제조기업들 3D플랫폼으로 디지털 혁신 가속

다쏘시스템 '3D익스피리언스'
항공우주·철도·제철 산업 등
제조현장 가상환경 변수 적용
버추얼 플랜트로 완성도 높여
항공우주부터 철도·제철에 이르기까지 국내 대표 제조기업들이 3D 설계와 시뮬레이션, 디지털 트윈 기술을 현장에 적용해 제조 경쟁력과 품질, 안전성을 끌어올리는 시도를 하고 있다. 설계와 테스트 과정을 3D 모델링을 통해 가상환경에서 수행하는 단계에서 발전해, 제조현장의 모든 요소를 가상환경에 그대로 구현한 후 가능한 모든 변수를 적용해 완성도를 높이는 '버추얼 플랜트'를 가동하고 있는 것.

유경열 KAI(한국항공우주산업) CIO(최고정보화책임자)는 "최근 시제기 출고식을 가진 KF21은 3D 설계부터 시뮬레이션, 가상현실, 통합 데이터 플랫폼까지 혁신기술을 총동원한 결과물"이라면서 "설계·개발·제조시스템, PLM(제품수명관리), ERP(전사적자원관리)가 분리돼 운영되던 기존 시스템과 달리 개념설계부터 상세설계, 엔지니어링, 제조시스템을 하나로 연결하고, 모든 데이터가 단일 플랫폼 내에서 실을 꿰듯 연결되는 MDB(모델기반개발) 환경을 완성했다"고 밝혔다.

유 CIO는 8일 다쏘시스템코리아가 개최한 연례행사 '3D익스피리언스 콘퍼런스 코리아'에서 KF21 개발·제조를 가능케 한 디지털 플랫폼을 소개했다.

KF21은 우리 기술로 개발한 최초의 초음속 전투기로, KAI는 2001년 세계 12번째 초음속 고등훈련기 'T50'을 해외 기업과 공동 개발한 데 이어 20년 만에 국산화에 성공했다. KAI는 지난 4월초 시제기 출고에 이어 지상시험과 비행시험을 추진하고 있다. KAI는 MDB 컨셉과 방법론을 도입하고 다쏘시스템 '3D익스피리언스 플랫폼', '카티아 V6' 등을 활용해 KF21을 설계·개발·제조했다.

유 CIO는 "전투기 개발은 요구수준과 복잡성 면에서 일반 항공기와 차원이 다르다. 인도네시아와의 국제 공동개발 과제이면서 일정이 촉박해, 기존 항공기 개발방식으로는 힘들다고 판단하고 디지털 연속성 기반의 최신 개발방법론으로 전환했다"고 밝혔다.

특히 싱글DB(데이터베이스) 기반 플랫폼을 적용해 기능별 시스템이 아니라 수많은 데이터가 하나로 연결되는 디지털 커넥티트 환경을 구현했다. 또 이전에 3D로 설계한 후 다시 2D 도면을 만들던 방식과 달리 3D 설계 영상에서 2D 도면을 바로 만들고, 생산현장에서도 이들 데이터를 활용해 제작과 조립이 가능한 환경을 구현했다. 전투기 내부의 각종 부품과 장치를 최적으로 배치하기 위해 가상현실을 적용해 여러 설계자가 협업하면서 작업할 수 있는 몰입형 디자인센터도 구축했다. 최근에는 항공기와 전투기의 각종 구성요소를 3D화해 가상의 공간에서 작업하는 디지털 트윈 환경을 구축하고 있다.

유 CIO는 "국방사업의 개발표준을 만든다는 생각으로 2015년부터 디지털 전환을 철저히 준비해 왔다. 미래비행체와 위성사업에도 혁신기술을 적용하고, 협력사들도 기술·제조 경쟁력을 높일 수 있도록 지원에 나설 계획"이라고 말했다.

김기성 포스코A&C 플랜트CM사업실 과장은 이날 행사에서 "철강석을 녹여 쇳물을 만드는 제선부터 쇳물에서 불순물을 제거하고 강철을 만드는 제강, 다양한 종류의 철강 제품을 만드는 압연공정으로 구성된 철강 생산공정에 디지털 트윈을 적용해 기획, 설계, 구매·제작, 시공, 설비 강건화 등 전 단계의 효율성과 생산성, 품질을 높이고 있다"고 밝혔다.

제철 플랜트는 30~40년 이상 가동되는 설비로 구성돼, 운전·유지보수·설비교체 등의 과정에서 공정간 간섭, 물류간섭, 안전사고 등의 우려가 있다. 포스코A&C는 스마트 CM 플랫폼이란 디지털 트윈 환경을 구현해 공정과 안전관리, 품질·원가관리가 이뤄지고 사용자간 협업이 가능하도록 했다. 모든 현장정보를 3D 데이터로 생산해 관리하는 '플랜트+IT' 융합 플랫폼을 구현하고 그 위에서 설계부터 시공, 시운전, 유지관리·정비까지 이뤄지는 것. 회사는 이 과정에서 다쏘시스템의 3D 모델링 솔루션인 '카티아'와 3D 시뮬레이션 플랫폼인 '델미아'(DELMIA)를 적용했다.

조영빈 다쏘시스템코리아 대표는 "코로나19라는 똑같은 위기를 겪으면서도 앞선 기업들은 새로운 방식으로 일하고, 가상공간에서 협업하면서 시뮬레이션 기술을 적용해 경쟁력을 극대화하고 있다. 반면 모범적인 'K방역' 덕분에 우리나라는 다른 나라보다 비교적 일상생활을 누렸지만, 겉은 움직이지만 속은 멈춰있는 느낌"이라면서 "과거에 10년 걸리던 백신 개발이 디지털 기술 적용과 법률적 인정으로 1년으로 당겨졌듯이, 국내 기업들도 디지털 전환을 기술적 단어로 보지 않고, 목적과 목표를 제대로 설정하고 실행에 옮겨 세계적 경쟁우위 확보에 나서야 할 것"이라고 말했다.

이날 행사에서는 박민원 경남창원스마트그린산단 단장이 스마트팩토리 보급·확산, 제조공장 에너지 서비스, 시뮬레이션 기술 보급, 스마트공장 모델하우스 프로젝트 등을 소개했다. 원종화 포어시스 대표는 가상화 플랫폼과 인공지능·데이터 기반의 해양쓰레기 관리서비스, 임성규 현대로템 책임은 차세대 CAD(컴퓨터지원설계), PLM 도입사례를 소개했다. 안경애기자 naturean@dt.co.kr