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서사 시작된 자율제조...“Connectivity 기반 시뮬레이션 기술이 핵심”

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[#강추 웨비나] CST를 활용한 전자부품 Pogo Pin & Socket 해석 사례 및 방법 (7/23)

 

공장 및 플랜트가 연중 쉬지 않고 가동되는 ‘자율제조(Autonomous Manufacturing)’ 체제 개막이 본격화됐다. 자율제조는 4차 산업혁명 도래와 함께 주목받은 ‘공장 자동화’, ‘스마트 팩토리(Smart Factory)’에서 퀀텀점프한 개념으로, 제조 환경의 ‘최종 진화형’으로서 제조 산업 내 뜨거운 감자다.

 

이 시스템은 공장 스스로 판단해 각종 이슈·변수에 대응하면서도 관리자의 의사결정 또한 지원함에 따라, 전 세계적으로 불어닥친 인력난에 맞서는 카드로 급부상하고 있다. 인공지능(AI)·로봇·디지털 트윈·빅데이터·증강현실(AR)·확장현실(XR)·빅데이터 등 디지털 전환(DX)에 필요한 핵심 기술을 기본적으로 내재화할 것으로 전망돼 그 가치는 날로 배가되는 중이다.

 

자율제조는 현장 내 모든 요소가 동기화되고 상호작용하는 ‘연결성(Connectivity)’이 근간이기 때문에 한층 정밀하고 높은 차원의 기술적 면모를 요구한다.

 

특히 ‘마수걸이 공정’, ‘정밀 공정의 꽃’으로 인식되는 제품설계 프로세스에는 시뮬레이션을 담당하는 '전산응용해석(Computer Aided Engineering 이하 CAE)' 기술이 필수로 활용되는데, 자율제조 체제에서는 특히 더욱 고도화된 CAE 기술이 필요하다.

 

CAE에는 수치 데이터 기반 구조 물리 시뮬레이션 기법인 ‘유한요소해석(FEA)’, 유체 흐름을 고려해 설계하는 ‘전산유체역학·유동해석(CFD)’, 열 변화에 따른 설계 기법 ‘열전달해석(HTA)’, ‘소음해석(FEM)’, ‘설계최적화해석(MDO)’ 등 다양한 형태의 기법이 존재한다. 그만큼 CAE 생태계에서는 수많은 인사이트가 제시되고 있다.

 

산업 DX 솔루션 업체 헥사곤 매뉴팩터링 인텔리전스(Hexagon Manufacturing Intelligence 이하 헥사곤)는 FEA·CFD·FEM 등과 관련한 CAE 솔루션을 제조 산업에 제시한다. 지난 2019년에는 ‘CAE 스페셜리스트’로 평가받는 마헤시 카일라삼(Mahesh Kailasam)을 디자인 & 엔지니어링 사업부 글로벌 총괄 사장 겸 수석 부사장(Senior Vice President, SVP)으로 선임해 CAE 역량 강화를 꾀했다.

 

그는 헥사곤 등판 5주년을 맞이해 그동안의 성과를 공유하며 “지금까지 CAE 시장 요구사항을 적극 반영하는 정책을 통해 각종 기술적 변화에 대응해왔다”며 “인공지능(AI)·그래픽처리장치(GPU) 등 차세대 기술의 홍수에 직면한 국면에서 기존 제품 및 솔루션을 개선하거나, 새로운 솔루션을 내놓는 등 전략으로 고객 니즈에 발맞추고 있다”고 강조했다.

 

자동차·전기전자·항공우주·이차전지·반도체 등 우리나라의 주력 산업 성장 가능성에 주목해 첫 방한한 카일라삼 수석 부사장. 그가 제시한 CAE 분야 인사이트 포인트는 뭘까?

 


 

 

시뮬레이션 포트폴리오 확장에 방점...정조준 요소는?

 

헥사곤은 도래하는 자율제조 체제에 대응하기 위한 시뮬레이션 기술을 제조 산업에 제공하는 것을 목표로 로드맵을 구상했다. 이 과정에서 생산성 향상에 기여하는 ‘성능(Performance) 확보’, 포트폴리오 강화를 통한 ‘사용자 경험(User Experience) 개선’, 시뮬레이션 생태계 내 모든 주체 및 기술을 잇는 ‘연결성(Connectivity) 구축’ 이 세 가지 요소에 집중했다.

 

헥사곤은 성능 최적화를 위해 사용자 의견 및 정보를 수집하고, 이를 바탕으로 실제 현장과 가상 현장을 동기화한 디지털 트윈 솔루션을 구축했다. 이는 헥사곤의 기존 CAE 솔루션과 통합돼 시뮬레이션 고도화를 실현한 대표적 사례로 기록됐다.

 

이 기술적 통합은 설계단에서부터 생산성·정밀성·유연성 등을 확보할 수 있어, 이후 이어질 공정에 연쇄적으로 유의미한 이점을 제공할 것이라 기대받는다. 해당 강점은 사용자 경험 개선 부문에서도 강점을 발휘한다.

 

이와 연결돼 이러한 혁신점을 거시적 시뮬레이션 생태계에 전파해 동반성장을 도모하는 전략도 진행됐다. 연결성 구축을 목표로 탄생한 생태계 통합 개방형 플랫폼 ‘넥서스(Nexus)’가 이에 해당되는 핵심 포트폴리오다.

 

넥서스는 클라우드 기반으로 헥사곤의 기술 및 서비스를 공유하는 창구다. 고객뿐만 아니라 협력사, 경쟁사, 파트너사 등 모든 시뮬레이션 분야 이해관계자에게 자사 노하우를 제공한다는 점에서 본질적인 차별화를 뒀다.

 

해당 플랫폼은 각종 시뮬레이션 솔루션을 담았다. 용접·적층 등 제품 제조 방식을 제시하는 시뮬레이션 모델 ‘버추얼 메뉴팩처링(HxGN Virtual Manufacturing Suite)’이 내재화됐다. 여기에 각기 다른 소재를 융합해 새로운 기능을 발현하는 ‘복합재료(Composite Materials)’ 모델링 솔루션 ‘Digimat’도 넥서스에 이식됐다.

 

카일라삼 수석 부사장은 “넥서스에서는 성능을 개선한 실시간 동역학 시뮬레이션 프로그램 ‘아담스(ADAMS)’, 시뮬레이션 데이터 관리 플랫폼 ‘심매니저(SimManager)’ 등을 만나볼 수 있다”며 “특히 최근 발표한 차세대 시뮬레이션 기술 ‘에이펙스(APEX)’도 공유돼 시뮬레이션 솔루션을 총망라한다”고 역설했다.

 

 

“진입장벽 문제 안 돼...차세대 기술 담은 시뮬레이션 솔루션 제시할 것”

 

헥사곤은 제조 산업 내 모든 기업의 시뮬레이션 역량 균형 확보에 기여하기 위해 맞춤형 시뮬레이션 라인업을 기획했다. 이는 기업 규모와 관계없이 각자가 필요한 솔루션을 직관적·효율적으로 도입하는 것을 지원하기 위한 전략적 로드맵이다.

 

여기에 특화된 ‘MSCOne’ 은 헥사곤의 소프트웨어를 목적에 맞게 통합·선별한 맞춤형 소프트웨어 패키징 플랫폼이다. 동일한 기업이라도 시점에 따라 각기 다른 시뮬레이션 기법을 요구하기 때문에 해당 플랫폼은 이 측면에서 경쟁력을 발휘한다. 기업의 일정 및 프로젝트에 맞게 활용 가능해 대기업을 비롯한 중소·중견기업, 벤더사까지 모든 에코시스템에서 활약하고 있다.

 

헥사곤은 이와 함께 소프트웨어 활용 기업의 비용 효율성을 극대화하는 구독형 서비스형 소프트웨어(Software as a Service, SaaS) 및 온디멘드(On-Demand) 솔루션도 함께 보유했다. 라이선스 비용을 지불하지 않아도 기술이 필요할 때마다 솔루션에 자유롭게 진입해 시뮬레이션 소프트웨어를 활용하는 서비스를 제공하고 있다.

 

아울러 헥사곤은 이러한 사용자 지원 정책과 함께 신기술이 내재화된 레퍼런스 확장에도 주력하고 있다. 국내 자동차 제조사와 함께 개발 프로젝트를 진행한 AI 머신러닝 소프트웨어 ‘오딧세이 A-Eye(ODYSSEE A-Eye)’가 그 신호탄을 쐈다. 현재 해당 솔루션을 알리기 위해 여러 차례 온라인 세미나를 개최한 바 있다.

 

이와 더불어 최근 전 세계 산업 안에서 잠재력을 인정받고 있는 생성형 AI(Generative AI) 기술을 입힌 차세대 솔루션을 개발 중이다. 발 빠르게 솔루션을 시장에 선보이기 위해 다양한 컴퓨팅 기술 업체와 협력하고 있다.

 

마헤시 카일라삼 수석 부사장은 이와 관련해 “현재 시뮬레이션 기술은 설계단에서 데이터를 제공하고, 그것을 기반으로 사용자의 효율적 의사결정을 지원하는 것이 주요 임무”라며 “미래형 시뮬레이션 소프트웨어는 스스로 설계점을 찾아 분석한 후 다각적인 설계 인사이트를 제공하는 새로운 차원의 기술이 요구될 것”이라고 전망했다.

 

이어 “이 바탕에는 고성능 AI, 빅데이터, 클라우드 등 기술이 핵심 구성요소가 될 것이며, 이러한 차세대 시뮬레이션 솔루션은 자율제조 시스템을 앞당기는 ‘제조 게임체인저’”라고 부연했다.

 

끝으로 그는 시뮬레이션 솔루션 활용 기기 및 플랫폼의 혁신에 대해 강조했다. 현재 클라우드, 온프레미스(On-premise) 등 서버 기반 환경에서 기기 자체에서 솔루션을 활용하는 ‘온디바이스(On-Device)’가 주력이 돼야 함을 피력했다.

 

헬로티 최재규 기자 |









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