제조

“버추얼 트윈 기반 설계-생산 일관화 통합 플랫폼 구축”다쏘시스템과 HD현대중공업 맞손

Mon, 29 Apr 2024 07:36:47 GMT

다쏘시스템, HD현대중공업과 HD한국조선해양과 전략적 업무 협력으로 버추얼 트윈 기반 설계-생산 일관화 통합 플랫폼 구축으로 생산성 향상과 지속가능성 정조준 다쏘시스템, 대한민국 선박제조의 디지털화와 지속가능성 두 가지 목표를 동시에 지원할 것 – 다쏘시스템(www.3ds.com/ko)은 24일 HD현대중공업 그리고 HD한국조선해양과 버추얼 트윈 기반의 설계-생산 일관화 통합 플랫폼 구축을 위해 “전략적 협력”을 한다고 밝혔다. 전략적 협력을 통해 3사는 버추얼 트윈 기반의 설계-생산 일원화, 생산 효율 향상 및 혁신을 위해 통합 플랫폼을 구축하는 것은 물론, 조선업의 일정 단축과 비용 절감, 고품질을 포함한 높은 건조 효율성 달성을 위해 협업할 예정이다. HD현대중공업은 세계 선박건조 1위의 기술적 리더십을 강화하고 현재 조선해양산업이 직면한 최첨단/친환경 선박 개발, 제한된 인력, ESG 요구 등에 효과적으로 대처하기 위해 디지털 전환을 가속화하고 있다. 다쏘시스템은 세계 주요 조선소에서 검증된 다쏘시스템의 3D익스피리언스 기반 조선해양 전용 솔루션과 표준화된 프로세스를 활용하여 HD현대중공업이 추구하는 디지털 전환이 최고의 비즈니스 가치를 이끌어 낼 수 있도록 협력할 것이다. 전승호 HD현대중공업 기술본부장은 “HD현대중공업은 미래 첨단 조선소 (Future of Shipyard, FOS) 비전하에 스마트 쉽야드(Smart Shipyard) 구축을 추진하고 있으며 이를 위해서는 과거의 설계 방법이 아닌 3D와 디지털 자산 기반의 디지털 트윈을 구축, 운영함으로써 스마트 쉽야드(Smart Shipyard)의 기반을 확고히 하고자 한다.” 며 “다쏘시스템의 뛰어난 통합 플랫폼인 3D익스피리언스 활용에 대한 협력을 통해 HD현대중공업의 목표를 앞당겨 달성할 수 있기를 기대한다.”고 말했다. 이태진 HD한국조선해양 DT혁신실장은 “모든 선박이 고객의 주문에 따라 맞춤으로 생산되는 조선 생산 현장은 4차산업혁명의 최종목적인 대량 맞춤생산(Mass Customization)이 실현이 되어야할 최적의 장소”라고 설명하면서, “항공, 자동차 등 양산 프로세스에서 좋은 성과를 거두고 있는 다쏘시스템의 버추얼 트윈과 3D익스피리언스 플랫폼의 활용이 디지털 트윈 기반의 미래 조선소를 개척하는데 도움이 될 수 있을 것”으로 본 MOU의 취지를 설명하였다. 정운성 다쏘시스템 코리아 대표이사는 “HD현대중공업이 글로벌 리더로서 쌓아온 전문지식과 노하우에 세계적으로 검증된 다쏘시스템의 3D익스피리언스 플랫폼 기반 조선해양 솔루션을 접목함으로서 시너지 효과가 극대화 될 것이다” 라며, “다쏘시스템은 계속해서 대한민국 선박 제조의 디지털화와 지속가능성 두 가지 목표를 동시에 지원할 것이다”라고 말했다.

[MBSE 기술 칼럼 시리즈] 제품 개발의 새로운 방법론, MBSE (6)

Wed, 20 Dec 2023 06:36:31 GMT

MBSE 프레임워크와 플랫폼의 역할 현대의 다양한 산업의 제품 또는 시스템은 기계 중심에서 전기/전자 제품들이 결합된 메카트로닉스, 나아가 인텔리전스와 커넥티비티 등이 추가되어 새로운 서비스를 제공하는 형태로 진화하고 있다. 또한, 고객의 요구사항은 점점 더 구체적이고 시장에서의 수요는 매우 역동적인 형태를 보이고 있으며, 이에 따라 불확실성이 높아지고 예측할 수 없는 경향을 보이고 있다. 제품의 복잡성이 증가하는 현대 시장과 경제 체제에서 경쟁력을 갖추려면 제품 개발 과정에서 효과적인 솔루션을 채택하고 지속 가능한 목적 달성을 위해 제품/시스템의 라이프사이클 모든 단계를 지원해야 한다. 당면한 문제 해결을 위해 대부분의 산업 분야별 조직들은 다학제간(multidisciplinary)접근법을 통해 협업, 공동 설계 등 새로운 형태의 제품을 다루게 되었다. 다학제간 접근의 대표적 방법인 시스템 엔지니어링(systems engineering)은 복잡한 문제를 해결하기 위해 시작되었다. 최근에는 모델 중심의 MBSE(Model Based Systems Engineering)을 통해 데이터의 정확성(correctness)과 일관성(consistency)을 보장하고, 제품/시스템 라이프사이클의 효과적인 관리를 위해 명확한 단일 데이터 소스에 기초한 디지털 방식으로 전환되면서 실제 비즈니스 프로세스와 제품의 디지털 표현이 가능할 정도로 발전을 이루었다. 과거의 전통적인 제품 개발 방식에서 디지털 엔지니어링으로의 전환은 ▲개발 프로세스를 최적화하고 ▲라이프사이클의 시작/중간/종료 시점에 따른 관리의 효율성을 높이며 ▲팀 간의 커뮤니케이션 활성화를 통한 기술 격차를 해소하고 ▲개발 시간/비용을 줄이고 위험요인을 초반에 식별하고 제거할 수 있도록 도와준다. 데이터 중심의 모델 기반 접근은 제품의 설계, 생산, 지원, 폐기와 같은 전체 라이프사이클에서 관련된 모든 데이터를 통합하고 지원하는 프로세스의 정의, 실행, 통제, 관리와 같은 활동에서 모델 기반의 시뮬레이션 분석을 통한 최적화를 수행함으로써 시간과 비용을 줄일 수 있는 장점이 있다. 모델 기반 엔터프라이즈 프레임워크 모델 기반 엔터프라이즈(Model Based Enterprise: MBE)는 모델과 시뮬레이션 기술을 결합하여 제품의 전체 라이프사이클에 해당하는 설계, 생산, 지원, 폐기와 관련된 모든 기술과 프로세스를 통합하고 관리하는 접근법이다. 다양한 학제간(interdisciplinary) 엔터프라이즈 인프라와 애플리케이션을 사용하여 전체 라이프사이클 안에서 관리되고 연결되며, 계산이 가능한 모델들을 활용함으로써 프로세스 효율성, 사용자 및 조직 생산성을 위한 비즈니스 목표를 달성한다. 모델 기반 엔터프라이즈는 최상위 수준에서 다음의 도메인을 포함한다. ■ Program & Configuration Management ■ Model-Based Acquisitions ■ Model-Based Systems Engineering ■ Model-Based Engineering & Certification ■ Model-Based Manufacturing ■ Supply Chain ■ Operations & Sustainment MBSE 접근과 프레임워크 모델 기반 엔터프라이즈는 MBSE 도메인에서부터 시작되는 만큼 MBSE가 제일 중요한 위치를 차지하고 있다. MBSE 솔루션의 기본 목표는 개념 개발 및 설계, 시뮬레이션, 테스트에서부터 제조 및 운영에 이르기까지 개발 수명주기 전반에 걸쳐 제품 개발 활동과 프로세스를 효율적으로 정확하게 조율하는 것이다. MBSE 프레임워크에서 엔지니어링 영역에 필요한 핵심 기능은 요구 공학(requirements engineering), 시스템 아키텍처, 시스템 설계 및 대안 분석(trade analysis), 검증(verification), 확인(validation), 시험(test)으로 볼 수 있다. 또한, MBSE 복잡성을 지원하는 수단으로서 거버넌스(governance), 협업(collaboration), 가시성(visibility)에 관한 부분도 MBSE의 프레임워크에서 중요한 역할을 하게 된다. 표 1. MBSE 프레임워크의 핵심 기능 MBSE 프레임워크 기능설명Requirements Engineering라이프사이클 전반에 걸쳐 제품/시스템을 정의할 수 있도록 지원하는 요구사항 개발 및 관리 활동으로 실시간 추적성 확보, 지속적이고 반복적인 요구사항 관리 및 가시화를 지원Systems Architecture제품/시스템의 복잡성을 가시화하는 방법으로, 정형화된 방법론과 프레임워크(예: RFLP, DoDAF, UAF, Cyber MagicGrid 등)를 따른 모델링 언어(예: SysML, UML 등)를 활용Systems Design and Trade Analysis시스템 아키텍처를 기반으로 3D 디자인이 통합된 모델과 설계 고려사항을 통해 조직화된 ‘품질속성(ilities)’ 집합에 대한 상충되는 요구사항을 분석하여 모델과 연계Verification and Validation다분야 통합 분석 및 최적화(Multidisciplinary Analysis and Optimization, MDAO) 코시뮬레이션 방법을 통해 개발 전반에 걸쳐 V&V 테스트, 추적, 모니터링을 지원Governance and Collaboration개발 프로세스 전반에 걸쳐 디지털 거버넌스 및 협업 기능을 활용하여 개발 산출물 데이터의 협업, 실시간 상태 접근, 가시성을 통해 의사결정을 개선하고 신뢰할 수 있는 모델 및 데이터 지원 MBSE 프레임워크 구현을 위한 플랫폼의 역할 MBSE 프레임워크에서 요구되는 관련 개발 기능은 플랫폼을 활용하여 디지털 혁신의 비전을 실현할 수 있다. MBSE 프레임워크에서 요구되는 핵심 기능은 개발 라이프사이클 전반에 걸쳐 배치되어 활용되면서 전체적인 가치 사슬(end-to-end value chain) 내에서 더 큰 효과(benefit)를 달성할 수 있다. 다쏘시스템은 MBSE 프레임워크 핵심 기능 수행을 위해 적용 가능한 인에이블러(enabler)를 통합된 환경인 3D익스피리언스(3DEXPERIENCE) 플랫폼을 통해 제공하고 있다. Requirements Engineering Requirements Engineering은 개발 라이프사이클 전반에 걸쳐 이해관계자(stakeholder)의 니즈(needs)와 요구사항을 정의하고 조정하는 것과 관련된 광범위한 활동을 포함한다. Requirements Engineering은 기술과 프로세스를 활용하여 프로그램 개발 성숙도에 따라 개발 역량을 활성화함으로써 업무를 간소화하는 것을 목적으로 한다. Requirements Engineering 활동에는 다음이 포함된다. ■ 협업 요구사항 계획, 개발, 관리 ■ 후속 프로세스의 개발, 테스트, V&V 활동을 통해 라이프사이클 개발 전반에 걸쳐 개념 정의의 완전한 추적성을 보장 ■ 마일스톤 검토 및 승인 전에 전체 개념 정의의 일관성과 완전성을 사전에 평가 ■ 사용자가 요구사항에 대한 규정 준수 파라미터를 정의하고 검증할 수 있도록 지원 ■ 통합 영향 분석 수행에 따른 적절한 계획, 관리, 추적성을 갖춘 적합성(fit)/차이(gap) 연구 라이프사이클 초기부터 Requirements Engineering을 적용하면, 초기 단계에서부터 오류를 식별할 수 있어 후속 프로세스에서 발생되어 증가될 수 있는 오류 수정 비용을 대폭 줄일 수 있게 된다. Requirements Engineering 목표 달성을 위해 적용되는 플랫폼 내 기능은 Traceability Requirements Management(TRM), Reqtify. CATIA Functional and Logical Design(RFLP), 3DDashboard System Review를 사용할 수 있다. 일반적인 엔지니어링 라이프사이클 안에서는 다양한 형태의 데이터가 발생하며, 이는 요구사항에 기반하여 정의하고 관리한다. 초기 요구사항 데이터는 다양한 형태 및 소스로부터 입력을 받을 수 있는데, 플랫폼에서는 데이터 연동을 위한 별도의 커넥터를 통해 초기 요구사항 데이터를 수집한다. 수집된 요구사항 데이터는 관리를 위해 구조화되고, 기능적(function), 논리적(logical), 물리적(physical) 모델 구성에 필요한 기초 데이터로 활용될 수 있다. 모델 기반 시스템 엔지니어링 접근에서는 라이프사이클 단계별로 점점 구체화되는 요구사항 데이터는 공통의 플랫폼에서 지속적으로 추적 관리할 수 있다. 시스템 아키텍처 시스템 아키텍처(Systems Architecture)는 SysML(System Modeling Language)과 같은 시스템 모델링 언어를 사용하여 시스템 개념을 시각적으로 묘사하는 모델이다. 모델의 뷰는 대상 시스템 모델링 시 일관성을 보장하기 위해 아키텍처 방법론을 사용하여 개발되었다. 시스템 아키텍처의 형태는 산업별로 특성을 고려하여 사용할 수 있는 아키텍처 프레임워크를 정의하거나 기존의 프레임워크를 활용한다. 시스템 아키텍처 프레임워크는 대상시스템을 정의하기 위한 노력의 일환으로 개념, 기능, 물리 등 다양한 수준의 추상화를 통해 시스템 개발을 안내한다. 시스템 아키텍처 개발 목적은 다음과 같이 요약할 수 있다. ■ 시스템 아키텍처의 상세화 및 최적화하여 제품 성능을 정확하게 예측 ■ 시스템을 더 작게 분해하고, 인터페이스 및 동작(요구사항 및 모델)을 구체화하여 복잡성 관리 ■ 운영 개념 개발부터 시스템 개발까지 적용 ■ 구성 요소를 통합하고, 시스템 사양과 비교하여 통합 솔루션을 검증(verification)하고 확인(validation) 이해관계자 니즈에서 시스템 요구사항 및 설계에 대한 전환 ■ 적절한 계획, 관리, 추적성(traceability)을 통해 적합성/차이 연구 시 통합 영향 분석 수행 시스템 아키텍처 데이터는 플랫폼 내에서 CATIA Magic / NoMagic / Cameo, Collaborative designer role (Power’by CATIA Magic), Magic Teamwork Cloud, ENOVIA – Model Definition, SIMULIA process composer, Traceability(TRA), CATIA requirements management, CATIA Systems Safety 기능과 함께 사용되어 시스템 및 이해관계자 관점에서의 총체적인 가시화를 제공하며, 인터페이스 및 사양 정보의 일관성을 달성할 수 있도록 도와준다. 시스템 아키텍처는 MBSE 프레임워크에서 제공하는 가장 기본적인 모델 데이터로서, 엔지니어링 라이프사이클 동안에 발생하는 모든 데이터의 기준으로 참조될 수 있다. 시스템 아키텍처 모델 데이터를 기반으로 다양한 분석을 통해 요구사항을 좀 더 구체화 또는 명확하게 정의할 수 있으며, 이는 설계 단계에서 고려되는 mechanical, electrical, fluid, electronics, software 등과 같은 전문 기술 분야를 고려한 상세 설계에 영향을 미치게 된다. MBSE의 성공적인 실행을 위해 우선적으로 고려되어야 하는 부분은 개발 활동에서 발생하는 엔지니어링 이슈와 데이터의 지속적인 모니터링 및 관리를 위한 기반을 들 수 있다. 시스템 아키텍처 모델 데이터를 기준으로 다분야 통합 엔지니어링 모델 데이터를 관리할 수 있는 플랫폼 환경이 하나의 방안이 될 수 있다. 시스템 설계 및 대안 분석 설계 및 분석 프로세스는 시스템의 요구사항을 기반으로 개발된 아키텍처를 기반으로 시작된다. 개발 분석을 통해 설계를 더욱 구체화하고, 이후에 3D 설계와 통합되고 모델과 연계되면서 거동(behaviors) 및 대안 분석(trade studies)을 진행할 수 있다. 대안 분석 결과는 성능목표에 대해 평가 및 검증되며, 필요에 따라 요구사항에 대한 업데이트가 이루어진다. 제품 엔지니어링 프로세스를 효과적으로 관리하기 위해서는 요구사항을 디지털로 관리해야 하며, 요구사항이 시스템의 논리적/기능적/물리적 설계에 연결되는 것을 디지털 방식으로 접근하여 제품 팀이 설계 요소를 독립적으로 분석할 수 있도록 기반을 마련한다. 이와 같은 접근 방식은 재사용과 통합을 위한 논리적 경로를 기본적으로 제공하기 때문에, 제품/시스템의 정의를 총체적인(holistic) 관점으로 파악할 수 있는 장점이 있다. Systems Design and Trade Analysis 데이터는 플랫폼 내 CATIA Functional and Logical, CATIA Dymola Behavior Modeling, SIMULIA Digital, ENOVIA Collaborative Lifecycle Management, Stimulus, SIMULIA Process Composer, CATIA Magic / NoMagic /Cameo, 3DEXPERIENCE V+R Process Apps, 3DS MarketPlace 기능과 함께 사용되어 효율성, 생산성, 엔드 투 엔드 연결성 개선에 대한 요구를 해결하기 위해 요구사항과 모델의 조기 검증을 포함하는 S-DMU(Systems Digital Mockup)를 제공한다. 그리고 플랫폼 내에서 효율적인 협업과 설계 작업 최적화를 위한 공통의 제품 정의를 제공함으로써 개발에 소요되는 시간을 단축하고 품질을 개선할 수 있게 된다. 검증 및 확인 검증 및 확인(verification and validation: V&V)은 개발 프로세스 전체에서 지속적으로 실행되는 중요한 활동이다. 라이프사이클 초기의 개념 단계에서의 검증 활동은 운영(operational) 및 성능(performance) 요구사항과 기능의 실현 가능성을 중심으로 확인한다. 요구사항(requirements) 및 사양(specifications)은 대상 시스템(System of Interest. SOI)을 정의하는 핵심 이해관계자(primary stakeholders)에 의해 합의되고 결정된다. 대상 시스템의 검증 및 확인을 위해 하부시스템(subsystem)과 구성요소에 대한 검증, 통합, 테스트를 수행하는 환경을 제공해야 한다. 플랫폼의 ENOVIA Requirements manager, CATIA Magic, CATIA Design, Functional & Logical Design, MODSIM & MDO. SIMULIA V+R Test Management, SIMULIA Results Analytics, SIMULIA Experience Studio, SIMULIA Process Composer 기능으로 라이프사이클 전반에 걸쳐 검증 및 테스트를 제공할 수 있다. 이와 같은 접근을 통해 개발 초기부터 설계 결정 사항 및 변경 사항, 그리고 해당하는 영향력을 자주 파악하여 설계 불일치, 문제, 결합 등의 발견이 가능해진다. 플랫폼 기반의 디지털 검증 및 확인은 후속되는 비용 소모적인 물리적 테스트를 줄이고, 비용과 개발 기간에 미치는 영향을 줄일 수 있는 장점이 있다. 모든 데이터는 플랫폼 내에서 요구사항 또는 상위 시스템 아키텍처 모델을 기준으로 검증해야 하는 항목을 정의하고, 관련된 상세한 정보가 포함되는 Test Specification에 따라 V&V를 수행하고 결과를 확인할 수 있다. 이 과정에서 발생되는 디지털 데이터는 플랫폼 안에서 추적성을 확보하고 관리한다. 거버넌스 및 협업 솔루션 지원 도구로서 프로세스 연속성을 보장하기 위해서는 적절한 거버넌스를 확보하는 것이 중요하다. 거버넌스 및 협업을 위한 기능에는 제품/시스템 라이프사이클 전반에 걸친 데이터 가시성과 관리 기능이 포함된다. 라이프사이클 내에서 발생하는 대규모의 데이터와 산출물이 있는 경우, 개발 활동 전반에 걸쳐 다양한 데이터 소스를 통합하고 관리하면 팀 또는 도메인간의 협업, 품질, 형상관리(Configuration Management) 역량이 크게 향상될 수 있다. 개발 전체 또는 단계별 리더는 실시간으로 결과물의 상태를 검토할 수 있으며, 이해관계자와 공유하여 문제 해결, 수정, 변경 조치에 대한 추적/평가 등과 같은 품질 감사 및 인증활동을 간편하게 수행할 수 있다. 3D익스피리언스 플랫폼은 라이프사이클 전반에 핵심적인 기능을 지원하고 종합적인 데이터 관리를 수행한다. 또한, 플랫폼의 디지털 거버넌스 및 협업 기능은 MBSE 프로세스 전반에 걸쳐 다음과 같은 가치 제안을 보여준다. ■ 품질, 효율성 및 거버넌스 관리 프로세스를 개선을 통해 신뢰할 수 있는 모델 및 데이터 지원 ■ 엔드 투 엔드 변경 관리를 통해 도메인 및 조직 전반에 걸쳐 원활한 변경 프로세스 제공 ■ 프로젝트 실시간 상태 업데이트로 관리 검토 및 데이터 통합에 소요되는 수작업 제거 ■ 시스템 엔지니어링 선행지표 모니터링 ■ 능동적인 실시간 산출물 할당, 추적, 관리 ■ 라이프사이클 프로세스 모니터링을 통해 계획 자동 업데이트 ■ 폴더, 토론, 알림을 통해 팀 협업 능력을 향상, 최신 데이터 세트 작업 보장 맺음말 지금까지 MBSE 프레임워크와 핵심 기능, 그리고 이를 지원하는 솔루션 중심의 접근 방안을 살펴보았다. MBSE는 라이프사이클 전반적으로 바라보는 총체적인(holistic) 시각과 개방형 플랫폼을 통해 실현될 수 있다. 플랫폼에 프런트 로딩(front loading) 개념을 적용하여 디지털 산출물 데이터를 라이프사이클 초기부터 적용하여 제품/시스템을 정의하고, 추적성 확보 및 가상 검증을 통해 조기에 문제를 식별하고 분석하여 프로세스 후반부에서 발생할 수 있는 비용 소모적인 활동을 절감할 수 있다. 다쏘시스템은 3D 익스피리언스 플랫폼에 MBSE 프레임워크 기능을 통합하여 다양한 산업 분야에 적용하고 있으며, 고객으로부터 엔지니어링 생산성 향상, 개발 시간 단축, 증가하는 제품 복잡성의 효과적인 관리 등과 같은 개발 라이프사이클 전반에 걸쳐 상당한 가치를 제공하는 것을 확인하였다. 3D익스피리언스 플랫폼과 MBSE 방법론을 활용하는 솔루션은 궁극적으로 이해관계자의 요구에 부합하고 신뢰할 수 있는 제품을 보다 안전하고 신속하게 개발할 수 있도록 도와준다. 참고자료 ■ Dassault Systèmes, “Optimizing Product Development with Model-Based Systems Engineering – Key Value Considerations”, 2023 ■ Systems Engineering Research Centre, “Transforming Systems Engineering through Model-based Systems Engineering”, 7 February, 2023. ■ Systems Engineering Research Centre, “Transforming Systems Engineering through Model-centric Engineering”, 28 February, 2018. [저자소개] 김태현 다쏘시스템코리아의 인더스트리 프로세스 컨설턴트로 MBSE 도입 및 지속가능성 확산에 기여하고 있다. 자동차/모빌리티, A&D 산업 분야 MBSE 적용에 다양한 프로젝트 경험을 보유하고 있다. 전형재 다쏘시스템코리아의 인더스트리 프로세스 컨설턴트로 3DEXPERIENCE 플랫폼 기반 MBSE 적용에 기여하고 있다. 정보공학전공 지식을 바탕으로 20년 이상 제조 연구소 시스템 관련 웹 애플리케이션 개발/유지에 다양한 경험을 보유하고 있다. 출처: 캐드앤그래픽스(https://go.3ds.com/1O1) 디지털 트랜스포메이션의(DX) 핵심, MBSE 정의부터 적용 사례까지 소개한 총 정리 가이드에 대해 궁금하신 분들은 아래 링크에서 확인해 주세요. ▶다쏘시스템 MBSE 안내서 입문 가이드 자세히 보기: https://go.3ds.com/y5t # [MBSE 기술 칼럼 시리즈] 제품 개발의 새로운 방법론, MBSE • 1편 MBSE 정의 및 사례: https://go.3ds.com/lki • 2편 SysML을 활용한 아키텍처 모델링과 MagicGrid 방법론: https://go.3ds.com/tPc • 3편 MBSE 실현을 위한 다분야 솔루션 통합 환경 구축 및 활용방안: https://go.3ds.com/Q0t • 4편 요구사항 기반 V&V를 수행하기 위한 방안 및 사례: https://go.3ds.com/jmq • 5편 항공우주 및 방위 산업에서의 MBSE: https://go.3ds.com/yDW • 6편 MBSE 프레임워크와 플랫폼의 역할: https://go.3ds.com/UbW

다쏘시스템, 동서식품에 3D익스피리언스 플랫폼 공급

Mon, 18 Dec 2023 05:36:05 GMT

식품 포장 규격, 디지털 전환으로 관리 효율성 제고 [대한경제=김민수 기자]다쏘시스템은 동서식품과 3D익스피리언스 플랫폼 기반 포장규격통합관리시스템(PIMS) 구축 프로젝트에 돌입한다고 18일 밝혔다. 이번 프로젝트를 통해 다쏘시스템은 제품 수명주기 관리(PLM) 시스템을 기반으로 동서식품의 효율적인 포장 규격 관리를 지원할 계획이다. 다쏘시스템은 3D익스피리언스 플랫폼을 통해 △포장 규격 관련 데이터의 축적과 검색 활용 △포장 규격 이력 관리 및 업무 권한 설정 △규격 데이터 입력 오류 방지 △포장 규격의 데이터베이스(DB)화를 통한 추적 및 재활용성 증대 등 동서식품의 요구사항을 반영해 시스템 기반의 체계화된 업무 프로세스 구축을 지원할 예정이다. 동서식품은 이번 포장규격통합관리시스템 구축으로 △시스템을 활용한 효율적 업무 수행 △플랫폼 기반의 DB 축적 및 활용 △디지털 트랜스포메이션을 진행함으로써 스마트워크 환경을 구축해 업무 경쟁력을 강화할 계획이다. 다쏘시스템의 3D익스피리언스 플랫폼은 포장 규격 관리뿐만 아니라 신제품 프로세스 관리, 원재료 및 배합비 관리, 표시사항 관리 등 다양한 방면에서 활용된다. 이에 추후 포장 데이터와 연계된 프로세스까지 확장해 플랫폼 적용이 가능하다.황현주 동서식품 기술연구소 연구소장은 “이번에 도입하는 포장규격통합관리시스템은 동서식품의 업무 프로세스를 디지털 트랜스포메이션하는 것으로, 이를 통해 포장개발 업무의 효율성을 향상시키고 경쟁력을 강화하고자 한다”며 “보다 효율적이고 안정적으로 포장재를 개발하는데 큰 도움이 될 것으로 기대한다”고 말했다.정운성 다쏘시스템코리아 대표이사는 “이번 프로젝트를 통해 국내 식음료 산업에 오랜 역사와 브랜드 가치를 보유한 또 하나의 기업으로부터 다쏘시스템의 식음료 산업 전문성과 솔루션 우수성을 인정받았다”며 “다쏘시스템은 앞으로도 3D익스피리언스를 활용한 PLM 시스템 구축을 통해 방대한 데이터 및 프로세스 관리의 어려움을 해결하고자 하는 다양한 식음료 기업들에게 디지털 경험과 솔루션을 제공해, 기업의 글로벌 경쟁력을 강화할 수 있도록 든든한 파트너가 될 것“이라고 전했다. 기사 출처: https://www.dnews.co.kr/uhtml/view.jsp?idxno=202312180910493110506

[인터뷰] 태림산업 오경진 대표 “중소기업도 얼마든지 스마트팩토리 구축 가능”

Sun, 17 Dec 2023 23:47:01 GMT

-불량율 0%보다 저비용으로 적정한 품질 제품 생산 초점, 스마트공장 기준 스스로 만들어야 “로봇 활용, 데이터를 수집하고 분석하는 기술 진입 요건이 굉장히 낮아졌다. 이제는 중소기업도 충분히 스마트팩토리를 구현할 수 있는 여건이 마련됐다.”(태림산업 오경진 대표) 경상남도 창원시 소재 자동차 부품 제조업체 태림산업은 지난 3일 3D 소프트웨어(SW) 기업 다쏘시스템과 함께 ‘팩토리 쇼케이스’를 개최했다. 업력 30년 이상, 연 매출 300억 원대의 중소 제조기업이 어떻게 스마트팩토리를 구현했는지를 선보였다. 태림산업은 글로벌 자동차 부품 제조사 ZF에 조향장치 부품을 수출하는 2차 벤더다. 작년 중소벤처기업부로부터 ‘한국형 등대공장’으로 선정된 10개사 중 하나다. 국내 제조업의 고도화 방향을 제시하는 모델공장 역할을 수행한다. 오경진 태림산업 대표는 “예전에는 기업을 소개할 때 자동차 조향장치를 개발하는 곳이라고 소개했다. 회사 비전도 이 분야 최고 기업이 되겠다고 말했었는데, 시장이 빠르게 변화하는 상황에서 우리 같은 2차 벤더가 계속 살아남을 수 있을 것인가에 대해 고민하게 됐다”며 스마트팩토리 구축 배경을 전했다. 오 대표에 따르면 로봇이나 데이터 수집 및 해석 등 스마트팩토리를 위한 기술의 가격이 하락하면서 접근성이 크게 높아졌다. 태림산업과 같은 중소기업도 스마트팩토리를 구축할 수 있는 환경이 조성됐다는 설명이다. 그는 “과거에는 제품 자체의 경쟁력에 주안점을 뒀다면, 이제는 생산 프로세스에 집중하게 됐다. 좋은 프로세스, 제조 역량을 갖춘다면 자동차든, 가전이든 경쟁력을 갖출 수 있다고 생각했기 때문이다. 이와 같은 제조 혁신은 협력사에게도 내세울 수 있는 부분 중 하나”라고 말했다. 태림산업은 다쏘시스템의 제조 실행 시스템(Manufacturing Execution System, 이하 MES)인 아프리소(Apriso)를 적용해 스마트팩토리를 구현했다. 아프리소의 제조 데이터를 바탕으로 생산계획 시스템이나 버추얼 트윈(Virtual Twin)을 도입 중이다. 버추얼 트윈은 가상공간에 제품을 구현하는 디지털 트윈(Digital Twin)과 유사한 개념이다. 충돌 테스트나 각종 동작, 물성 변화 등까지 현실처럼 구현함으로써 시제품 개발 및 테스트 등의 절차를 디지털로 대체할 수 있도록 한다. 태림산업은 부품 입고 이후의 수입 검사, 제품 불출, 공정 작업, 출하까지의 과정을 모두 아프리소를 통해 모니터링한다. 설비 정지나 품질 문제 등 이슈가 발생할 경우 각 분야 담당자에게 문자메시지를 보내 조치를 취한 뒤 최종 결과에 대한 분석까지 제공하도록 시스템화돼 있다. 오 대표는 “임직원들에게 ‘아프리소에서 기록되지 않은 일은 일어나지 않은 일’이라고 강조한다. 데이터를 수집하고 저장하기 위해 비용이 들다 보니 안 하는 기업들이 있는데, 데이터를 잘 수집해두지 않으면 나중에는 비용을 들이더라도 생산 스케쥴링 시스템(APS)이나 제품 수명주기 관리(PLM) 솔루션 등은 구축하지 못한다”고 피력했다. 또 그는 “스마트팩토리라고 해서 반드시 대단한 무언가일 필요는 없다고 본다. 일부에서는 로봇을 사용하는 것, 또는 불량률 0(제로 PPM)을 스마트팩토리라고도 하는데, 태림산업과 같은 2차 벤더는 적정한 품질의 제품을 아주 싸게 만드는 것이 핵심이다. 불량률 0이 아니라 우리가 컨트롤할 수 있는 100만개당 1000, 2000개 불량률(1000~2000 PPM)이 효과적일 수 있다”며 정해진 답 없이 각자의 사정에 맞춘 전략을 짜는 것이 중요하다고 밝혔다. 한편 태림산업의 스마트팩토리는 글로벌 디자인 어워드 3곳에서 동시에 입상하는 성과도 거뒀다. 공장단지 내 구축된 태림산업의 스마트팩토리는 40년 된 창고형 건물을 재구축한 것이다. 오 대표는 “오래된 공장이 적은 돈으로 이렇게 변할 수 있다는 것을 보여주고 싶었고, 그게 좋은 성과로 이어졌다”고 부연했다. 기사출처: https://www.ddaily.co.kr/page/view/2022110519083967330

[인터뷰] “젊은층 기피하는 제조업…디지털 혁신은 필수”

Sun, 17 Dec 2023 23:43:23 GMT

– 문귀동 다쏘시스템 영남본부장 “스마트팩토리 도입 서둘러야” [디지털데일리 이종현기자] 한국의 경제 발전의 기저에는 제조산업이 있다. 통계청 조사에 따르면 2021년 기준 전체 GDP의 27.9%는 제조업에서 발생한다. 이는 OECD 주요국 중 압도적인 최상위다. 반도체, 자동차, 조선 등 주요 산업군을 바탕으로 방대한 협력 생태계가 조성돼 있는 상황이다. 다만 국내 제조산업의 경우 미래가 밝다고 말하기 어렵다. 비교적 낮은 임금과 일자리 불안정성, 열악한 근로환경 등의 요인으로 제조산업은 청년층에게 기피돼 왔다. 제조산업 노동자의 고령화는 심각한 사회문제가 될 것이라고 예견돼 있는 가운데, 디지털 전환을 기반으로 한 스마트팩토리 도입을 서둘러야 한다는 목소리가 나온다. 스마트팩토리 관련 소프트웨어(SW)를 제공하는 다쏘시스템의 문귀동 영남본부장은 “제조기업의 디지털화는 선택이 아닌 필수다. 젊은층이 일하고 싶은 기업이 돼야 한다”고 강조했다. ◆ 다쏘시스템이 그리는 스마트팩토리, ‘데이터’ 이용한 똑똑한 공장 다쏘시스템은 스스로를 3D 익스피리언스(Experience, 경험) 기업이라고 소개한다. 컴퓨터 지원 설계(CAD) 및 제품 수명주기 관리(PLM) 솔루션 ‘카티아(Catia)’, ‘솔리드웍스(SolidWorks)’ 등 제조산업에 필요로 하는 여러 소프트웨어(SW)를 보유한 프랑스 기업이다. 스마트팩토리 시장에서 특히 두각을 드러내고 있는 기업 중 하나다. 문귀동 본부장은 “공장의 디지털화, 스마트팩토리는 크게 자동화와 정보화, 지능화로 구분된다. SW 기업은 다쏘시스템이 집중하는 것은 정보화와 지능화에 집중하고 있다. 제품 개발 및 설계부터 영업까지, 데이터를 기반으로 디지털 트윈(Digital Twin)을 통해 생산 프로세스를 최적화하도록 돕는 것이 우리의 역할”이라고 말했다. 스마트팩토리 구현을 위한 여러 영역 중 다쏘시스템이 특장점을 보이는 것은 시뮬레이션이다. 오토데스크와 함께 3D 모델링 솔루션 시장을 양분하고 있는 다쏘시스템은 가상공간에 현실과 가까운 환경을 구현하도록 지원한다. 이를 통해 얻는 이점은 산업별로 다르다. 보다 비용 효율적인 설계를 구현할 수도 있고, 시제품을 생산할 필요 없이 제품 내구도 및 조립성 디자인 등을 테스트해볼 수도 있다. 문 본부장은 “기업 입장에서는 시제품을 생산하는 것 자체가 시간과 비용의 낭비다. 시행착오 과정을 없애 제품이 개발돼 시장에 출시되는 시간(Time to market)을 줄이는 것은 기업 경쟁력의 강화로 이어진다”고 밝혔다. 또 그는 “사람이 손으로 공정을 기획하고 실행하는 프로세스 하에서는 정합성이 떨어질 수밖에 없다. 디지털 기술을 통해 빅데이터를 만들고, 이걸 분석해서 개선함으로써 더 적은 인원으로도 효율적이게 일할 수 있다”고 부연했다. ◆ “스마트팩토리는 대기업만? No”로봇을 이용한 자동화가 스마트팩토리라는 인식이 강한 탓에, 스마트팩토리 도입은 대기업이나 하는 것이라는 인식이 있다. 이와 관련 문 본부장은 “스마트팩토리를 도입하는 데 규모는 중요하지 않다. 매출 100억원 미만 기업도 얼마든지 스마트팩토리를 도입할 수 있다. 산업별, 규모별로 형태가 다르기 때문”이라고 전했다. 지난 3일 다쏘시스템과 함께 스마트팩토리 쇼케이스를 진행한 창원시 소재 자동차 부품 제조기업 태림산업이 좋은 사례다. 연 매출 300억원대의 중소 제조기업인 태림산업은 다쏘시스템의 제조 운영 실행 시스템(Manufacturing Execution System, 이하 MES) ‘아프리소(Apriso)’를 바탕으로 스마트팩토리를 구현했다. 2021년 중소벤처기업부로부터 ‘한국형 등대공장’으로 선정된 10개사 중 하나다. 태림산업은 부품 입고 이후의 수입 검사, 제품 불출, 공정 작업, 출하까지의 과정을 모두 아프리소를 통해 모니터링한다. 설비 정지나 품질 문제 등 이슈가 발생할 경우 각 분야 담당자에게 문자메시지를 보내 조치를 취한 뒤 최종 결과에 대한 분석까지 제공하도록 시스템화 돼있다. 오경진 태림산업 대표는 “스마트팩토리라고 하면 어려워 하는 기업들이 많다. 그런데 최근에는 우리 같은 중소기업도 스마트팩토리를 구현할 수 있을 정도로 비용 효율적인 좋은 기술들이 많다”며 “스마트팩토리라고 해서 기존의 것을 다 버리는 것이 아니다. 수십년, 수백년 전부터 쌓아온 경험들과 양질의 데이터를 결합함으로써 더 나은 가치를 찾아내는 것이 내가 생각하는 스마트팩토리”라고 피력했다. 문 본부장은 제조기업이 겪고 있는 고용난의 해결책도 스마트팩토리에서 찾을 수 있다고 강조했다. 그는 “과거에는 젊은 인재들이 계속 유입되면서 경력을 쌓아 숙련공으로 거듭났다. 하지만 최근 젊은 인재들이 제조산업을 기피하는 현상이 심화되면서 숙련공의 부재가 큰 문제로 다가왔다. 숙련공이 가진 노하우나 지식을 디지털화하는 것이 필요하다. 또 젊은층에게는 디지털화가 돼 있는 제조기업 자체가 그렇지 않은 기업보다 매력도가 높을 것”이라고 주장했다. ◆ ‘창원시’에 진심인 다쏘시스템, 영남본부 신설다쏘시스템은 스마트팩토리 솔루션을 제공하는 만큼 제조기업이 발달한 지역과 친밀한 관계를 유지하는 중이다. 글로벌 기업임에도 불구하고 국내 기업보다도 더 적극적이게 지방자치단체 및 산업공단과 협력하고 있다. 그중에서도 경상남도 창원시에서의 활동은 특히 눈에 띈다. 작년 7월 창원시에 영남본부를 개소했는데, 문귀동 본부장이 이를 이끌었다. 문 본부장은 “제조기업이 많은 창원시에는 원래 다쏘시스템의 고객사가 많았다. 그러다가 본격적으로 인연을 맺은 것은 2019년 경남창원스마트그린산업단지와 함께 일하게 되면서부터다. 창원대학교 등 지역 소재 대학과 협력해 인력을 양성하고, SW 엔지니어링 기술을 필요로 하는 기업들과 이어주기도 했다”고 설명했다. 시뮬레이션은 SW도 고가이고 고성능 컴퓨팅을 요구한다. 특히 이걸 다루는 것은 석·박사 이상의 경험을 가진 엔지니어들인데, 지역 중소기업이 이를 다 감당하기 힘들다 보니 기업들을 지원하는 다양한 사업들이 마련돼 있다. 다쏘시스템은 경남도, 창원시, 산단과 협력해 기업들을 지원하고, 여기서 생겨나는 모범사례를 바탕으로 전국으로 확장한다는 전략을 취하고 있다. 문 본부장은 “지역 중소·중견기업을 보면 공장이 많이 노후화돼 있다. 비용을 들이기보다는 현재 있는 생산 시설에서 최적화를 하려는 의지가 강하다 보니 디지털 분야를 투자하는 것이 쉽지 않은데, 정부나 지자체에서 지원하는 스마트팩토리 사업을 유용하게 활용하길 권한다”고 말했다. 이어서 그는 “살아남기 위해 변화와 혁신을 추구할 수밖에 없는 환경이다. 한국의 경우 스타트업이 유니콘이 되는 사례가 많지 않은데, 미국에서는 작은 스타트업이 큰 유니콘으로 성장하는 사례가 많다. 그걸 가능하게 하는 것은 디지털 기술이다. 디지털 기술을 얼마나 잘 활용하느냐에 따라 중소기업도 얼마든지 유니콘 기업이 될 수 있다. 다쏘시스템이 제조기업들의 디지털 혁신 여정에 함께하겠다”고 부연했다. 기사 출처: https://ddaily.co.kr/page/view/2022110903474602471

[인터뷰]”버추얼 트윈 연계한 플랫폼 전략으로 MES·SCM 시장 지분 확대”

Sun, 17 Dec 2023 23:41:48 GMT

[디지털투데이 황치규 기자] 연구개발(R&D) 및 엔지니어링 소프트웨어 업체로 유명한 다쏘시스템이 생산 현장을 지원하는 소프트웨어 사업에 속도를 내고 있다. 생산실행시스템(MES)과 공급망관리(SCM) 솔루션을 내세워 R&D와 생산을 아우르는 제조 소프트웨어 플랫폼 업체로 존재감을 키우려는 모습이다. 국내 시장 공략에도 가속도가 붙었다. 제조 업체들 투자가 많이 몰리는 4분기를 대비해 파트너 정책 및 마케팅을 강화하고 있다. 다쏘시스템코리아 조성준 브랜드 세일즈 총괄 본부장은 “매년 두자릿수 이상 성장을 목표로 하고 있다”면서 기존 제품군과 MES, SCM를 연결하는 플랫폼 전략으로 승부를 걸겠다는 점을 강조했다. 다쏘시스템은 2013년 MES 업체인 아프리소, 2016년에는 SCM 회사인 오르템을 인수하고 생산 현장용 소프트웨어 시장에 뛰어들었다. 당시만 해도 국내외 MES와 SCM 시장 모두 기존 회사들이 이미 터를 잡고 있던 판세였지만 MES와 SCM 고객들을 꾸준히 늘려왔고 국내서도 중견 기업들 중심으로 거점을 확대하고 있다는게 회사측 설명이다. 조성준 본부장은 “R&D와 생산 현장 간 데이터가 끊김 없이 이어지는 환경을 제공한다는 점이 시장에서 의미 있게 받아들여 졌다”면서 “제조 관련 전체 포트폴리오를 갖추고 있다는 점이 MES와 SCM 시장에서 거점을 확대하는데 긍정적인 영향을 미치고 있다”고 말했다. 다쏘시스템은 설계와 시뮬레이션 등 제조 업체들을 위한 다양한 소프트웨어들을 3D 익스피리언스라는 브랜드 아래 플랫폼 형태로 제공하고 있다. 조 본부장은 “플랫폼 중심 접근으로 데이터가 설계와 생산 라인에 걸쳐 파편화되지 않고 단일하게 흐를 수 있다. 시뮬레이션 해보고 문제 없으면 MES에 넘기고 하는 과정에서도 데이터는 끊기지 않고 계속 연결된다”고 설명했다. 다쏘시스템에 따르면 국내 대형 제조 업체들은 MES를 도입하면서 자체 개발하는 방식을 취했다. 내부 환경에 최적회된 MES를 고려한 포석이었다. 반면 아프리소와 오르템은 완성된 패키지 형태로 제공된다. 그런 만큼, 자체 개발 방식 대비 업그레이드 측면에서 유리하다. 그렇다고 최적화 역량을 희생시킨 것은 아니다. 아프리소와 오르템 모두 처음부터 다시 개발하지 않고도 기업 환경에 맞춤화가 가능하다는게 회사측 설명이다. 조성준 본부장은 “엔진 자체가 최적화에 효과적이어서 다시 개발하지 않고 환경 구성(컨피규레이션)을 통해 고객사 프로세스에 맞게 구성할 수 있다. 자체 개발처럼 인력을 많이 투입하지 않고도 미세한 부분까지 시뮬레이션해 최적화할 수 있다”고 말했다. MES의 경우 여러 공장에 걸쳐 운영이 가능하다는 점도 다쏘시스템이 강조하는 포인트다. 국내 MES 업체 솔루션은 한 공장만 지원하는데, 아프리소는 여러 공장에 걸쳐 사용할 수 있다는 얘기다. 조 본부장은 “여러 장소와 국가들에 걸쳐 공장을 운영하는 회사들은 다쏘시스템 솔루션이 효과적일 수 있다. 글로벌 프랙티스가 소프트웨어 안에 녹아 들어 있다는 점도 장점”이라고 말했다. 다쏘시스템은 MES, SCM 사업 확대 일환으로 건물, 공장, 산업 장비 및 생산 라인과 같은 현실 세계 시스템을 디지털 환경에 구현하는 버추얼 트윈도 적극 활용하는 모습이다. 특히 공장 자체를 버추얼 트윈으로 구현하는 디지털 매뉴팩처링 솔루션이 MES, SCM과 궁합이 좋다는 입장이다. 조 본부장은 “디지털 매뉴팩처링은 실제 생산에 들어가기 전 시뮬레이션을 통해 미리 생산 라인을 돌려 볼 수 있도록 지원한다. MES와 SCM은 이후 진행되는 프로세스다. 디지털 매뉴팩처링를 거치면 MES, SCM 효율성을 강화할 수 있다”고 강조했다. MES 시장은 역사가 오래된 데다 국내 대형 제조사들은 계열 IT서비스 업체들을 통해 시스템을 구축해왔다. 이를 감안해 다쏘시스템은 버추얼 트윈과 연계해 IT서비스 관계사가 없는 제조사, 중견 제조사 공략에 주력하고 있다. 회사 측에 따르면 성과가 나름 나오고 있다. 자동차 조향 장치 부품 제조 업체인 태림산업은 부품 입고 이후 수입 검사, 제품 불출, 공정 작업, 출하에 이르는 과정을 모두 아프리소를 통해 모니터링하고 있다. 설비 정지나 품질 문제 등 이슈가 발생할 경우 각 분야 담당자에게 문자메시지를 보내 조치를 취한 뒤 최종 결과에 대한 분석도 하고 있다. 조 본부장은 “태림산업은 디지털 매뉴팩터링과 MES 모두 다쏘시스템 솔루션을 활용하고 있다”면서 “3D 측면에서 접근하고 데이터가 손실 없이 흘러갈 수 있도록 지원한다는 점이 높은 평가를 받았다. 이름은 밝힐 수 없지만 태림산업 외에도 레퍼런스는 많다”고 말했다. 상대적으로 사업이 초기 단계인 SCM은 철강 분야를 주목하고 있다. 조 본부장은 “철강 업체들의 경우 SCM을 도입했지만 비철 금속 분야에도 의외로 큰 회사들이 많다”고 전했다. 기사 출처: https://www.digitaltoday.co.kr/news/articleView.html?idxno=486238

[MBSE 기술 칼럼 시리즈] 제품 개발의 새로운 방법론, MBSE (5)

Sun, 17 Dec 2023 23:37:44 GMT

항공우주 및 방위 산업에서의 MBSE MBSE는 항공우주 및 방위(A&D) 산업의 제품개발 과정과 엔지니어링 부분에서 디지털화 또는 디지털 전환에 대한 답을 제시하는 방법론이다. 이번 호에서는 A&D 산업 관점에서 MBSE의 필요성 MBSE 개요 다쏘시스템의 MBSE 지원 프레임워크 고객 사례 및 MBSE 도입 효과 등을 소개하면서 A&D 산업의 MBSE에 대한 전반적인 이해를 돕고자 한다. 2020년 코로나19 팬데믹 이후 항공 운송 수요 증가와 경제적 회복 노력으로 항공기의 생산과 구매가 다시 증가하고 있다. 세계경제포럼의 보고서(2022)에 따르면 2015년에 14억 달러였던 우주 관련 기업에 대한 투자액이 2020년에는 52억 달러로 증가하였으며, 2030년이면 시장규모가 100억 달러에 이를 것으로 예상하고 있다. 2020년대에는 약 7만 개의 위성이 우주로 발사될 것으로 추정되는데 이는 스푸트니크 1호 이후 4년 동안 발사된 위성 수인 1만 1000개를 훨씬 능가하는 수치이다. 전 세계 총 국방비 지출은 2022년까지 2조 달러를 넘어설 것으로 예상되며(우크라이나-러시아 전쟁 전 예측치), 2030년에는 전 세계 국방비가 3조 달러에 달할 것으로 추정된다.(SIPRI. 2021) 여러 국가의 군대에서 방위력 강화를 위한 새로운 디지털화 계획에 돌입하고 있으며, 가장 최근에 발표된 계획은 2022년 3월에 독일이 발표한 1000억 달러 규모의 새로운 방위 계획이다.(세계경제포럼 보고서, 2022) 러시아의 우크라이나 침공, 중국의 대만 침공 위협 등으로 인해 전 세계적으로 안보환경이 급변하면서 국내 방산 제품의 경쟁력 부각되어 수출에 따른 방산업체 전반의 외형 성장과 함께 수익성도 개선되고 있는 상황이다.(2022년 국내외 방위산업 동향, 창원산업진흥원 2022.6) 하지만 A&D 산업의 제품 개발 라이프사이클 관점에서 해결해야 할 도전과제가 많이 있다. 제품의 복잡성 증가, 비용 절감 부담의 증가, 엄격한 규제 및 규정 준수 공급망 및 데이터 관리, 제품 출시 기간 준수 등이다. 해외 선진 기업 및 국내 기업은 이러한 문제를 해결하기 위해 제품 개발과정과 엔지니어링 부분에서 디지털화 또는 디지털 전환을 추진하고 있으며, 이 주제는 A&D 산업의 모든 기업에게 우선순위가 되었다. MBSE의 필요성 다분야 통합 시스템의 부상 지금처럼 초연결된 세상에서는 사실상 모든 기업이 기계, 전기, 전자 소프트웨어 시스템을 단일 제품으로 결합하는 메카트로닉스 회사가 되고 있다. 현재 출시되어 있는 대다수 항공기와 우주선이 가진 특유의 복잡한 특성으로 인해 A&D 산업은 MBSE 개념을 조기에 채택하는 것으로 나타났으며, 첨단 시스템의 물리적 규모 때문에 복잡한 시스템의 통합은 기존의 문서 기반 시스템 엔지니어링에 너무 복잡하다는 것이 증명되었다. 디지털 엔지니어링 A&D 업계에는 이해관계자가 디지털 혁신 이니셔티브에 맞추도록 영향을 미치는 공통의 목적과 목표가 있다. 디지털 엔지니어링은 MBSE, 디지털 모델, 디지털 트윈 디지털 스레드의 개념을 활용하여 기존 무기 체계 개발과 획득에 관련된 문제를 해결하려는 혁신 어젠다이며, 무기체계 개발 및 획득의 패러다임을 Design-Build Test Model – Analyze – Build로 전환하는 것을 제시하였다. 즉 무기체계 획득 단계에서 단계별 디지털 모델과 최신 IT 기술을 활용하여 무기체계 개발과 획득의 혁신을 이루는 것으로, 가상의 환경에 모델을 통해 프로토타입을 만들고 시험함으로써 무기체계 개발 및 획득과 관련된 의사결정을 효과적으로 수행하는 것을 포함하고 있다. 이러한 혁신 어젠다는 오래된 국방부(DoD) OEM에서부터 신생 기업에 이르기까지 비즈니스의 모든 수준에 걸쳐 일어난다. <그림 1>은 디지털 엔지니어링의 구성 요소를 설명한 그림이다.(국방획득 방법론의 변화, 체계 공학에서 디지털 공학으로, KNST, 2019.3) 국내 방산업체의 성장 전 세계적으로 안보 환경이 급변하면서 국내 방산 제품의 경쟁력이 부각되고, 국내 주요 방산기업은 수출로 인해 외형 성장과 수익성 개선을 이루고 있다. 향후에도 이런 기조는 지속적으로 유지 또는 확장될 것으로 예상하고 있다. 특히 미국 국방부 또는 해외 주요 방산기업에 수출을 하기 위해서는 국내 방산기업의 MBSE 기반의 무기체계 개발 역량이 필요하다. MBSE의 정의 국제 시스템 엔지니어링 협회(INCOSE)에서는 시스템 엔지니어링 시스템 원리와 개념, 과학적 기술 및 관리 방법을 사용하여 엔지니어링 된 시스템을 성공적으로 구현, 사용, 폐기하기 위한 초 학문적이고 통합적인 접근 방식’으로 정의하고 있다. 따라서 시스템 엔지니어링은 개념 구상에서부터 개발, 제조, 심지어 운영 및 유지 관리에 이르기까지 광범위한 활동을 지원한다. 또한 INCOSE에서는 MBSE 시스템 수명주기 전반에 걸쳐 시스템 수준 모델링과 물리적, 조작적 거동 시뮬레이션의 디지털 모델 원칙을 사용하여 시스템 엔지니어링(SE) 영역을 실행하는 것으로 정의한다. 전 미국 국방부 전략 역량 디렉터인 윌리엄 로퍼(William Roper) 박사는 다음과 같이 MBSE를 정의하였다. (OPTIMIZING PRODUCT DEVELOPMENT WITH MODEL-BASED SYSTEMS ENGINEERING, Dassault Systemes, 2023) MBSE 시스템 엔지니어링에 대한 사고방식을 근본적으로 바꾸는 것으로, 단순한 도구 세트나 요구사항을 문서화하는 새로운 방법이 아니라 전반적인 엔지니어링 프로세스를 혁신하는 패러다임의 전환이다. MBSE는 복잡한 시스템을 모델링 및 시뮬레이션함으로써 위험을 줄이고 더 나은 의사 결정을 내릴 수 있게 해 준다. 이를 통해 보다 효율적이고 효과적인 방식으로 시스템을 설계 및 분석할 수 있으며, 궁극적으로 고객에게 더 나은 시스템을 제공할 수 있다. 다쏘시스템의 MBSE 지원 모델 기반 엔터프라이즈 프레임워크 다쏘시스템의 솔루션은 모델 기반 엔터프라이즈(MBE) 프레임워크 내에서 가장 적절하게 MBSE를 구현할 수 있다. 모델 기반 엔터프라이즈는 대규모 조직의 인력과 다양한 학제(disciplines)를 위한 접근법으로, 엔터프라이즈 인프라와 애플리케이션을 사용하여 전체 라이프사이클 안에서 관리되고 연결되며, 설명되고 계산이 가능한 모델을 활용함으로써 프로세스 효율성, 사용자 및 조직 생산성을 위한 비즈니스 목표를 달성한다. 모델 기반 엔터프라이즈의 솔루션은 A&D 산업에서 전형적으로 나타나는 총체적인(end-to-end) 개발 활동을 처리하기 위한 수단으로 상위 수준의 도메인들로 세분화시킬 수 있다. 각 도메인들은 모델 기반 개발(Model Based Development)을 가능하 게 하는 가치 기반 솔루션들을 제공한다. 모델 기반 엔터프라이즈는 최상위 수준에서 다음의 도메인들을 포함한다. ■ 프로그램 및 구성 관리 ■ 모델 기반 획득/모델 기반 시스템 엔지니어링/모델 기반 엔지니어링 및 인증/모델 기반 제조 ■ 공급망/ 운영 및 유지보수 MBSE 기반의 접근 엔드 투 엔드 관점에서 봤을 때, 다쏘시스템 솔루션의 지원 도메인은 특히 모델 기반 시스템 엔지니어링 도메인에 중점을 두고 있다. MBSE 솔루션의 기본 목표는 개념 개발 및 설계, 시뮬레이션 테스트부터 제조 및 운영에 이르기까지 개발 수명주기 전반에 걸쳐 제품 개발 활동과 프로세스를 효율적으로 정확하게 조율하는 것이다. MBSE의 핵심 활동으로는 요구 공학(Requirements Engineering), 시스템 아키텍처(Systems Architecture), 시스템 설계 및 대안 분석(System Design and Trade Analysis), 검증(Verification), 확인(Validation), 시험(Test) 등이 있다. 또한, MBSE 복잡성을 지원하는 수단으로서 거버넌스(Governance), 협업(Collaboration), 가시성(Visibility) MBSE의 복잡성을 지원하는 수단으로서 프로세스에서 중요한 역할을 한다. 3D 익스피리언스 플랫폼을 통한 지원 다쏘시스템의 MBSE 비전에 대한 핵심은 3D익스피리언스(3DEXPERIENCE) 플랫폼이다. 3D익스피리언스 플랫폼은 MBSE관련 개발 기능들을 활용하여 디지털 혁신의 비전을 실현한다. 다음에 설명하는 인에이블러(enabler)들은 개발 라이프 사이클 전반에 걸쳐 배치되어 활용되면서 전체적인 가치 사슬(end-to-end value chain) 내에서 더 큰 효과(benefit)를 달성할 수 있다. 요구 공학(Requirements Engineering) ■ Enabling Solution Description • 개발 수명 주기 전반에 걸쳐 제품/프로그램을 계획하고 정의할 수 있도록 지원하는 요구사항 관리 활동 • 실시간 추적성, 지속적이고 반복적인 요구사항 관리, 개발 및 가시성 지원 ■ Value Benefits • 추적성 및 영향 가시성을 높여 후공정 결함, 위험 및 일정 자연을 최대 30%까지 감소 • 실시간 상태 개선 및 가시성 향상으로 수작업 통합노력 감소 • 지식기반 시스템화를 통한 재작업 감소 • 이해관계자들 간의 사일로화를 줄여 개발 효율성 향상 시스템 아키텍처(Systems Architecture) ■ Enabling Solution Description •방법론과 프레임워크(예: RFLP, DoDAF, UAF, Cyber Magic Grid 등)를 따르는 시스템 모델링 언어(SysML)를 사용하여 대상 시스템을 정의하고 설계하는 모델 개발활동 ■ Value Benefits • 종합적 시스템 정의를 가능하게 하는 디지털 연속성 • 시스템 복잡성 증가에 대한 협력적 관리 • 파생 시스템 및 시스템 자산 재사용을 통해 구성된 아키텍처 관리로 시스템 개발 노력 감소 시스템 설계 및 대안 분석(Systems Design and Trade Analysis) ■ Enabling Solution Description • 시스템 설계 및 최적화 • 균형 잡힌 아키텍처, 실시간 탐색 및 설계 고려사항을 통해 조직화된 ‘품질 속성(ilities)’ 집합에 대한 상충하는 기대와 요구사항을 충족 ■ Value Benefits • 이해관계자 요구(stakeholder needs)를 디지털 방식으로 통합 • 실시간 설계 탐색, 최적화, 시뮬레이션 지원 • 분석과 설계의 수직적 통합 • 효율성 최적화 및 유연성 향상 • 비용 소모적인 작업 지연/재작업 방지 Verification and Validation ■ Enabling Solution Description • 다분야 통합 분석 및 최적화 (Multi-disciplinary Analysis and • Optimization, MDAO) co-simulation 방법론으로 SysML 모델에서 다중 물리모델로 통합 및 실행 • 개발 전반에 걸쳐 V&V 테스트, 추적, 모니터링을 지원 ■ Value Benefits • V&V 활동에 대한 실시간 추적 및 모니터링 지원 • 비용 소모적인 인증(certification) 프로세스 지원 • 책임 관련 근본 원인 분석(root-cause analysis) 조사 신속화 • 테스트 실행 작업 처리 및 시험결과에 대한 책임감 확보에 대한 효과 Governance and Collaboration ■ Enabling Solution Description • 네이티브 커넥티드 디지털 솔루션을 활용하여 개발 아티팩트(산출물)을 협업 및 관리 •자동 업데이트를 통한 ‘보이지 않는 거버넌스’를 구현 • 폴더, 토론, 알림을 통한 다분야 협업을 통해 모든 사람이 최신 데이터를 사용하여 실시간으로 작업 ■ Value Benefits • 학제간(interdisciplinary) 협업 증대 • 실시간 상태, 접근, 가시성을 통해 의사결정 시간 개선 • 산출물(artifact) 추적 품질향상 • 많은 비용이 들어가는 요구사항 커버리지 이슈 및 물리적 재시험(re-test) 예방 표 1. 다쏘시스템의 MBSE 적용 사례 요약(A&D 산업) 고객사프로젝트명요약효과/가치록히드 마틴ADP 3DEXPERIENCE(2021)미 국방부의 디지털 엔지니어링 전략 계약 업체로 차세대 개발프로그램(ADP) 전략으로 3D익스피리언스 환경 기반의 MBSE 체계 도입■ 동시공학 기반의 RAPID/AGILE 개발 체계■ 개발 비효율성 제거를 위한 디지털 스레드 달성■ 모델 기반의 가상 프로토타이핑 혁신보잉Digital Enterprise Systems Engineering (2021)보잉사 PLM/MBSE 통합 전략을 추진하기 위해 60개의 개발 프로그램 및 4000명의 사용자 환경을 카티아 매직/3D익스피리언스 MBSE로 구현■ 디지털 스레드 기반의 MBSE 구축 ■ 모델 기반의 개념 설계 역량 강화■ 파생모델 개발 리드타임 가속화에어버스AIRBUS ADSE(2020)공식적인 기체 개발 프로그램 착수 전 개념 탐색 단계의 예비 개념 목표 구체화 및 아키텍처 수립을 위한 ADSE 전략에 PLM/ MBSE 통합 전략 추진 중 ■ 기존 개발 아키텍처의 모델화를 통한 MBSE 통합 관리 환경 구현■ 공식 개발 목표 수립 시 기존 모델 기반의 신속한 수정 설계 현실화프랫&위트니MBSE Phase-1(2021)미 국방부 계약 수주 경쟁력 확보를 위한 디지털 엔지니어링 기반의 MBSE 역량 강화 및 제품 개발 프로세스 혁신 중■ 모델 기반의 개발 요구사항 관리 디지털화■ 제품 개발 엔드 투 엔드 디지털 추적성 확보 혁신사례 엔지니어링 중심의 제조업체는 모델 기반의 시스템 엔지니어링을 통해서 복합 시스템(systems of systems)을 성공적으로 설계 구현하기 위해서 모든 영역에서 문제를 해결할 수 있는 방법을 알아야 한다. 다음에 정리된 록히드 마틴, 보잉, 에어버스 프랫&위트니 등의 사례를 살펴보면, MBSE는 제품 개발의 특정 분야가 아닌 엔지니어링 전체 라이프사이클에서 모델 데이터를 이용한 개념 설계부터 가상 프로토타이핑까지 일관된 추적성을 확보하고 디지털 스레드(digital thread)의 빠르고 정확한 구현이 가능하다. 맺음말 지금까지 A&D 산업 관점에서 MBSE의 필요성, MBSE 개요, 다쏘시스템의 MBS 지원 프레임워크, 고객 사례 등을 살펴보았다. MBSE와 이를 체계적으로 지원하는 3D익스피리언스 플랫폼을 도입하게 되면 시스템 개발의 혁신을 가속화하고, 디지털 연속성을 확보하여 개발 생산성을 향상시킬 수 있으며, <표 2>와 같은 이점을 얻을 수 있다. 표 2. MBSE 도입 효과 효과상세 내용전략적 이점■ 강력한 MBSE의 실행은 디지털 엔지니어링 전략의 핵심임■ 단순한 기술 구현을 넘어 새로운 사고방식, 운영 방식, 조직적 변화가 요구됨■ 엄격한 안전, 품질, 지속 가능성 표준에 부합경제적 이점■ 복잡하고 경쟁이 치열한 제품/프로그램 출시에 소요되는 시간을 단축시킴■ 더 적은 비용으로 더 많은 시스템 모델링, 시뮬레이션, 검증을 실시할 수 있음■ 데이터 집계, 분석, 보고와 같은 비생산적인 작업을 줄일 수 있음■ 시스템 개발 프로그램 통합을 가속하여 비용을 절감위험성 완화■ 도메인 간 협업과 연결, 통합 개발을 통해 제품의 품질과 정확성을 높임■ 실시간 프로그램 상태를 모니터링하고 후공정에 미치는 영향을 사전에 완화시킴■ 또한 근본 원인 분석에 대한 이해와 가시성을 높이고 대안 설계 전반에 걸쳐 트레이드 오프(trade off) 요소를 개선함IT 영향■ 개념설계에서부터 운영에 이르는 제품 모델링을 3D익스피리언스 플랫폼에서 디지털화하고 다양한 이해관계자 조건에 대해 시뮬레이션 을 수행함■ 엔드 투 엔드 개발을 지원하는 진정한 네이티브 커넥티드 솔루션으로 IT 환경을 조화롭게 구성함 [저자소개] 목종수 다쏘시스템코리아 컨설팅 대표이다. LG전자 생산기술연구원으로 재직하였으며 이후 컨설팅사와 주요 IT 솔루션사에서 제품 개발 혁신, R&D진단, 사전 영업 지원 및 PLM 관련 컨설팅 등을 수행하였다. 현재는 다양한 산업에서 제조업의 혁신과 경쟁력 향상을 위하여 디지털 혁신과 VPD/MBSE 관련 업무 및 연구 활동도 수행하고 있다. 김태현 다쏘시스템코리아의 인더스트리 프로세스 컨설턴트로 MBSE 도입 및 지속가능성 확산에 기여하고 있다. 자동차/모빌리티, A&D 산업 분야의 MBSE 적용과 관련한 다양한 프로젝트 경험을 보유하고 있다. 출처: 캐드앤그래픽스(https://go.3ds.com/1Zd) 디지털 트랜스포메이션의(DX) 핵심, MBSE 정의부터 적용 사례까지 소개한 총 정리 가이드에 대해 궁금하신 분들은 아래 링크에서 확인해 주세요. ▶다쏘시스템 MBSE 안내서 입문 가이드 자세히 보기: https://go.3ds.com/y5t # [MBSE 기술 칼럼 시리즈] 제품 개발의 새로운 방법론, MBSE • 1편 MBSE 정의 및 사례: https://go.3ds.com/lki • 2편 SysML을 활용한 아키텍처 모델링과 MagicGrid 방법론: https://go.3ds.com/tPc • 3편 MBSE 실현을 위한 다분야 솔루션 통합 환경 구축 및 활용방안: https://go.3ds.com/Q0t • 4편 요구사항 기반 V&V를 수행하기 위한 방안 및 사례: https://go.3ds.com/jmq • 5편 항공우주 및 방위 산업에서의 MBSE: https://go.3ds.com/yDW • 6편 MBSE 프레임워크와 플랫폼의 역할: https://go.3ds.com/UbW

[MBSE 기술 칼럼 시리즈] 제품 개발의 새로운 방법론, MBSE (4)

Sun, 17 Dec 2023 23:35:02 GMT

요구사항 기반 V&V를 수행하기 위한 방안 및 사례 제조업에서 요구사항은 제품의 기능과 성능을 구성하기 위한 내용들로 이루어진다. 기능을 나타내는 요구사항을 바탕으로 기능을 설계/구현하고, 성능, 및 다양한 규제 등 여러 가지 요구사항이 제품에 반영되어 개발하기 위해 요구사항을 정의하고, 분석하고 있다. 지금 시대에는 단순한 기능/성능/제약 요구사항을 단편적으로 정의하고 개발할 수 있는 환경과 제품에서 다양한 고객과 여러 가지 제품의 융합 등으로 복합적인 요구사항을 정의하고 개발하고 검증하는 환경적인 변화가 일어나고 있다. 또한, 요구사항을 바탕으로 무엇을 어떻게 검증해야 요구사항에 맞는 제품을 정의/설계/개발되었는지 확인할 수 있는 모델을 만들고, 모델 기반으로 Verification&Validation(V&V)을 수행할 수 있는 요구사항 기반의 검증 환경이 필요하다. 특히, 다양한 시스템과 융합되고 환경 및 다양한 조건에 따라 시스템이 변화하는 제품의 경우에는 변경되는 요구사항이 이웃하는 시스템과 어떻게 영향을 미치는지 확인을 위해서 요구사항 기반 설계/검증이 필수라고 볼 수 있다. 요구사항 정의 및 관리 환경 제조업에서 요구사항 정의 및 관리 환경은 제품 또는 시스템을 개발하고 생산하는 과정에서 필요한 기능, 성능, 품질, 안전성 등에 대한 요구사항을 명확히 정의하고 관리하는 과정을 의미한다. 이 환경은 제조업에서 제품 또는 시스템의 성공적인 개발과 생산을 보장하기 위해 매우 중요한 부분이다. 제조업에서 요구사항 정의 및 관리 환경을 구성하는 주요 요소 여섯 가지를 정리하면 다음과 같다. ■ 요구사항 수집 및 정의: 제조업에서는 제품 또는 시스템의 목적과 범위를 명확히 이해하고, 고객 및 이해관계자의 요구사항을 수집하여 정의한다. ■ 요구사항 분석: 수집된 요구사항을 분석하여 간결하고 모순 없는 형태로 정제한다. ■ 요구사항 추적성: 요구사항이 개발 과정 동안 어떻게 충족되고 있는지 추적할 수 있는 체계를 구축한다. ■ 요구사항 우선순위화: 중요한 요구사항을 식별하고, 개발 리소스를 효율적으로 할당하기 위해 우선순위를 정한다. ■ 변경 관리: 변경을 체계적으로 관리하여 요구사항 변경이 제품 또는 시스템의 성능과 품질에 미치는 영향을 평가하고 조절한다. ■ 요구사항 V&V: 개발이 완료된 제품이나 시스템이 요구사항을 충족하는지를 검증하고 확인하는 과정을 수행한다. 이를 통해 제품이 기대한 대로 작동하며 고객의 요구를 충족시킬 수 있는지를 확인한다. 요구사항 정의 및 관리 환경을 효과적으로 구축하면 제조업에서 제품 개발 및 생산 프로세스의 효율성과 품질을 높일 수 있다. 이를 통해 고객 만족도를 높이고 경쟁력을 강화할 수 있다. 하지만, 제품을 개발하는 환경은 다양하게 구성되어 있고 다양한 요구사항 관리 항목들이 존재하고 있다. 그렇다면 요구사항 반으로 검증하기 위해 요구사항을 수집하고, 한 곳으로 수집하여 하드웨어 및 소프트웨어, 시스템 개발 환경과 연결되어 관리되는 것이 중요한 항목이라고 볼 수 있다. 3D익스피리언스(3DEXPERIENCE)는 다양한 환경에서 관리되는 엔지니어링 데이터를 렉티파이(Reqtify) 도구를 통해 수집하여 관리할 수 있는 환경을 제공해, 다양한 도구에서 관리되는 데이터를 한 곳에 수집할 수 있다. 그리고 이후 포스트(post) 엔지니어링활동을 3D익스피리언스 환경에서 일관된 데이터 관리 환경을 제공한다. MBSE 방법론 기반의 요구사항-스펙 정의 방법 최근 혁신을 지속하고 있는 모빌리티 산업에서는 요구사항 정의부터 폐기까지 제품의 전체 수명주기를 체계적으로 관리하고 수행하기 위한 방법으로 MBSE(Model Based Systems Engineering: 모델 기반 시스템 엔지니어링)를 활용하고 있다. 전동화, 자율주행, 커넥티드, 모빌리티 서비스 등의 다양한 기술 분야를 정의하고 통합하는 엔지니어링 방법으로 활용하기 위해 모델을 기반으로 하는 엔지니어링 기법이 필수가 되었다. MBSE는 모델을 시스템에 대한 정보 표현 방식으로 삼아 요구사항 정의, 분석, 설계, 검증(V&V), 생산, 서비스 단계의 정보를 모델링 언어를 이용하여 시스템 모델로 간결하게 작성해 모호함을 제거할 수 있으며, 사람이 이해할 수 있는 모델이면서도 모델 데이터를 컴퓨터가 활용하기 좋게 구조화되어 있어 시스템 엔지니어링 활동에서 필요한 집계, 분석 등의 활동을 모델을 통해 얻을 수 있다. 특히, 최근의 자동차는 소프트웨어의 기능과 하드웨어 안전성 중심의 ‘바퀴 달린 컴퓨터가 되어 그 안에서의 통합이 매우 중요하게 되었다. 차량 자체의 엔지니어링 외에 자율주행, 전기차 배터리 사용시간 및 충격에 대한 안전성, 사용자 서비스 등의 복잡한 요구사항을 정의하고, 형상화하여 검증할 수 있는 플랫폼이 필요하다. MBSE 방법론을 통해 정제된 시스템 요구사항은 아키텍처 모델을 구현하기 위한 기본자료로 활용된다. 3D익스피리언스 플랫폼에서는 카티아 매직(CATIA Magic) 기반의 아키텍처 모델이 통합되어 CAD 모델과 연계된 CAE 모델과 연계를 통해 세분화된 요구사항-스펙(spec) 정의가 가능하다. 설계 탐색 프로세스의 결과는 성과목표에 대해 평가 및 검증되고 필요에 따라 요구사항-스펙을 업데이트한다. 제품 엔지니어링 프로세스를 효과적으로 관리하려면 요구사항과 시스템의 논리적/물리적 설계뿐만 아니라 기능 분석에 어떻게 연결되는지에 대한 디지털 관리가 필요하다. 이 접근 방식의 이점은 제품 개발 팀이 설계 요소를 독립적으로 분석하여 재사용 가능성을 열어주고, 통합을 위한 논리적 경로를 기본적으로 제공하여 전체적인 제품 정의가 가능하다는 것이다. MBSE 기반 요구사항 검증방법 모델 형태로 정의된 요구사항과 스펙은 다양한 검증 요구사항과 방법으로 검증 요구사항이 정의된다. 시스템/서브시스템 및 컴포넌트 레벨의 검증하기 위한 방법은 아키텍처 모델을 통한 시뮬레이션이나 1D/3D 모델을 이용한 검증 방법으로 요구사항을 검증할 수 있다. 컴포넌트/서브시스템의 기능과 성능에 대한 검증은 대부분 정의된 스펙 기준으로 만족 여부를 확인할 수 있다. 다만 시스템 단 위의 시뮬레이션은 상호 작용하는 데이터와 다양한 조건/환경의 조합으로 수많은 조건이 존재한다. 이러한 조건은 사실 테스트를 통해 검증하는 방법은 실제 결과를 통해 확인할 수 있지만, 비용/시간의 제약이 있다. 실제 테스트 단계가 아닌 실세계와 간격을 제로로 만든 가상환경에서 실제 환경과 동일한 조건을 정의하여 시뮬레이션을 수행할 수 있도록 진행할 수 있다. 버추얼 트윈 및 모델을 활용한 효과적 요구사항 검증 MBSE의 마지막 단계인 V&V(Verification&Validation)은 MBSE 결과물에 대한 시각적인 형상 또는 정량적 수치를 통하여 결과물이 요구사항을 만족하는지에 대한 확인(verification) 및 검증(validation)을 진행하는 절차로서, 1D 기반의 스키매틱 디자인(schematic design) 또는 3D 기반의 시뮬레이션을 통하여 검증을 진행할 수 있다. 결과물은 요소장비(component)~공장(factory)의 다양한 레벨로 존재할 수 있으며, 완전한 버추얼 트윈(Virtual Twin)을 구현할 수 있다. MBSE 결과물과 제어 시스템을 연결하여 파라미터 변경에 따른 MBSE 결과물의 형상/성능/변위에 따른 검증을 진행하게 된다. 제어시스템의 종류에 따라서 MIL(Model-In-the-Loop), SIL(Software-In-the-Loop), HIL(Hardware-In-the-Loop)로 구분되며, 제어 시스템의 인터페이스 연결 방식은 FMU, TCP-IP, OPC Server 등의 다양한 방법으로 연결한다. 카티아 컨트롤빌드(CATIA ControlBuild)는 다양한 환경의 제어 시스템 기능을 제공하며, 3D익스피리언스 플랫폼 내 MBSE 결과물에 대한 제어 로직을 작성한다. HMI(Human Module Interface) 콘솔을 고객이 쉽게 파라미터를 변경하면서 MBSE 결과물에 대한 성능 검증을 수행할 수 있으며, 3D익사이트(3DEXICTE) 기능을 통하여 향상된 렌더링으로 사용자에게 사실적인 경험을 할 수 있는 환경을 제공한다. 지속가능성 확보를 위한 MBSE 과거 제조업은 데이터를 잘 관리하고, 프로세스를 솔루션에 올려 시스템화하여 고객 요구사항을 만족시키고 업무 효율을 높일 수 있도록 하는 데에 중점을 두었다. 구조화된 데이터, 2D/3D 도 면, 부품리스트, BOM, 기술 문서 등 프로세스 기반 산출물의 생산/변경 관리가 제조 품질/비용에 기여를 할 수 있었지만, 최근에는 시장, 소비자, 각종 규제, 팬데믹 등 요구사항이 매우 다양해지고 복잡해져 기존의 관리 시스템으로는 요구사항 기반 V&V의 한계가 명확하게 나타나고 있다. 다쏘시스템에서 제시하는 MBSE는 실세계와 가상의 간격을 제로로 하는 버추얼 트윈 개념으로 제품의 전체 생명주기에서 서로 상호작용하는 데이터를 공유, 활용하여 제품 제작 이전에 다학적인 요구사항과 규제가 반영된 제품으로 구현되었는지 시뮬레이션한다. 또한, 현실세계에 존재하는 객체의 형상 및 기능, 프로세스가 상호 연결된 네트워크를 통해 현실에서 발생할 수 있는 문제를 예측하고 효과적으로 대응할 수 있는 3D 익스피리언스 플랫폼 기반으로 시뮬레이션 및 관리 환경을 제공한다. [저자소개] 진병률 다쏘시스템코리아의 Industry Process Consultant로 자동차와 모빌리티 산업의 MBSE 도입 및 지속가능성 확보를 위한 혁신에 기여하고 있다. 한화방산부문에서 시스템 엔지니어링 기반의 R&D 프로세스 수립 및 협업 인프라도입을 위한 다양한 활동을 했다. 황하나 다쏘시스템코리아의 SIMULIA Industry Process Consultant로 유동해석을 담당하고 있다. 다년간 고객지원 업무와 함께 국내 완성차 업체의 공력/열 성능 향상을 위한 다수의 프로젝트를 수행하였으며, 다양한 산업군에 유동 해석 솔루션을 적용하여 고객에게 가치를 전달하는 역할을 담당하고 있다. 박영진 다쏘시스템코리아의 DELMIA Industry Process Consultant로 디지털 매뉴팩처링을 담당하고 있다. 생산기술 분야에서 발생하는 다양한 공정/공법에 관련된 검증 및 시뮬레이션을 통하여 린 생산을 할 수 있도록 지원하고 있다. 출처: 캐드앤그래픽스(https://go.3ds.com/ymT) 디지털 트랜스포메이션의(DX) 핵심, MBSE 정의부터 적용 사례까지 소개한 총 정리 가이드에 대해 궁금하신 분들은 아래 링크에서 확인해 주세요. ▶다쏘시스템 MBSE 안내서 입문 가이드 자세히 보기: https://go.3ds.com/y5t # [MBSE 기술 칼럼 시리즈] 제품 개발의 새로운 방법론, MBSE • 1편 MBSE 정의 및 사례: https://go.3ds.com/lki • 2편 SysML을 활용한 아키텍처 모델링과 MagicGrid 방법론: https://go.3ds.com/tPc • 3편 MBSE 실현을 위한 다분야 솔루션 통합 환경 구축 및 활용방안: https://go.3ds.com/Q0t • 4편 요구사항 기반 V&V를 수행하기 위한 방안 및 사례: https://go.3ds.com/jmq • 5편 항공우주 및 방위 산업에서의 MBSE: https://go.3ds.com/yDW • 6편 MBSE 프레임워크와 플랫폼의 역할: https://go.3ds.com/UbW

[MBSE 기술 칼럼 시리즈] 제품 개발의 새로운 방법론, MBSE (3)

Sun, 17 Dec 2023 23:33:23 GMT

MBSE 실현을 위한 다분야 솔루션 통합 환경 구축 및 활용방안 Larger System of System(SoS) 관점에서 제품의 임베디드 시스템 및 구성 요소에 이르기까지 MBSE 방법론은 제품의 개발 전반에 걸쳐 적용된다. 제품 및 프로그램 개발의 폭과 깊이를 이해하고 복잡한 특성을 관리하는 것은 초기 요구사항을 정확하게 정의하고, 아키텍처의 추적이 가능하며, 개발 도메인 전반에 걸친 규정을 준수하는 것으로 귀결된다. MBSE(모델 기반 시스템 엔지니어링) 솔루션의 주요 목표는 초기 개념 설계 및 개발, 시뮬레이션, 테스트에서 제조 및 운영에 이르기까지 라이프사이클 전반에 걸쳐 제품 개발 활동 및 프로세스가 효율적이고 정확하게 조정되도록 하는 것이다. 따라서 MBSE 솔루션은 특정 유형의 애플리케이션 모델링에 국한되지 않고 MBSE 비전을 주도하는 다양한 엔지니어링 활동과 도메인을 포함한다. 여기에는 여러 부서의 협업, 제품 라이프사이클 관리(PLM)뿐만 아니라 시스템 요구사항, 설계, 개발, 분석 및 V&V 활동과 같은 도메인 요구사항과 시스템 엔지니어링 내에서 모델링 연관성을 확장하는 작업이 포함된다. 이를 통해 라이프사이클 초기에 더 많은 시스템 검증을 통하면 공급망 및 제조, 생산에 대한 다운스트림을 예방하고 개선할 수 있다. MBSE 솔루션을 통한 시뮬레이션 검증 설계와 시뮬레이션 프로세스는 시스템의 요구사항에 따라 개발된 아키텍처 모델로부터 시작한다. 3D익스피리언 (3DEXPERIENCE) 플랫폼에서는 카티아(CATIA) 3D 설계가 통합되어 CAD 모델과 연계된 CAE 모델의 개발 분석뿐만 아니라 이를 통해 더욱 세분화된 연구의 수행이 가능하다. 설계 탐색 프로세스의 결과는 성과 목표에 대해 평가 및 검증되고 필요에 따라 요구사항을 업데이트한다. 제품 엔지니어링 프로세스를 효과적으로 관리하려면 요구사항과 시스템의 논리적/물리적 설계(RFLP)뿐만 아니라 기능 분석에 어떻게 연결되는지에 대한 디지털 관리가 필요하다. 이 접근 방식의 이점은 제품 개발팀이 설계 요소를 독립적으로 분석하여 재사용 가능성을 열어주고, 통합을 위한 논리적 경로를 기본적으로 제공하여 전체적인 제품 정의가 가능하다는 것이다. 3D익스피리언스 플랫폼은 효율성, 생산성 엔드 투 엔드(end-to-end) 프로세스 개선에 대한 요구사항을 해결하고자 물리적 설계를 넘어 요구사항 및 모델의 초기 검증을 포함하는 시스템 디지털 목업(mock-up)을 제공한다. 또한 3D익스피리언스 플랫폼은 개발을 촉진하고 품질을 개선하기 위한 설계 작업의 효율적인 협업 및 최적화를 위한 공통 제품 정의 공간을 제공한다. 1D 시스템 M&S 솔루션 카티아 다이몰라(CATIA Dymola)는 모델리카(Modelica) 언어를 기반으로 개발된 1D 시스템 M&S(Modeling and Simulation) 솔루션으로 다중물리 시스템(multi-physics system) 라이브러리를 통한 모델링을 지원하며, 인터페이스 환경을 통해 사용자가 시스템을 표현하는 복잡한 미분방정식(DAE, ODE: Ordinary Differential Equation)을 알지 못하여도 실제 물리적으로 해당 시스템을 구성하는 부품들과 대치되는 컴포넌트 모델들의 조합을 통해 시스템 모델링이 가능하기에 물리적 관점의 접근이 용이한 특징을 가진다. 비인과성 다이몰라의 다양한 톡징 중 비인과성(acausal)은 가장 강력하고 주요한 특징이다. 대다수의 솔루션은 ‘인과성(causal)’을 가지는데, 이는 시스템을 기준으로 입·출력에 대한 정의가 명확해야 한계점을 가진다. 이에 반해 비인과성은 입·출력 간의 구분이 없으며, 구성 요소 간의 관계를 수학적으로 표현하여 나타낼 수 있다. 객체지향 프로그래밍 객체지향 프로그래밍(object-oriented programming)은 각각 독립적인 기능을 수행하는 객체(object)를 구성하고 객체 간의 소통을 통해 하나의 프로그램을 구성하는 방식이다. 다이몰라는 해당 방식을 통해 각각의 컴포넌트 모델을 커넥터(connector)를 사용하여 연결하고, 시스템의 계층구조(hierarchy)와 통일한 템플릿(template)을 구성하여 재사용할 수 있다. MDO(Multi-Disciplinary Optimization) 솔루션 3D익스피리언스 플랫폼에서 사용 가능한 프로세스 컴포저(Process Composer)와 프로세스 익스피리언스 스튜디오(Process Experience Studio)는 아키텍처 검증 시뮬레이션을 위한 워크플로를 구축하고 표준화 템플릿 생성 및 배포를 할 수 있다. 또한 3D익스피리언스 플랫폼과 3D 오케스트레이트 서비스(3D Orchestrate Service)를 활용하여 시뮬레이션을 실행하고 결과 역시 표준화 템플릿으로 업데이트할 수 있다. 중요한 것은 시뮬레이션 워크플로를 구축할 때 다양한 1D, 3D 시뮬레이션 툴뿐만 아니라 엑셀 등의 기능 도구를 통해 실제 시뮬레이션 워크플로와 동일하게 구성될 수 있다는 것이다. 이렇게 구성된 워크플로를 기반으로 웹 기반 대시보드에서 사용 가능한 프로세스 템플릿을 구성한다. 해당 템플릿이 배포되면 웹 상의 권한을 가진 이해관계자들이 템플릿을 검증 수단으로 사용할 수 있다. 이 과정에서 정의된 매개변수는 아키텍처와 요구사항 매개변수와 연계되어 관리된다. 시스템 엔지니어는 3D익스피리언스 플랫폼 내에서 연계되는 매개변수를 확인하고 검증된 프로세스 워크플로를 시스템 아키텍처 상에 빌트인 하면 아키텍처 모델 실행 시 시뮬레이션 검증이 가능하다. 추가적으로 시뮬레이션 워크플로를 구축할 때 실험계획법, 최적화기법, 근사모델 등을 통해 매개변수를 탐색하고 실행할 수 있는 기능을 가지고 있다. 이렇게 쌓인 빅데이터를 분석하여 결과를 알려주고 시각화하여 이상적인 결과를 찾는 의사 결정 지원 도구를 지원한다. MOSDIM 솔루션 3D익스피리언스 플랫폼 환경 내에서 모델링과 시뮬레이션을 통합한 MODSIM(Modeling & Simulation)은 각각의 이점을 확대하는 동시에 개발 프로세스를 가속화하고 간소화한다. 설계 프로세스에 시물레이션을 내장함으로써 엔지니어는 설계 개발의 초기 단계에서 시뮬레이션을 활용하여 설계 성능을 확인하고 개선 사항을 동시에 실행할 수 있다. 설계와 시뮬레이션 사이의 완전한 시스템 모델이 필요하기 때문에, 개발 초기에 발생한 변경 데이터 변환이 필요하지 않으며 CAE 모델은 설계 변경 즉시 업데이트된다. 이는 업데이트되는 데이터로 작업하는 여러 부서의 협업 및 개발을 용이하게 한다. MBSE 솔루션 검증 사례 전기 구동 시스템과 같이 기계, 전자 및 소프트웨어 요소를 결합하는 메카트로닉 시스템은 초기 단계에서 시뮬레이션하기 위한 완전한 시스템 모델이 필요하기 때문에, 개발 초기에 발생한 변경사항이 프로세스 전체에 반영되도록 구성하게 된다. MBSE는 이를 위해 모든 엔지니어링 분야의 통합을 개선하기 위한 방법으로 사용되며, 새로운 요구사항의 흐름과 함께 전기 구동 시스템은 엔지니어링 프로세스를 관리하고 높은 수준의 상호 작용 및 추적 가능성으로 매핑해야 한다. 전기 구동 시스템의 개발 주기는 근본적으로 독특하고 다중 물리적이다. 그렇기 때문에 엔지니어는 열, 기계, 전자기 성능, 내구성, 소음 및 진동, 윤활 요구사항과 같이 얽혀 있으면서 상충되는 특성을 해결해야 한다. 여러 이해관계자들과 함께 요구사항, 시스템 아키텍처, 설계 및 검증을 처리한다. 이때 가장 균형 잡힌 최상의 설계 대안을 정의하려면 각 프로젝트 이해 관계자들의 목표를 매핑하고 연결하고 정의해야 한다. 전기 구동 시스템의 목표는 다음과 같이 정의할 수 있다. ■ 다분야 최적화, 전자기학, 구조, 유체 및 음향 분야에 대한 요구사항 조정 ■ 강도, 강성 및 내구성, 모든 부품의 구조적 무결성 및 신뢰성 보장 ■ 전자파 성능, 전력, 토크 및 효율성 요구사항 확인 ■ 오일 냉각 시스템의 열 관리 및 열 안정성으로 고전력 밀도 유지 ■ 승객의 음향적 편안함을 보장하고 기능을 보호하는 소음 및 진동 완화 ■ 오일 레벨이 충분한 표면 커버리지와 사용 수명 연장을 위한 윤활 3D익스피리언스 플랫폼에서 작업함으로써 관련된 전문가는 실시간으로 동일한 데이터 세트로 작업하여 모든 구성 요소가 시스템 내에서 제대로 작동하도록 설계되었는지 확인할 수 있다. 개발 프로세스 중에 요구사항이 변경되면 자동화된 워크플로를 활용하여 시스템 검증을 신속하게 다시 수행할 수 있다. 시뮬레이션 모델 및 메시를 업데이트하기 위해 수동 작업 없이 매개변수 또는 설계를 쉽게 업데이트할 수 있다. 통합 환경에서 효율성 및 속도 향상을 통해 최종 프로토타입 검증 전에 여러 설계 반복을 신속하게 실행하고 분석할 수 있다. [저자소개] 이상훈 다쏘시스템코리아의 기술 컨설턴트로 SIMULIA 브랜드의 다양한 해석 솔루션을 담당하고 있다. 특히 구조해석 영역에서 다양한 프로젝트 경험과 Pre-sales 활동을 겸하고 있다. 안치우 다쏘시스템코리아의 기술 컨설턴트로 CATIA Dymola를 활용한 1D 사물레이션을 담당하고 있다. 한국항공우주산업의 디지털엔지니어링 TF 선임연구원으로 재직하여 Dymola를 활용한 KF-21 Fuel System 개발에 참여하였다. 윤재민 다쏘시스템코리아의 기술 컨설턴트로서 CATIA Dymola 솔루션을 통한 1D 시물레이션 영역을 전문으로 업무를 수행하고 있다. Vehicle Dynamics, Multi Body Dynamics, Control, Optimization, Design Process 등 다양한 분야에 대한 연구 경험을 갖고 있다. 출처: 캐드앤그래픽스(https://go.3ds.com/qL2) 디지털 트랜스포메이션의(DX) 핵심, MBSE 정의부터 적용 사례까지 소개한 총 정리 가이드에 대해 궁금하신 분들은 아래 링크에서 확인해 주세요. ▶다쏘시스템 MBSE 안내서 입문 가이드 자세히 보기: https://go.3ds.com/y5t # [MBSE 기술 칼럼 시리즈] 제품 개발의 새로운 방법론, MBSE • 1편 MBSE 정의 및 사례: https://go.3ds.com/lki • 2편 SysML을 활용한 아키텍처 모델링과 MagicGrid 방법론: https://go.3ds.com/tPc • 3편 MBSE 실현을 위한 다분야 솔루션 통합 환경 구축 및 활용방안: https://go.3ds.com/Q0t • 4편 요구사항 기반 V&V를 수행하기 위한 방안 및 사례: https://go.3ds.com/jmq • 5편 항공우주 및 방위 산업에서의 MBSE: https://go.3ds.com/yDW • 6편 MBSE 프레임워크와 플랫폼의 역할: https://go.3ds.com/UbW

[MBSE 기술 칼럼 시리즈] 제품 개발의 새로운 방법론, MBSE (2)

Sun, 17 Dec 2023 23:28:41 GMT

SysML을 활용한 아키텍처 모델링과 MagicGrid 방법론 소비자의 선호에 따라 특화된 제품을 요구하는 현재, 항공기와 자동차, 선박, 건설까지 여러 분야의 제품 역시 사물인터넷, 커넥티비티 등이 포함된 새로운 서비스를 제공하고 있다. 이러한 환경 속에서 제품 기획, 설계, 해석 및 생산 전반의 과정에서 생성되는 정보들 간의 연계를 견고히 하는 모델 기반 시스템 엔지니어링(MBSE · Model- Based System Engineering)은 엔지니어링 분야에서 중요한 역할을 하는 접근 방식이다. 이러한 MBSE의 핵심 요소인 시스템 아키텍처는 시스템의 구조와 구성 요소 사이의 상호 작용을 표현하여 시스템 개발자의 업무에 큰 이점을 가져다준다. 이번 호에서는 시스템 아키텍처의 중요성과 SysML을 활용한 시스템 모델링의 가치, 시스템 아키텍처 모델링 솔루션인 카티아 매직(CATIA Magic)을 사용하여 얻을 수 있는 이점에 대해 살펴보고자 한다. 시스템 아키텍처의 중요성 시스템 아키텍처는 시스템의 구조와 구성 요소 사이의 관계 및 상호 작용을 명확하게 정의한다. 이는 시스템의 기능성, 안정성, 성능, 확장성, 유지 보수성 등에 직접적인 영향을 미친다. 보다 직관적인 아키텍처 모델을 기반으로 요구사항을 충족시키고, 이해관계자들 간의 의사소통과 협업을 원활하게 한다. 또한, 아키텍처는 시스템의 전체적인 복잡성을 이 해하고 관리할 수 있는 체계적인 접근 방식을 제공한다. 이를 통해 초기 개발 단계부터 문제를 식별하고 해결할 수 있으며, 변경 및 개선에 유연하게 대응할 수 있다. SysML을 활용한 시스템 아키텍처 모델링 SysML이란 SysML(Systems Modeling Language)은 OMG(Object Management Group)에서 정의하여 제공하는 언어로서 하드웨어, 소프트웨어, 정보, 인력, 절차 및 시설을 포함할 수 있는 복잡한 시스템을 정의, 분석, 설계 및 검증하기 위한 범용 그래픽 모델링 언어이다. 이는 시스템 공학 분야에서 널리 사용되는 모델링 언어로, UML(Unified Modeling Language)을 기반으로 한 표준화된 언어이다. SysML이라는 표준은 개발 담당자들이 시스템을 명확하게 정의하여 동일하게 이해하는 데 도움을 준다. SysML 기반 아키텍처 모델링의 장점 SysML의 9가지 다이어그램과 테이블은 목적과 관점에 맞게 사용되어 시스템의 구조, 동작, 요구사항 등을 직관적으로 표현함으로써 개발자들이 시스템을 더 잘 이해할 수 있게 도와준다. 그에 따라 시스템 요구사항과 아키텍처 간의 일관성을 확보하고 변경에 대한 영향을 미리 파악할 수 있다. 이는 개발 과정에서의 위험을 감소시키고, 시스템의 품질과 성능을 향상시키는 데 기여한다. 표 1. 카티아 매직 포트폴리오 솔루션명내용Magic Software Architect– 아키텍처, 소프트웨어 시스템 모델링 도구– 객체지향 시스템 및 DB에 대한 분석/설계(UML2), 리버스 엔지니어링 제공– Model Merge: 상이한 버전의 모델, 릴리스 모델 간의 변경사항을 반영Magic Cyber Systems Engineer– Magic Software Architect 기능 포함– OMG SysML 표준 기반 모델링 및 분석 지원– 외부 솔루션과 데이터 상호운용을 위한 인터페이스 지원– OMG SysML 표준 기반 요구사항 정의 구현(Model-based Requirements Engineering)Magic System of Systems Architect– Magic Cyber Systems Engineer 기능을 포함– BPMN 2.0 기반 비즈니스 모델링 및 분석– UAF, UPDM, DODAF, MODAF, NAF 표준 기반 엔터프라이즈 아키텍처 모델링– SOA 아키텍처 및 구현 도구(SoaML)/온톨로지 지원 도구Magic Model Analyst– UML/SysML 시뮬레이션 도구Magic Collaboration Studio– 모델 데이터 저장(Repository), 개발 협업, 모델 버전 컨트롤 지원– 웹 환경에서 다양한 이해관계자 간 모델 공유 및 편집 카티아 매직의 주요 기능 및 특징 카티아 매직 솔루션 소개 여러 상용 아키텍처 모델링 솔루션 중, 다쏘시스템의 카티아 매 직은 강력한 표준 기반 솔루션이다. 카티아 매직은 제품 개발 프로 세스의 초기 단계에서 제품의 시스템을 분석하고 아키텍처를 정의할 수 있는 다양한 기능을 제공한다. 카티아 매직을 통해 기업은 모델 기반 시스템 엔지니어링을 보다 효과적으로 구현할 수 있다. 카티아 매직의 기능과 특징 OMG 표준 기반 아키텍처 모델링 카티아 매직은 OMG(Object Management Group) 모델링 표준인 표준인 SysML, UML 및 UAF를 지원한다. 이 표준을 기반으로 시스템의 운영 시나리오 속에서 미션 및 요구사항을 도출하고, 서브시스템 및 부품 단위의 요구사항, 구조, 인터페이스, 기능 및 작동 원리를 모델로 상세화하여 시스템을 보다 명확하게 정의할 수 있다. 정의된 시스템 아키텍처를 통해 담당자들이 시스템을 직관적으로 이해하고 시스템 구성 요소 간의 관계를 쉽게 파악할 수 있다. 카티아 매직으로 모델링한 시스템 아키텍처는 요구사항과의 연계를 통해 요구사항 변경 내용을 추적하고, 이에 따른 아키텍처 영향도 분석을 수행할 수 있다. 이는 시스템의 요구사항과 일관성을 유지하여 시스템 개발 프로세스에서의 위험을 감소시키고 사전에 대비할 수 있게 도와준다. 시스템 모델 시뮬레이션 카티아 매직을 통해 시스템의 동작을 시뮬레이션하고 성능을 평가할 수 있다. 시스템의 정적인 구조와 거동 논리를 정의하는 카티아 매직의 기능과 특징 과정에서 나아가 해당 모델을 실행 가능한 시뮬레이션 모델로 활용할 수 있게 한다. 시뮬레이션을 통해 시스템 모델의 제어 로직을 검증할 수 있고, 시스템 모델에 FMI와 MATLAB 모듈을 드래그 앤 드롭 (drag&drop) 형식으로 쉽게 구성요소로 삽입하여 물리적 성능에 대한 타당성을 검증할 수 있다. 시스템 모델이 설계 데이터와 연계가 되면 성능에 영향을 주는 개별 인자 (TPM, MOP)와 같은 상세 데이터가 목표 성능(MOE)과 같은 요구사항을 만족하는지 자동 확인할 수 있다 이는 시스템의 품질과 성능을 미리 예측할 뿐 아니라, 개발 상의 이슈를 신속하게 파악하고 조기에 개선할 수 있게 해 준다. 카티아 매직은 FMEA(Failure Modes and Effect Analysis) 콘셉트를 아키텍처 기반으로 구현할 수 있는 기능을 제공한다. 이를 통해 시스템 수준에서 FMEA를 수행하고 잠재적인 결함과 고장 모드를 식별할 수 있다. 또한 각 레이어(layer)의 FMEA 결과를 분석하여 상·하위 구조 간의 고장 인과 관계를 분석할 수 있다. 개념 설계 단계에서 안전성과 신뢰성 영역에 대한 스펙을 상세화하여 정의할 수 있으며, 이를 통해 초기 단계에서 문제를 사전에 예측하고 대응할 수 있게 도와준다. 이 외에도 다쏘시스템의 플랫폼인 3D익스피리언스 플랫폼 (3DEXPERIENCE Platform)과의 요구사항 동기화, 사양관리, 1D/3D 해석 툴 연계 등 MBSE 활동을 지원할 수 있는 다양한 기능들을 제공하고 있다. 매직그리드 방법론 소개 매직그리드 방법론이란 매직그리드(MagicGrid) 방법론은 시스템 아키텍처 설계에 활용할 수 있는 전략적인 접근 방식이다. 이 방법론은 시스템의 다분야 통합 측면을 고려하여 강건한 아키텍처 설계를 지원한다. 매직그리드는 다양한 요구사항과 제약조건을 고려하여 아키텍처를 논리적으로 설계할 수 있도록 시스템의 기능, 성능, 신뢰성 등 다양한 측면을 분석하는 데 도움을 준다. 이는 결과적으로 시스템에 대한 품질 높은 아키텍처를 구축할 수 있다. 매직그리드를 활용한 시스템 아키텍처 설계 과정 매직그리드를 활용하면 명확하고 단계적인 절차에 따라 시스템 아키텍처 설계를 할 수 있다. 첫째, 시스템의 요구사항과 목표를 정의하고 분석한다. 이 과정에서 시스템의 기능, 성능, 제약조건 등을 파악한다. 둘째, 상위 아키텍처를 정의한다. 상위 아키텍처에서는 하위 모듈 간 사용되는 인터페이스를 정의하고 할당한다. 관 이를 통해 추후 모듈 통합 시 인터페이스 정합성을 확보한다. 셋째, 각 모듈의 아키텍처를 세부적으로 설계하고 검증하여 앞서 정의했던 요구사항과 목표를 달성한다. 넷째, 통합된 시스템의 아키텍처를 구현하고 검증하여 최종적으로 품질 높은 아키텍처를 구축한다. 매직그리드 방법론의 장점과 적용 사례 매직그리드는 MBSE 도입 초기에 조직에서 활용할 수 있는 방법론이다. 이제 막 MBSE를 도입하는 조직에서 아키텍처를 작성할 수 있는 가이드로서 활용될 수 있다. 추후 제품, 조직 또는 개발 프로세스의 특성에 따라 매직그리드를 수정하여 최적화된 방법론을 개발할 수도 있다. 매직그리드는 상세설계 스펙을 작성하는 데 도움을 준다. 시스템 아키텍처를 시각화하고 모델링 도구를 활용하여 상세한 설계 스펙을 작성할 수 있다. 이를 통해 정확한 요구사항을 파악하고 상세설계를 수립할 수 있으며, 제품 개발에 대한 비용과 시간을 절감할 수 있다. 닛산(Nissan) 자동차의 경우, 전통적인 내연기관에서 전기 파워트레인(powertrain)으로의 전환으로 인해 제품의 복잡성 관리와 협업에 어려움을 겪게 되었다. 닛산은 이에 대한 해결책으로 MBSE를 도입하고, 카티아 매직과 매직그리드 방법론을 채택했다. 더불어 매직그리드 방법론에 자체적인 방법론인 Nissan-7 Methodology를 접목하여 최적화된 아키텍처 방법론을 개발하였다. 닛산은 MBSE 도입을 통해 엔지니어링 정보의 재사용성과 협업 측면에서 큰 이점을 얻었다. 카티아 매직을 활용하면서 시스템 아키텍처 설계를 더욱 체계적으로 수행할 수 있었다. 이를 통해 기존의 문서 기반 업무 방식에서 벗어나고, 제품 개발과 협업을 더욱 효율적으로 수행할 수 있게 되었다. [저자소개] 김성환 다쏘시스템코리아의 MBSE 컨설턴트이다. 2014년부터 다쏘시스템코리아에서 기술 컨설턴트로 활동 중이며, 2022년부터는 다쏘 시스템의 MBSE 영역 전반을 담당하며 고객 대상으로 MBSE 방법론 소개 및 제안을 수행하고 있다. 김승원 다쏘시스템 코리아의 기술 컨설턴트로서 MBSE 영역을 전문으로 업무를 수행하고 있다. CATIA Magic과 3DEXPERIENCE Platform과 같은 주요 솔루션을 활용하여 고객들에게 기술 컨설팅을 제공하고 있다. 신효주 다쏘시스템코리아의 MBSE 전문 기술 컨설 턴트이다. CATIA Magic과 STIMULUS를 포함한 MBSE 솔루션을 담당하고 있으며, 다양한 산업 및 대학을 대상으로 MBSE 및 SysML 관련 교육과 프로젝트를 수행하며 기술 컨설팅을 제공하고 있다. 출처: 캐드앤그래픽스(https://go.3ds.com/nxy) 디지털 트랜스포메이션의(DX) 핵심, MBSE 정의부터 적용 사례까지 소개한 총 정리 가이드에 대해 궁금하신 분들은 아래 링크에서 확인해 주세요. ▶다쏘시스템 MBSE 안내서 입문 가이드 자세히 보기: https://go.3ds.com/y5t # [MBSE 기술 칼럼 시리즈] 제품 개발의 새로운 방법론, MBSE • 1편 MBSE 정의 및 사례: https://go.3ds.com/lki • 2편 SysML을 활용한 아키텍처 모델링과 MagicGrid 방법론: https://go.3ds.com/tPc • 3편 MBSE 실현을 위한 다분야 솔루션 통합 환경 구축 및 활용방안: https://go.3ds.com/Q0t • 4편 요구사항 기반 V&V를 수행하기 위한 방안 및 사례: https://go.3ds.com/jmq • 5편 항공우주 및 방위 산업에서의 MBSE: https://go.3ds.com/yDW • 6편 MBSE 프레임워크와 플랫폼의 역할: https://go.3ds.com/UbW