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버추얼 트윈 기술이 하이테크 산업 ESG에 미치는 영향

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디지털 기술과 지속가능성

 

현재 항공우주, 자동차 및 모빌리티, 하이테크, 바이오 등 다양한 산업에서 커다란 디지털 전환이 진행되고 있다. 또한, 코로나19 팬데믹 이후 환경에 대한 관심이 커짐에 따라 디지털 전환은 ESG 실현을 위한 필수적인 과제로 자리 잡고 있다. 

 

모건스탠리캐피털 인터내셔널이 2021년 진행한 조사에 따르면, 디지털 기술은 온실가스 감축 목표의 약 50%에 기여하고 MSCI의 총 35가지 항목 중 디지털 전환으로 40% 이상의 문제를 해결할 수 있다고 나타났다.

 

디지털 전환이 현재 속도로 계속된다면, 이산화탄소를 102Mt만큼 절감할 수 있을 것으로 예상된다. 디지털 전환 속도가 빨라지게 되면 이산화탄소 절감 효과는 151Mt를 기록할 것으로 예상되며, 이는 국가 기후 목표 절감량의 58%를 차지한다. 

 

 

버추얼 트윈이란?

 

다쏘시스템은 현실의 제품을 가상으로 복제하는 것이 아닌 제품 설계 전부터 모든 구성요소를 가상으로 구현하는 ‘버추얼 트윈’을 제공하는 3D익스피리언스 플랫폼을 제공한다. 3D익스피리언스 플랫폼은 제품 모양, 사이즈, 소재, 구성요소를 미리 가상환경에서 설계할 수 있다.

 

또한, 설계에 따른 제품 내구성, 열역학, 공기역학 등을 현실과 동일한 물리적 요건을 갖춘 가상환경에서 다양한 시나리오를 토대로 시뮬레이션할 수 있다. 즉, 물리적 프로토 타입을 생산하지 않고, 제품에 대한 테스트를 진행할 수 있는 것이다. 

 

프로토 타입을 통해 제품을 테스트하게 된다면, 테스트 후 문제점 발견 시 수정을 거쳐 다른 프로토 타입을 생산한다. 이런 과정이 반복되면 기업의 시간, 생산 비용이 낭비되는 것뿐 아니라 프로토 타입 생산으로 인한 화학물질, 자원 낭비 등 환경오염의 요인으로 작용한다.

 

특히 국내에서는 반도체 중심의 소부장 산업이 국가 주력 산업인 만큼, 정밀한 설계와 제품 테스트가 필요하다. 이 과정에서 다양한 물질을 활용한 실험이 요구되는 만큼 환경 및 안전에 대해서도 신경써야 한다. 특히 국내에서는 반도체 중심의 소부장 산업에 있어 차세대 기술 및 물질에 대한 수많은 연구와 테스트를 필요로 한다. 이 과정에서 생산되는 프로토 타입이 환경에 미치는 영향을 결코 무시할 수 없다. 

 

버추얼 트윈 활용한 하이테크 산업의 ESG 달성 사례

 

보쉬 자동차 멀티미디어

 

독일에 본사를 둔 보쉬 모빌리티 솔루션 사업부에 속하는 보쉬 자동차 멀티미디어는 차량 인포테인먼트 및 내비게이션의 첨단 시스템을 제작하는 기업이다. 이들은 솔루션을 통해 다양한 분야를 통합하기 전, 정보의 손실과 뒤늦게 발생하는 제품 오류로 인해 큰 비용을 낭비했다.

 

솔루션 도입 후, 실제 프로타입을 제작할 필요 없이 통합 3D 모델을 통해 소프트웨어, 기계, 하드웨어 등 다른 분야의 오류를 초기단계에 발견할 수 있었다. 이를 통해 프로토 타입 생산으로 소요되는 기업의 비용, 시간뿐 아니라 화학물질 배출 및 자원 낭비 감축 효과도 이뤄낼 수 있었다. 

 

제너럴 일렉트릭

 

발전용 터빈, 항공기 엔진 등 다양한 산업장비 시스템을 개발하는 제너럴 일렉트릭 역시 MBSE 도입을 통해 제품 제작 및 클레임으로 인해 소요되는 시간과 비용을 절약할 수 있었다. 자사의 항공기 엔진의 다수가 예상과 다른 마모패턴을 보였고, 기존의 방법을 토대로 문제를 해결하려면 원인을 파악할 때까지 제품 생산을 중단해야 하는 상황을 겪었다.

 

하지만 MBSE를 활용해 디지털 모델로 항공기 엔진을 시뮬레이션했으며, 이를 통해 세계에서 발생하는 먼지가 지역별로 달라 사용 패턴에 따라 마모가 발생한다는 것을 발견했다. 이를 통해 특정 지역, 특정 엔진에 발생하는 문제를 해결해 발생 가능한 문제를 사전에 해결할 수 있었다.

 

제너럴 일렉트릭은 이미 55만 개 이상의 자사 제품을 버추얼 트윈을 통해 만들어냈다. 대표적인 사례로 GE는 나이아가라 폭포의 수력 발전소 터빈을 버추얼 트윈으로 설계했으며, 전력 효율성을 높이고 가동중지 시간을 줄일 수 있었다. 

 

 

세서메스

 

프랑스의 복합 시스템 전문 컨설팅 회사 세서메스(Center of Excellence on Systems Architecture, Management, Economy and Strategy)는 다쏘시스템의 플랫폼을 통해 개발 주기 후반에 발생하는 문제를 미리 제거해 물리적 프로토타이핑을 끝없이 반복할 필요가 없었다. 엔지니어링 방법으로는 물리적 프로토타입 단계에 이를 때까지 발견할 수 없는 설계 격차를 사전에 방지할 수 있었다. 

 

헬로티 서재창 기자 |










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