에 영향을 미치고 모든 사람의 일상을 변화시키는지 선보였다. 지멘스는 핀란드 기술 기업 스피노바(Spinnova)와 지속 가능한 무화학 섬유 생산을 위한 협력, 스웨덴 물 기술 기업 웨이아웃 인터내셔널(Wayout International)과 개인의 건강 및 웰빙 증진을 위한 식수 생산 설루션 개발 협력, 노르웨이 스타트업 데저트 컨트롤(Desert Control)과 사막화로 고통받는 지역의 지속 가능한 농업 및 도시 녹화 사업을 위한 협력, 미국 해양 산업의 전기화에 주력하는 회사 아크(Arc)와 보다 현대적이고 지속 가능한 보트 생산을 위한 협력 등을 전시했다.

  목차 제1장 거시경제 전망 1. 국내 실물경제 동향 2. 대내외 여건 전망 <참고 1> 미국 트럼프 행정부의 보편적 관세 부과의 경제적 영향 <참고 2> 금리 인하와 민간소비 <참고 3> 금리 인하와 설비투자 제2장 13대 주력산업 전망 1. 2025년 대내외 여건 변화와 산업별 영향 2. 2025년 13대 주력산업의 부문별 전망  3. 종합 및 시사점 <참고> 세계 반도체 시장 동향   요약 제1장 거시경제 전망  현 경기 판단: 수출의 양호한 성장세에도 내수의 더딘 회복으로 경기 회복세 약화 국내 실물경기는 반도체를 중심으로 한 수출의 견조한 성장세와 설비투자의 개선에도, 소비와 건설투자의 부진으로 회복세가 약화되는 모습 건설투자는 토목건설의 소폭 회복에도 불구하고, 건축 부문에서 누적된 선행지표 부진이 현실화되면서 전체적으로 감소세가 확대되는 양상 수출(통관 기준)은 반도체를 중심으로 양호한 성장세를 보이는 가운데, 지난해 말부터의 높은 증가율로 인한 기저효과로 증가세가 조정되는 모습 제2장 13대 주력산업 전망 소비심리 개선과 투자 확대로 세계 주요국 수요는 개선, 글로벌 경쟁 심화 및 무역장벽의 강화 영향으로 해외 생산은 확대되고 탈중국 경향도 계속될 전망 (세계 수요 여건) 2025년 세계 수요는 주요국 금리 인하 기대에 따른 소비심리 회복과 경기부양 정책으로 최종재 소비 및 중간재 수요가 확대될 것으로 보이나 중국의 경제 성장세가 정체되고 전 세계 대중국 디커플링 강화, 러-우 사태 및 중동 지정학적 리스크 장기화 등은 2025년에도 세계 수요를 억제할 수 있는 불확실성 요인  (주요 수출 대상국의 수요 전망) 2025년 13대 주력산업에 대한 주요국의 수요는 내수 개선 및 인프라 구축 등의 영향으로 중국을 제외한 대다수 시장에서 확대될 전망  미국 시장에서는 부동산 경기 회복과 인프라 투자 지속(기계, 철강, 가전), AI 서버 교체수요 발생(정보통신기기, 반도체), 바이오의약품 처방 확대(바이오헬스) 등 수요 회복의 긍정적 요인이 존재  유럽 시장에서는 구매수요 누적, 전기차 보조금 지급 재개 가능성, 노후설비 구조조정 및 IT 인프라 투자 확대 등 자동차, 철강, 석유화학, 정보통신기기 및 이차전지 수요에 대한 긍정적 여건 발생이 예상  중국 시장에서는 2025년에도 성장 정체에 따라 일반기계, 철강, 섬유, 가전 등의 수요가 부진할 전망이나, ICT 수요가 호조세로 전환되고 전기차 시장의 높은 성장세로 국산 중간재(석유화학 제품 등)에 대한 수요 개선 기대 (제품단가 변화) 2025년 국내 주요 수출제품의 단가는 기존 제품의 고급화 경향 등에 의한 상승 요인이 존재, 단, 글로벌시장의 성장이 예상되는 IT 부문에서 중국과의 경쟁 심화는 판매단가의 하방 압력 요인으로 작용할 전망 (해외 생산 전망) 2025년에도 주요 산업의 해외 생산은 국내 생산 비용 증가, 무역장벽 및 물류비용 증가 및 인도 등 현지 수요 증가 대응을 위해 확대될 것으로 예상, 한편 중국 현지 생산 규모는 지속 감소하면서 공급망 재편의 진행은 계속될 전망   영상 #산업연구원  #경제전망 #산업전망 #경제산업전망 #2025경제 #2025전망 #국내경제성장 #2025경제산업전망 #KIET #세종시 #국책연구기관 #국가정책연구기관 #정부출연연구기관   발행일 : 2024.11.25 출처 : 산업연구원

문화유산 분야의 이미지 데이터베이스와 활용 사례 (12)   지난 호에서는 1920년대에 발견되어 재활용 참기름병으로 사용되었던 백자가 1997년에 조선을 대표하는 국보가 된 ‘백자청화철채동채초충문병’의 화려한 외출 과정을 소개하였다. 개인의 경험을 바탕으로 한 안목감정에 의한 축적되기 어려운 도자기에 관한 정보를 어떻게 검증하고 체계적으로 정리해 나가야 할 것인가에 관해서 생각해 보았다. 도자기의 분류, 명명법, 각종 분석법의 원리와 한계에 관해서 소개하였다. 도자기 제작 시대, 지역, 재료, 제작방법 등 다양한 관점에서 데이터베이스에 담아내야 할 것인가에 대해서도 고민해 보았다. 이번 호에서는 올해의 주제였던 문화유산 분야의 이미지 데이터베이스와 활용 사례에 관한 기고를 마무리하면서 마지막 분야로 단청, 불화, 초상화, 등에 사용된 전통 안료에 관해서 살펴보고, 안료의 색상을 어떻게 안료 데이터베이스로 표현하고 기록할 것인가에 관해서 살펴보도록 한다.   ■ 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. 홈페이지 | www.wafermasters.com   그림 1. 2008년 2월 10일의 화재 후에 재건된 광화문의 낮과 밤의 모습(2014년 촬영). 단청으로 채색된 광화문의 야경은 조명과 어우러져 어둠 속에서 화려한 색상으로 재탄생한다.   색 색(色)이라는 단어를 사전에서 찾아보면 다음과 같이 정의하고 있다.  빛을 흡수하고 반사하는 결과로 나타나는 사물의 밝고 어두움이나 빨강, 파랑, 노랑 따위의 물리적 현상. 또는 그것을 나타내는 물감 따위의 안료. 일반인이 이해하기 쉽게 간단 명료하게 잘 정리되어 있지만, 빛에 대한 개념이 사람마다 다를 것이므로 같은 문장의 설명을 읽고도 각자 다른 생각을 할 수도 있다. 빛의 밝기와 파장 분포에 관한 정보가 없는 상태에서 빛이라고 하면 각자의 경험에 바탕을 두고 생각하게 되기 때문이다. 같은 옷을 입어도 아침, 점심, 저녁, 밤, 실내, 실내, 날씨, 조명 상태에 따라서 우리 눈에 비치는 색은 전혀 다르게 보이기 때문이다. 만약 형광 성분이 있는 물체라면 우리의 상상을 초월한 색으로 나타날 수도 있다.  <그림 1>에 2008년에 화재로 전소된 숭례문(남대문)을 재건한 것을 2014년의 어느 날 낮과 밤에 촬영한 사진을 소개하였다. 숭례문에는 화려한 색상의 단청이 입혀져 있다. 일반 상식으로 생각하면 낮에 단청이 더 멋지게 보일 것 같지만, 주변이 밝고 햇빛이 위에서 아래로 비추기 때문에 지붕에 가려진 단청은 지붕의 그늘에 가려지기도 하고 햇빛의 간접 조명 효과로 인하여 그다지 화려하게 보이지 않는다. 이와는 반대로 야간에는 주변이 어둡고 조명이 아래에서 위쪽으로 비추고 있어 지붕 아래쪽의 단청이 화려하게 나타난다. 물론 조명의 광원을 다르게 하여 광원의 파장 분포가 달라지면 겉으로 드러나는 색상도 달라지게 된다. 이렇게 조명 조건에 따라서 나타나는 색상이 달라진다면 색을 어떻게 정의해야 할까? 큰 건물의 넓은 면적에 단청을 칠할 때 어떻게 단청 색을 균일하게 칠할 수 있을까? 단청이 마르기 전과 마른 후의 색상은 다르기 마련인데, 경험적으로 마르기 전과 마른 후의 색상 차이를 터득하고 건물 천체를 수 개월간 칠해서 완성한 단청의 색상이 비교적 균일하게 보이는 것도 대단한 기술이라 하겠다.  낮에 촬영한 사진은 석축에 지붕의 그림자가 드리우고 있지만, 밤에는 아래쪽에서 조명이 이루어져 지붕의 그림자는 사라진다. 화재 후 복원된 석축은 오래된 돌과 새로 끼워 놓은 돌이 섞여 있어 얼룩 무늬가 나타난다. 낮에 촬영한 사진과 밤에 촬영한 사진을 비교해 보면 조명 조건에 따른 색상의 영향을 쉽게 이해할 수 있다. 지붕 없이 단청이 자외선이 강한 햇빛에 장시간 노출되면 단청이 변색되고 단청의 수명도 짧아지게 된다. 단청이 오래 유지되는 것은 광물성 천연 안료를 사용한 것 외에도 높은 에너지의 자외선을 포함한 직사 태양광이 지붕에 의해서 가려져 있기 때문이다.    안료 물체는 그 자체가 빛을 흡수, 반사, 산란하면서 빛의 종류에 따라 고유의 색을 띄게 된다. 고유의 색을 다르게 보이게 하기 위하여 다른 색상을 띄게 하는 물질을 덧씌우기 위한 것이 안료이다. 마치 화장품과도 같은 역할을 하는 물체이다.  다음에 안료의 정의와 화학적 특징에 따른 분류를 정리해 보았다. 안료는 크게 무기안료와 유기안료로 구별할 수 있다. 분자 구조에 탄소 원자가 없는 광물이나 금속, 금속 산화물 또는 금속염이 무기안료이고, 색상 범위에 제한이 있으나 안정성과 안전성이 뛰어나다. 유기안료는 탄소, 수소 및 산소 원자를 포함하는 탄소화합물로, 천연 또는 합성 원료에서 추출하게 되며 물감이나 페인트처럼 넓은 범위의 색상을 얻을 수 있다. 유기안료는 무기안료에 비해서 안정성이 낮고 안전성이 문제가 되기도 한다.  안료는 화학 구조에 따른 분류 이외에 색상, 형태, 용도에 따라 분류하기도 한다. 여성이 사용하는 화장품의 종류만 보아도 안료가 색상, 형태, 용도, 효과에 따라서 분류되어 일상생활에서 구별되고 있는지 쉽게 알 수 있다. 여성용 색조 화장품을 예로 들면 BB크림, 파운데이션, 파우더, 컨실러, 립스틱, 아이섀도, 아이브로, 아이라이너, 마스카라, 불러셔 등 다양한 안료를 사용한 제품이 있다.      ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

연세대학교 송도 국제캠퍼스에 ‘IBM 퀀텀 시스템 원(IBM Quantum System One)’이 국내 최초로 설치됐다. 지난 11월 20일, 연세대와 IBM은 송도 국제캠퍼스에서 기자간담회를 열고 캠퍼스 내에 도입된 양자컴퓨터를 공개했다. 이는 대학으로서는 전 세계 두 번째로 설치된 사례로, 국내 학문 및 산업계에 중요한 전환점을 제공할 것으로 기대된다. ■ 박경수 기자   ▲ 연세대에 설치된 127큐비트 IBM 퀀텀 시스템 원 제막식   연세대학교와 IBM의 양자컴퓨팅을 통한 협력 비전 연세대 윤동섭 총장은 “양자 컴퓨팅은 미래 산업과 학문의 패러다임을 바꿀 핵심 기술”이라며, “이번 IBM 퀀텀 시스템 원의 도입은 연세대가 양자 컴퓨팅 및 첨단 바이오 분야에서 세계적 연구와 교육을 선도할 기반이 될 것”이라고 밝혔다. 윤 총장은 양자 분야 연구자 유치와 글로벌 연구기관과의 협력을 통해 지속적으로 혁신적인 성과를 창출하겠다는 포부를 밝혔다. 연세대 정재호 양자사업단장은 연세대가 양자컴퓨팅 플랫폼 구축을 목표로 양자문해력 교육, 산업 수요 발굴, 그리고 국내 기업 경쟁력 향상을 지원할 계획이라고 전했다. 이를 위해 연세대는 양자생태계운영센터, 양자컴퓨팅기술지원센터, 양자컴퓨팅센터를 포함하는 ‘양자사업단’을 신설했다. 양자사업단은 ▲글로벌 협력기관 유치 ▲IBM 자원을 활용한 양자 알고리즘 개발 ▲교육 체계 구축 및 자료 개발 ▲워크숍·세미나 개최를 통해 한국 양자 생태계의 발전을 이끌겠다는 전략을 제시했다. 정 단장은 “국내 최초로 도입된 양자컴퓨터는 공동 활용 생태계 구축을 통해 산업 전반의 ‘양자 문해력’을 증진시키는데 기여할 것”이라고 강조했다.   ▲ 환영사 중인 연세대학교 윤동섭 총장   ▲ 양자컴퓨팅 플랫폼 구축 계획을 소개한 연세대 정재호 양자사업단장   IBM 퀀텀 시스템 원 : 한국의 기술적 도약 IBM 표창희 상무는 IBM 퀀텀 시스템 원의 기술적 우수성과 역할에 대해 설명했다. 127큐비트의 이 시스템은 기존 슈퍼컴퓨터와 상호 보완적 연동이 가능하며 화학, 물리학, 소재 과학 등 복잡한 문제 해결에 유용성을 제공한다. 한편 IBM 퀀텀 부사장 제이 감베타는 “이 시스템은 한국 양자 생태계 확장과 인재 양성의 기반이 될 것”이라고 기대감을 드러낸 바 있다. IBM은 현재 12기 이상의 유용성 단계 양자컴퓨터를 보유하고 있으며, 60만 명 이상의 사용자와 250개 이상의 글로벌 파트너 네트워크를 운영 중이다. 이번 연세대 도입으로 한국은 미국, 캐나다, 독일, 일본에 이어 IBM 퀀텀 시스템 원이 설치된 다섯 번째 국가가 되었다. 이는 한국이 양자컴퓨팅 분야에서 글로벌 경쟁력을 확보하는데 중요한 기반이 될 전망이다.   ▲ 퀀텀 시스템 원의 기술적 우수성과 역할에 대해 설명한 IBM 표창희 상무   양자컴퓨팅의 잠재력과 컴퓨팅의 미래 양자컴퓨터는 중첩과 얽힘 등 양자 물리의 특성을 활용해 기존 컴퓨터가 해결하기 어려운 문제를 더 빠르게 해결할 수 있다는 점이 강점이다. IBM의 ‘양자 유용성 단계’ 기술은 기존 컴퓨팅 능력을 초월하는 성능을 입증하며, 과학적 도구로서의 가능성을 넓히고 있다. 연세대는 이를 기반으로 2025년 창립 140주년을 맞아 양자 연구동 및 ‘양자컴퓨팅콤플렉스’를 개소할 예정이다. 이 시설은 바이오 분야와 융합된 세계 최초의 양자·바이오 첨단 산업 클러스터로, 송도 국제캠퍼스를 국가 첨단 전략산업의 중심지로 자리매김할 계획이다. 양자컴퓨팅 기술은 한국 산업 전반에 걸쳐 혁신을 이끌며, 국제적 협력을 통해 글로벌 기술 리더십을 강화하는데 기여할 것으로 기대를 모으고 있다. 따라서 앞으로의 연구 성과와 발전을 위해서는 국내 연구기관을 비롯해 기업과 정부 모두가 긴밀한 협력을 통해 양자생태계를 지속적으로 확장해야 한다. 이번 송도 취재를 통해 양자컴퓨팅이 더 이상 먼 미래의 기술이 아니라 현재의 가능성을 확장하는 현실적인 도구가 되었다는 것을 알 수 있었다. 이번 연세대와 IBM의 협력으로 한국은 양자컴퓨팅 분야에서 새롭게 도약할 수 있는 기반을 다지게 됐다. 향후 양자컴퓨팅이 우리 사회를 어떻게 변모시킬 것인지 다음 행보가 궁금하다.   ▲ 연세대학교 송도 국제캠퍼스에 설치된 ‘IBM 퀀텀 시스템 원’     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

안전은 전기자동차(EV)에서 가장 중요한 관심사이다. EV에 일반적으로 사용되는 리튬 이온 배터리는 높은 에너지 밀도로 인해, 배터리 설계 시 상정된 작동 조건에서 벗어날 경우 고장이 날 위험이 있다. 배터리 관리 시스템(BMS)은 배터리 파괴로 이어지는 통제할 수 없는 발열 반응인 열폭주를 비롯한 부정적인 결과를 방지하는 데에 핵심 역할을 한다. BMS의 주요 기능으로는 전류, 전압 및 온도 모니터링, 과충전 및 과방전 방지, 셀 간 전하 밸런싱, 배터리의 충전 상태(SOC) 및 성능 상태(SoH) 추정, 배터리팩의 온도 제어 등이 있다. 이러한 기능은 전기자동차의 성능, 안전성, 배터리 수명, 사용자 경험에 영향을 미치므로 매우 중요하다. 예를 들어, BMS는 전압 한계를 넘는 과충전 및 과방전을 방지함으로써 배터리의 조기 노화를 방지하고, 차량이 수명 기간 동안 성능을 유지할 수 있도록 한다.    그림 1. EV에 일반적으로 사용되는 리튬 이온 배터리의 높은 에너지 밀도는 배터리 설계 시 상정된 동작 조건에서 벗어나는 경우 고장이 날 위험이 있다.   BMS 개발에서 시뮬레이션의 이점 엔지니어는 거동 모델을 사용해 데스크톱 컴퓨터에서 배터리 플랜트 모델, 환경 및 BMS 알고리즘을 시뮬레이션한다. 그리고 하드웨어 프로토타입을 제작하기 전에 데스크톱 시뮬레이션을 통해 새로운 설계 아이디어를 탐색하고 여러 시스템 아키텍처를 테스트한다. 데스크톱 시뮬레이션을 통해 엔지니어는 BMS 설계의 기능적 측면을 검증할 수 있다. 예를 들어, 다양한 밸런싱 구성을 탐색해 적합성과 구성 간의 균형을 평가할 수 있다. 시뮬레이션은 요구사항 테스트에도 중요하게 작용한다. 엔지니어는 절연 이상이 있는 상황에서 올바른 접촉기의 거동을 검증할 수 있고, 하드웨어 테스트를 대체하기 위해 시뮬레이션을 통해 결함이 발생한 동안 시스템의 거동을 평가한다.    그림 2. 엔지니어는 거동 모델을 사용해 데스크톱 컴퓨터에서 배터리 플랜트 모델, 환경 및 BMS 알고리즘을 시뮬레이션한다.   데스크톱 시뮬레이션을 사용해 설계가 검증되면, 엔지니어는 신속 프로토타이핑(RP)이나 HIL(Hardware-in-the-Loop) 테스트를 위해 자동으로 C 코드나 HDL 코드를 생성하고, 실시간으로 코드가 실행되는 BMS 알고리즘을 더욱 면밀히 검증할 수 있다. RP를 통해 BMS 알고리즘 모델에서 코드가 생성되며, 이는 프로덕션 마이크로컨트롤러의 기능을 수행하는 실시간 컴퓨터에 배포된다. 자동 코드 생성을 통해 모델에 적용된 알고리즘 변경 사항을 며칠이 아닌 몇 시간 안에 실시간 하드웨어에서 테스트할 수 있다. HIL 테스트의 경우 BMS 알고리즘 모델이 아닌 배터리 플랜트 모델에서 코드가 생성되어 배터리팩, 능동 및 수동 회로 소자, 부하, 충전기 및 기타 시스템 컴포넌트를 나타내는 가상의 실시간 환경이 제공된다. 이 가상 환경을 통해 엔지니어는 실제 하드웨어 프로토타입을 개발하기 전에 실시간으로 BMS 컨트롤러의 기능을 검증할 수 있다.  시뮬레이션을 통해 엔지니어는 설계부터 코드 생성까지의 시간을 획기적으로 단축하고, 향상된 속도와 효율로 다양한 기술을 빠르게 모델링할 수 있다. 알티그린 프로펄션 랩(Altigreen Propulsion Labs)의 엔지니어들은 칼만 필터링 및 전류 적산법 등의 SOC 추정을 위한 다양한 기술을 모델링하고 반복적으로 테스트하기 위해 시뮬레이션 기반 접근 방식을 사용했으며, 포괄적인 접근 방식을 설계했다.  알티그린의 제어 시스템 책임자인 프라타메시 파트키(Prathamesh Patki) 수석 엔지니어는 “임베디드 코더(Embedded Coder) 덕분에 개발 시간이 절반으로 단축되었다”면서, “그 어떤 것을 개념화하든, 실제 하드웨어에서 가장 짧은 시간 안에 그것을 실행할 수 있다”고 말했다.    BMS 개발에서 모델링 및 시뮬레이션 활용 사례 셀 특성화는 배터리 모델을 실험 데이터에 맞추는 과정이다. BMS 알고리즘은 배터리 모델을 사용해 SOC 추정을 위한 칼만 필터나 SOC에 따른 전력 제한, 과전압이나 저전압 조건을 피하기 위한 온도와 같은 제어 파라미터를 설정하기 때문에 정확한 셀 특성화가 필수이다. BMS 개발의 후반 단계에서는 엔지니어가 동일한 배터리 모델을 사용해 시스템 수준 폐순환(closed-loop) 데스크톱 및 실시간 시스템 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 심스케이프 배터리(Simscape Battery)와 같은 툴은 등가 회로, 전기화학 및 차수 축소 모델링(ROM : Reduced Order Modeling)을 비롯한 배터리 모델링에 대해 신경망을 사용한 다양한 접근 방식을 제공한다.  충전 속도는 EV 설계 및 도입에 있어서 핵심 성과 지표이다. 고속 충전의 높은 전력 수준은 배터리 재료에 스트레스를 주고 수명을 단축시키기 때문에, 최대 충전 속도와 배터리에 가해지는 스트레스를 최소화하기 위해 고속 충전 중 전력 프로필을 최적화하는 것이 필수이다. 이는 시뮬레이션과 최적화를 통해 달성되며, 이로써 충전 시간이 최소화되고 스트레스 요인을 허용 범위 내로 유지할 수 있다.  양산용 코드 생성은 자동차 산업의 인증 표준을 준수하는 BMS 설계 워크플로를 보완한다. 예를 들어, LG화학(현 LG에너지솔루션)이 볼보 XC90 플러그인 하이브리드 자동차의 BMS를 개발했을 때 오토사(AUTOSAR)가 필수 표준이었다. LG화학은 BMS 알고리즘 및 거동을 설계 워크플로의 필수적인 부분으로 모델링하고 시뮬레이션하기로 결정했다. 각 소프트웨어 릴리스에서 발견된 소프트웨어 문제의 수는 약 22개에서 9개 미만으로 줄어 프로젝트 목표를 크게 웃돌았다. LG화학이 오토사를 사용하여 볼보를 위해 개발한 BMS는 ASIL C(Automotive Safety Integrity Level C)에 대한 ISO 26262 기능 안전 기반 인증을 취득했다.    맺음말 BMS 설계에서의 모델링과 시뮬레이션은 개발 주기를 단축하고, 비용을 절감하며, 더 안전하고 효율적인 EV를 실현할 수 있도록 지원한다. 엔지니어는 모든 가능한 동작 및 결함 조건에 대해 BMS 알고리즘을 실행함으로써, BMS 소프트웨어가 실제 시스템에서 해당 조건을 처리할 수 있다는 확신을 높이고 고비용 테스트의 필요성을 줄인다. 결국, 이러한 접근방식은 최종 제품이 업계 표준과 소비자 기대치를 뛰어넘도록 한다.    ■ 이웅재 매스웍스코리아의 이사이다. 홈페이지 | https://kr.mathworks.com     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

연세대학교 송도 국제캠퍼스 퀀텀 컴퓨팅 센터에 'IBM 퀀텀 시스템 원(IBM Quantum System One)'이 설치됐다. 연세대학교와 IBM은 11월 20일 송도 국제캠퍼스에서 기자간담회를 열고 국내에서는 최초이자, 대학으로서는 전 세계 두 번째인 양자컴퓨터 ‘IBM 퀀텀 시스템 원’을 전격 공개했다. ▲ IBM 퀀텀 시스템 원 제막식 ▲ IBM 퀀텀 시스템 원 ​​​​​​​ 이날 기자간담회는 국제캠퍼스 언더우드기념도서관 7층 국제회의실에서 열렸다. 연세대 윤동섭 총장은 환영사에서 "연세대는 국내 최초로 IBM 퀀텀 시스템 원을 설치해 양자 컴퓨팅과 첨단 바이오 분야에서 세계적 수준의 연구와 교육을 수행할 견고한 기반을 마련하게 됐다"며, "앞으로 양자 분야 연구자들을 적극적으로 유치하는 한편, 세계적인 양자 연구기관과 긴밀하게 협력해 혁신적인 연구 성과를 창출하겠다"고 포부를 밝혔다. ▲ 연세대학교 윤동섭 총장 연세대학교 정재호 연세대 양자사업단장은 연세대에서 IBM 양자컴퓨터를 도입하게 된 배경과 향후 활용 방안 등에 대한 브리핑을 진행했다. 정재호 단장은 양자컴퓨팅 플랫폼을 제대로 구축하는 것을 목표로 하고 있다며 "학생들이 양자문해력을 높일 수 있도록 교육 체계를 개편하고, 산업계의 양자컴퓨티 수요 발굴을 통해 국내 기업들의 대외 경쟁력 확장에도 도움이 될 수 있도록 지원하겠다"고 밝혔다. 또한 연세대는 양자 연구 및 생태계 조성을 본격화하기 위해 양자생태계운영센터, 양자컴퓨팅기술지원센터, 양자컴퓨팅센터를 포함하는 ‘양자사업단’을 신설했다고 소개했다. 양자 사업단은 향후 ▲글로벌 협력기관 유치를 위한연구 시설 확충 ▲IBM 자원을 활용한 양자 알고리즘 개발 지원 및 기술 프로젝트 자문 ▲양자 인재 양성을 위한 교육 및 자료 개발 ▲워크숍, 세미나, 콘퍼런스 개최 등을 통해 지식 교류 활성화 및 양자기술 발전에 기여할 계획이다.   ▲연세대학교 정재호 연세대 양자사업단장 정재호 연세대 양자사업단장은 “양자컴퓨팅 분야는 2023년부터 2030년까지 55억 달러이상의 성장이 예상되는 만큼, 국내 최초로 도입된 양자컴퓨터의 공동 활용 생태계 구축을 통해 산업 전반의 ‘양자 문해력’을 증진하고 상생 협력의 기반을 제공하는 것이 목적”이라고 설명했다. 그는 이어 “향후 정부기관, 지자체, 연구기관, 대학, 기업, 병원 등에서 양자컴퓨팅 활용 사업을 준비하는 다양한 기관 및 연구 협력에 관심 있는 기관은 언제든지 연세대 양자사업단으로 문의해 주시기 바란다”고 말했다. IBM 표창희 상무는 퀀텀 컴퓨팅 센터에 마련된 IBM 퀀텀 시스템 원의 성능에 대해 소개했다. 표창의 상무는 "앞으로 IBM은 양자 컴퓨터를 중심으로 한 개발을 지속할 계획이다"라며, "기존 컴퓨터를 양자컴퓨터와 연동을 통해 기존 슈퍼컴퓨터와의 상호보완을 통해 다양한 분야에서 활용될 수 있도록 지원하겠다"고 설명했다. ▲ IBM 표창희 상무 이날 브리핑 이후 언론에 실물이 공개된, 127 큐비트 IBM 퀀텀 시스템 원은 양자 우위에 도달하기 전 단계로, 양자 컴퓨터가 복잡한 연산에 있어 기존 수퍼 컴퓨터보다 더 나은 성능을 제공하는 것이 입증되었다. 연세대에 설치된 제품은 과학적 도구로서의 ‘유용성’을 제공하는 ‘양자 유용성 단계’의 양자 컴퓨터로, 연세대를 비롯해 주변 연구기관에서도 화학, 물리학, 소재 과학 등에 활용될 전망이다. 또한 연세대와 협력하는 국내 학술 기관과 기업들이 양자컴퓨팅 기술 연구에도 많은 도움을 줄 것으로 기대를 모으고 있다. ‘양자 우위’에 도달한 양자 컴퓨터는 중첩, 얽힘 등의 양자의 특성을 활용한 엄청난 성능으로 현재 사용하고 있는 기존 컴퓨터로 풀 수 없거나 어려운 문제를 더 빠르고, 더 정확하게, 더 저렴한 비용으로 풀 수 있을 전망이다. 한편 현 정부에서도 국가 경쟁력을 위한 차세대 과학 기술로 연구 개발에 많은 관심과 투자를 기울이고 있는 분야다. IBM은 양자 컴퓨팅 분야의 선도 기업으로서 12기 이상의 양자 유용성 단계의 양자 컴퓨터와 60만명 이상의 사용자 기반을 가지고 있다. 또한 2016년 이후 JP 모간, 엑손 모빌, 메르세데스 벤츠, LG 전자, 두산 그룹 등 대기업 및 연구소, 스타트업, 정부 기관 등 전 세계 250 개 이상의 회원사를 둔 IBM 퀀텀 네트워크를 운영하고 있다. 이 시스템으로 한국은 미국, 캐나다, 독일, 일본에 이어 IBM 퀀텀 시스템 원이 설치된 전 세계 5번째 국가가 되었다. IBM 퀀텀 시스템 원은 127큐비트 IBM 퀀텀 이글 프로세서로 구동되며 연세대 네트워크의 연구자,학생, 조직 및 파트너들만이 전용으로 사용할 수 있는 유용성 단계의 컴퓨팅 자원을 제공한다. 2023년 IBM은 IBM 이글 프로세서가 기존 컴퓨팅을 사용한 무차별 대입 시뮬레이션 방식으로는 불가능했던 정확한 계산을 수행할 수 있는 성능을 보유했음을 보여줬다. ‘(양자) 유용성 단계’로 알려진 이 성능은 양자 컴퓨터가 기존 컴퓨팅 방식을 능가하는 문제 해결 능력을 갖추게 되는 ‘양자 우위’에 도달하기 위해 화학, 물리학, 소재 과학 및 다양한 분야의 문제를 탐구하는 과학적 도구로 활용될 수 있는 시대가 열렸음을 의미한다. 양자 우위에 도달하여 양자 연산이 무차별 대입이나 근사치 계산 방식을 뛰어넘는 실질적으로 중대한 이점을 제공하게 되면 기존 컴퓨팅보다 더 저렴하고 더 빠르며 더 정확한 방식으로 복잡한 문제의 답을 계산할 수 있게 된다. ▲ IBM 퀀텀 시스템 원   제이 감베타(Jay Gambetta) IBM 퀀텀 부사장은 “연세대와 함께 유용성 단계의 양자 컴퓨터를 한국에 제공하게 되어 매우 기쁘다. 이를 통해 한국에 있는 더 많은 연구 기관과 단체, 기업 그리고 인재들이 양자 알고리즘의 한계를 넘어 과학적·사업적 가치를 모색할 수 있기를 바라며, IBM 퀀텀 시스템 원이 한국의 미래 양자 인재 양성과 양자 생태계 확장의 중요한 기반이 되기를 기대한다"고 말했다. 한편, 연세대는 2025년 3월 연세대 창립 140주년 및 유네스코 ‘국제 양자과학기술의 해’를 맞아 송도 국제 캠퍼스에서 IBM 퀀텀 시스템 원이 설치된 양자 연구동을 포함한 ‘양자컴퓨팅콤플렉스’ 개소식을 개최할 예정이다. 송도 국제캠퍼스는 바이오 분야의 국가첨단전략산업 특화단지의 핵심 거점으로서 연세대는 세계 최초의 양자·바이오 융합 첨단 산업 클러스터 구축을 목표로 인천광역시와 협력하고 있다. 이 클러스터 개발의 일환으로 2024년 7월, 연세대학교와 IBM은 국내 양자 생태계 발전을 위한 바이오-퀀텀 이니셔티브에 협력하는 양해각서를 체결했다.

연세대학교와 IBM은 양자컴퓨터 ‘IBM 퀀텀 시스템 원(IBM Quantum System One)’을 공개했다. 연세대 송도 국제 캠퍼스 퀀텀 컴퓨팅 센터에 설치된 IBM 퀀텀 시스템 원은 연세대를 비롯해 연세대와 협력하는 국내 학술 기관과 기업이 양자컴퓨팅 기술을 연구하고 활용할 수 있는 기회를 제공하고자 도입됐다. 이 시스템으로 한국은 미국, 캐나다, 독일, 일본에 이어 IBM 퀀텀 시스템 원이 설치된 전 세계 다섯 번째 국가가 되었다. IBM 퀀텀 시스템 원은 127큐비트 IBM 퀀텀 이글 프로세서로 구동되며 연세대 네트워크의 연구자, 학생, 조직 및 파트너들만이 전용으로 사용할 수 있는 유용성 단계의 컴퓨팅 자원을 제공한다.     2023년 IBM은 IBM 이글 프로세서가 기존 컴퓨팅을 사용한 무차별 대입 시뮬레이션 방식으로는 불가능했던 정확한 계산을 수행할 수 있는 성능을 보유했음을 보여줬다. ‘(양자) 유용성 단계’로 알려진 이 성능은 양자 컴퓨터가 기존 컴퓨팅 방식을 능가하는 문제 해결 능력을 갖추게 되는 ‘양자 우위’에 도달하기 위해 화학, 물리학, 소재 과학 및 다양한 분야의 문제를 탐구하는 과학적 도구로 활용될 수 있는 시대가 열렸음을 의미한다는 것이 IBM의 설명이다. IBM은 “양자 우위에 도달하여 양자 연산이 무차별 대입이나 근사치 계산 방식을 뛰어넘는 실질적으로 중대한 이점을 제공하게 되면, 기존 컴퓨팅보다 더 저렴하고 더 빠르며 더 정확한 방식으로 복잡한 문제의 답을 계산할 수 있게 된다”고 소개했다. 연세대는 2025년 3월 창립 140주년 및 유네스코 ‘국제 양자과학기술의 해’를 맞아 송도 국제 캠퍼스에서 IBM 퀀텀 시스템 원이 설치된 양자 연구동을 포함한 ‘양자컴퓨팅콤플렉스’ 개소식을 개최할 예정이다. 송도 국제 캠퍼스는 바이오 분야 국가첨단전략산업 특화단지의 핵심 거점으로서, 연세대는 세계 최초의 양자·바이오 융합 첨단 산업 클러스터 구축을 목표로 인천광역시와 협력하고 있다. 또한 연세대는 양자 연구 및 생태계 조성을 본격화하기 위해 양자생태계운영센터, 양자컴퓨팅기술지원센터, 양자컴퓨팅센터를 포함하는 ‘양자사업단’을 신설했다.  연세대 윤동섭 총장은 “연세대는 국내 최초로 IBM 퀀텀 시스템 원을 설치함으로써, 양자 컴퓨팅과 첨단 바이오 분야에서 세계적 수준의 연구와 교육을 수행할 견고한 기반을 마련했다”면서, ”우수한 양자 분야 연구자를 적극 유치하고 세계적인 양자 연구기관과 긴밀히 협력해, 혁신적인 연구 성과를 창출하며 인류 삶의 질을 향상시키는 공동 목표 달성에 매진하겠다”고 말했다. 제이 감베타(Jay Gambetta) IBM 퀀텀 부사장은 “연세대와 함께 유용성 단계의 양자 컴퓨터를 한국에 제공하게 되어 매우 기쁘다. 이를 통해 한국에 있는 더 많은 연구 기관과 단체, 기업 그리고 인재들이 양자 알고리즘의 한계를 넘어 과학적·사업적 가치를 모색할 수 있기를 바라며, IBM 퀀텀 시스템 원이 한국의 미래 양자 인재 양성과 양자 생태계 확장의 중요한 기반이 되기를 기대한다”고 전했다. 

헥사곤 매뉴팩처링 인텔리전스는 새로운 배터리 셀 설계 설루션을 출시했다고 발표했다. 이 설루션은 독일의 프라운호퍼 연구소(프라운호퍼 ITWM)의 전기화학 시뮬레이션 기술과 헥사곤의 멀티피직스 및 측정 소프트웨어를 결합한 것이다. 헥사곤은 새로 출시한 배터리 설계 설루션이 이 설루션이 새로운 배터리 셀 연구 개발 프로그램을 가속화할 수 있을 것으로 기대하고 있으며, 이를 통해 국내 배터리 산업의 기술 향상과 글로벌 시장 내 경쟁력 강화를 적극 지원할 계획이다. 헥사곤은 “가상 실험실을 통한 비용 절감, 생산성 향상, 다양한 배터리 전기화학 반응에 대한 시뮬레이션 능력 등을 제공함으로써 국내 기업들의 기술 경쟁력을 한층 높일 것”이라고 전했다. 새로운 배터리 셀 개발은 복잡하고 시간이 많이 소요되는 과정이다. R&D 단계에서는 이론 원리에 기반한 실험계획법(DoE)의 과정이 필요하며, 이는 많은 시행착오와 반복작업이 요구되는 실험실에서의 실제 테스트를 통해 검증된다. 또한, 셀 제조 과정의 여러 단계가 불량률과 배터리 성능에 영향을 미칠 수 있어 세심한 관리가 요구된다. 헥사곤의 새로운 전기화학 배터리 설계 설루션은 프라운호퍼 ITWM의 배터리 및 전기화학 시뮬레이션 도구(Battery and Electrochemistry Simulation Tool : BEST) 솔버를 헥사곤의 디지털 재료 제품군 중 하나인 디지매트(Digimat)에 통합한다. 이를 통해 다양한 배터리 유형에 대해 내부 구조와 성분을 자세히 시뮬레이션하고, 제조 공정의 영향을 고려한 효율적인 다중물리 기반 셀 설계 탐색을 지원한다. 또한 배터리 설계에 필요한 다양한 재료 정보를 제공하고, CT 스캔을 통해 배터리 내부를 분석할 수 있는 기능을 통해 배터리의 물리적 특성 분석 및 배터리 설계 과정을 효율적으로 수행할 수 있도록 지원한다.     새로운 설루션을 활용한 가상 실험실은 ▲입자 크기 분포와 탄소 바인더 분포 등 적절한 재료와 구성 최적화를 통한 에너지 효율, 수명, 최적 충전 프로토콜 등 성능 향상 ▲헥사곤의 산업용 3D 측정 소프트웨어인 ‘VGSTUDIO Max’를 활용하여 제조된 셀의 내부 구조를 CT 스캔하여 역설계하고, 이를 통해 제조 공정이 셀 미세구조에 미치는 영향을 검토 ▲배터리 에이징 및 셀 설계의 안전성 영향 조사를 통한 배터리 관리 시스템의 최적 충전 프로토콜 개발 등과 같은 주요 기능을 제공한다. 배터리 셀의 설계와 개발은 소재, 전기화학반응 설계, 기계적 설계, 제조 공정 간의 복잡한 상충 관계로 인해 상당한 어려움이 있는 영역이다. 헥사곤은 프라운호퍼 ITWM과의 파트너십을 통해 R&D 팀이 더 나은 성능의 배터리 셀을 설계하고, 프로토타입 단계에서 빠른 피드백을 받아 더 신속하게 개발할 수 있도록 도울 수 있게 됐다고 설명했다. 이를 통해 복잡한 과정의 많은 부분을 시행착오에 의존하던 개발 프로세스를 개선할 수 있다는 것이다. 헥사곤 매뉴팩처링 인텔리전스의 수밤 셋(Subham Sett) 멀티피직스 부문 부사장은 “배터리 성능과 품질은 특히 자동차 시장에서의 제품 경쟁력에 큰 영향을 미치는 차별화 요소”라며, “헥사곤은 열 관리 및 열폭주 시뮬레이션에 투자해오고 있으며, 이번 설루션 출시로 인해 많은 제조기업에서 배터리 셀 내 다중물리 상호작용에 대해 전체적인 관점의 분석을 가능하게 한다”고 말했다. 프라운호퍼 ITWM의 요헨 차우슈(Jochen Zausch) 박사는 “우리는 헥사곤의 혁신적인 재료 모델링 소프트웨어에 프라운호퍼 ITWM의 신뢰도 높은 BEST 배터리 전기화학 솔버 기능을 도입하기 위해 훌륭한 기술 협력을 이뤘다”면서, “이러한 포괄적인 시뮬레이션 워크플로를 통해 새로운 배터리 혁신이 빠르게 추진되기를 기대한다”고 말했다.