[TECH REPORT] 클라우드 기반 첨단 머신 엔지니어링

[지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어=오병준 한국지사장] 지정학적 문제, 원격 작업, IT 인프라 단순화, 기술 동향이 새롭게 대두하면서 기계 제조기업들은 업무 구조를 디지털 방식으로 전환하기 시작했다. 기계 제조기업들은 보다 스마트한 기계를 구축해 글로벌 경쟁과 공급망 문제를 비롯해 마진 축소, 에너지와 환경에 대한 정부 규제 요구 등의 문제에 대응하고 있다. 동시에 제조기업들은 시시각각 변화하는 소비자선호도에 발맞춰 다양한 제품을 만들 수 있도록 민첩하고 유연하게 작동하는 기계의 필요성을 절감하고 있다.

기계 제조기업들은 하나의 협업 환경 내에서 하드웨어, 소프트웨어, 서비스를 점진적으로 통합할 수 있도록 기계를 설계해야 한다. 기업들은 이러한 통합 도구를 통해 더욱 뛰어난 자동화 및 통합 품질을 지닌 제품을 만들어 프로세스의 효율성을 높이고, 동시에 시장 내 다른 기업과의 경쟁에서 차별화할 수 있다. 물론, 기계 설계 및 제조를 지원하기 위해서는 보다 스마트한 소프트웨어 솔루션이 필요하다.

첨단 머신 엔지니어링(Advanced Machine Engineering, AME)은 차세대 기계 제조에 있어 보다 큰 확실성을 부여하는 디지털화된 접근법으로 떠오르고 있다. 이러한 솔루션은 클라우드 기반의 디지털 스레드 접근 방식을 제공한다. 갈수록 복잡해지는 기계를 더욱 빠르게 개발할 수 있도록 지원하고, 개발 비용과 생산 및 운영 비용을 절감한다.

첨단 머신 엔지니어링은 디지털 트윈 개발과 기계, 전기, 전자, 소프트웨어 엔지니어링 분야의 협력을 단일 정보 소스로 결합해 엔지니어링 사일로를 무너뜨리고 첨단 기계 설계에 필수적인 커뮤니케이션의 간소화를 돕는다. 결과적으로 기업은 프로젝트를 보다 잘 관리함으로써 복잡성을 극복해 수익성 있는 기계를 제공하며, 핵심 경쟁 우위로 전환할 수 있다.

일례로 가스 기기 및 열 기기 전문 제조기업인 린나이 코리아는 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어의 Xcelerator 포트폴리오를 활용해 통합 설계 환경과 효율적인 협업 시스템을 구축하고, 설계 데이터 관리 및 전반적인 제조 프로세스를 개선했다. Xcelerator 포트폴리오에 포함된 디지털 수명주기 관리 솔루션인 Teamcenter 소프트웨어, 제품 개발 도구 포트폴리오인 Solid Edge, 다양한 일러스트레이션 및 기술 자료를 신속하게 생성할 수 있는 Solid Edge Technical Publications가 이에 사용됐다. 린나이 코리아는 데이터관리 효율성 개선, 중복 업무 감소, 서비스 품질 향상, 제품 개발 시간 단축, 제품 수명주기 단축 등의 이점을 통해 시장 내 우위를 점할 수 있었다.

◆ 클라우드에 최적화된 프로젝트 관리

클라우드는 첨단 머신 엔지니어링의 잠재력을 최대치로 실현하기 위해 중요한 요소이다. 더욱 스마트한 기계를 빠르게 구축할 수 있도록 지원한다. 무엇보다 클라우드는 협업을 강화해 여러 엔지니어링 분야를 조정할 수 있도록 돕는다. 클라우드 기반 솔루션을 사용하면 기계, 전기, 자동화, 소프트웨어 분야를 하나의 통합된 공간에서 결합할 수 있다. 모든 사용자가 쉽게 접근할 수 있으며 각 분야의 워크플로우에 대한 가시성을 제공한다. 데이터 재사용 극대화, 통합 변경 프로세스 지원, 표준 제공 프로세스 보장을 제공하는 동시에 진화하는 모범 사례에도 신속하게 적응할 수 있다.

클라우드 기반 협업을 사용하면 직원 모두가 물리적 공간에 구애받지 않고 하나의 통합 플랫폼 아래에서 함께 작업할 수 있다. 클라우드에서 원격으로 근무하는 직원과 현장에서 근무하는 직원을 조정함으로써 언제 어디서나 실시간 대시보드, 일정, 문서에 대한 저장, 접근, 활용할 수 있도록 지원한다. 기계 개발 프로세스의 효율성을 높여 생산성을 향상시킨다.

기업은 프로젝트 진행 상황에 대한 추가적인 투명성과 보다 심도 있는 추적성을 확보한다. 기업 전체에서 프로젝트 데이터를 쉽게 발견, 공유, 확장할 수 있어 원격으로 진행되는 협업이 확대된다. 수많은 내외부 이해관계자들의 설계 피드백을 동시에 파악해 반영함으로써 가장 효과적인 기계를 만들 수 있도록 지원하며 딜레이나 고비용 설계를 방지한다. 기업들은 초기의 피드백을 설계 프로세스에 통합함으로써 필요에 따라 외부 판매자의 원료 물질과 공급망 문제 등을 고려할 수도 있다.

차트 정보 작성과 같은 반복 작업은 디지털 스케줄링 도구를 통해 쉽게 자동화된다. 따라서 관리 오버헤드의 필요성이 감소하는 동시에 엔지니어가 중요한 프로젝트에 더욱 많은 시간 자원을 투입할 수 있도록 한다. 고객 요구사항, 업계 표준, 글로벌 규제, 에너지 기대치에 맞춘 각 분야를 활용하면 아주 다양한 요소 속에서도 기계를 균형 있게 생산할 수 있다.

지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어는 작년 하반기 서비스형 PLM용 소프트웨어인 Teamcenter X를 AWS 한국 리전 데이터센터에서 정식 출시했다. Teamcenter X는 지멘스 서비스형 Xcelerator 소프트웨어 및 서비스 포트폴리오 중 하나로, 새로운 서비스형 소프트웨어(Software as a Service, SaaS) 제품이다. Teamcenter X는 모든 규모의 기업이 기존의 온프레미스 PLM 구축에 필요했던 IT 자원 없이도 신속하게 가치를 실현할 수 있도록 지원한다. 로컬 데이터센터에 Teamcenter X 기능이 출시된 국가는 한국이 여섯 번째다.

◆ 클라우드의 커넥티드 엔지니어링

3D 모델 이상의 디지털 트윈은 기계, 전기, 자동화 엔지니어를 한데 모아 평가, 성능, 에너지사용, 출력 및 기타 주요 지표를 제공하는 다분야 모델을 제공함으로써 여러 분야가 모두 함께 작동할 수 있도록 지원한다. 폐루프(closed-loop) 테스트를 통해 개선돼 기계에 최고 수준의 최적화와 유연성을 보장한다. 단일 변경 프로세스로 모든 분야의 전체 엔지니어링 데이터를 제어할 수 있다.

오직 클라우드 기반 기술을 통해 실현될 때만 디지털 트윈의 이점을 전부 누릴 수 있다. 클라우드 기반 기술은 모든 엔지니어링 분야를 온라인과 오프라인으로 통합할 수 있게 해주는 기술이다. 이들의 결합된 입력과 데이터가 바로 디지털 트윈의 기반이 된다.

국내 침습수술 로봇 중심 스타트업 기업인 큐어인은 Teamcenter X를 도입해 운영 비용을 절감하고 클라우드 내 엔지니어링 데이터를 보다 효율적으로 관리할 수 있게 됐다. 의료기기 업계의 우려 사항이었던 변화 관리의 효율이 크게 올랐으며, TeamcenterX의 온쇼어 사용이 가능해지면서 데이터 보호 요구 사항을 충족하고 보안을 유지하는 데 도움을 받았다.

◆ 클라우드의 디지털 트윈

고객의 요구사항이 변경되면 기업은 기계 프로그래밍 로직의 업데이트나 기계 모델의 수정을 위해 쉽게 접근할 수 있는 프로세스가 필요해진다. 설계 반복을 추적하고 특정 결정이 내려져야만 하는 이유를 이해하는 것이 바람직한데, 클라우드에 저장된 기계의 디지털 트윈은 최신 기계 데이터를 쉽게 사용할 수 있는 가상 모형을 제공함으로써 이를 가능하게 한다. 디지털 트윈은 첨단 머신 엔지니어링의 달성에 중요한 요소이다.

클라우드 기반 디지털 트윈은 복잡한 머신 모델의 제작과 시뮬레이션을 돕는다. 수천 가지 요구사항에 대해 수천 가지 기능을 테스트하는 모델들은 모두 시장에서 가장 최적화되고 혁신적인 기계를 생산하는 데 도움이 된다.

◆ 미래를 위한 첨단 시스템 구축

현대의 제조 및 조립 기계를 설계, 검증, 관리해 비용 최적화와 최고 수준 품질 달성을 동시에 이루는 것은 어려운 작업이다. 첨단 머신 엔지니어링은 클라우드 기반 접근 방식으로 디지털 트윈 개발과 다양한 분야의 협업을 결합해 기계를 완벽한 솔루션 제품군으로 개발한다. 이러한 접근 방식은 클라우드 지원 프로젝트 관리와 기계, 전기, 전자, 소프트웨어 분야의 정보를 단일 진실 공급원(single source of truth, SSOT)으로 결합할 수 있도록 돕는다. 완벽한 기계 설계에 필수적인 커뮤니케이션 간소화와 엔지니어링 사일로 현상 해체에 효과적이다.

기업들은 프로젝트의 효율적인 관리를 통해 그 복잡성을 잘 활용함으로써 이를 주요 경쟁 우위로 전환할 수 있는 효과적인 접근 방식을 갖추게 됐다.