4차 산업혁명의 흐름 속에서 항공우주 및 방위(A&D)를 비롯한 전 산업군에서 최근 개발 제품의 복잡성과 지능화 수준이 빠르게 높아지고 있습니다. 이에 따라 설계 효율 향상과 ROI 개선을 위해 새로운 개발 시스템 방법론의 도입이 경쟁력의 핵심 요인으로 자리잡고 있습니다.
MBSE(Model Based Systems Engineering)는 기존 시스템 엔지니어링 방식의 한계를 극복하기 위한 현실적인 대안으로, 항공우주, 자동차 및 모빌리티, 하이테크 등 다양한 산업에서 도입이 확산되고 있습니다. INCOSE(국제 시스템 엔지니어링 협회) 또한 제품 개발의 디지털 전환을 위해 MBSE 적용을 공식적으로 강조하고 있으며, 이는 증가하는 시스템 복잡성과 맞춤화 수요에 대응하기 위해 디지털 기술(인공지능·빅데이터)과 IoT 기반 연계를 확대하기 위함입니다.
국내 제조 기업들 역시 MBSE의 필요성을 인식하고 있으나, 전문가 부족, 기술 역량 확보의 어려움, 기술 적용 체계의 부재 등 실제 도입 과정에서 여전히 난제를 겪고 있습니다. 다쏘시스템은 이러한 현실적인 과제를 해결하기 위해 MBSE 방법론(MagicGrid), 다쏘시스템 MBSE 솔루션과 고객 적용 사례를 기반으로 MBSE 실질적인 도입 전략을 제공합니다.
MBSE, 시스템 엔지니어링 완성도를 높이는 디지털 방법론
시스템 엔지니어링은 고객 요구사항을 충족하는 시스템을 개발하기 위한 과학적이고 구조화된 접근 방식입니다. 시스템 엔지니어링의 V 모델 절차는 ①시스템 아키텍처/사양 강조, ②엔지니어링 및 설계 작업, ③개발 사양에 대한 시스템 검증의 흐름으로 구성되며, 개발 과정 전반에 걸쳐 ‘시스템이 요구 성능과 사양을 충족하는지’ 지속적으로 점검하며 진행됩니다.
MBSE는 시스템 엔지니어링 절차를 모델 기반으로 수행하는 접근법으로 구체적으로 다음과 같은 정의를 가집니다.
- INCOSE는 MBSE를 “개념 설계부터 개발 및 운영까지 제품 라이프 사이클 전체에서 요구사항, 설계, 분석, 그리고 검증(V&V) 활동을 모델링으로 수행하는 것”으로 정의합니다.
- 다쏘시스템은 MBSE를 “개발 초기부터 요구 성능을 충족하도록 디지털 환경에서 목적별 모델을 활용하는 제품 개발 방법”으로 정의하며, 실질적인 개발 완성도 향상에 초점을 둡니다.
MBSE의 실질적인 효과 : 기존 제품 개발 방식과 차이점
기존 제품 개발 방식은 기획 단계에서 요구사항과 성능을 정의한 뒤, ①개념 설계, ②상세 설계, ③프로토타입 제작 및 시험 순으로 진행됩니다. 이 과정에서 각 설계 단계가 순차적으로 이루어지기 때문에, 설계 오류나 요구사항 변경이 발견될 경우 후속 단계에 큰 영향을 미쳐 개발 시간과 비용이 증가할 수 있습니다.
반면, MBSE 기반 개발 방식은 SysML 기반으로 시스템 미션을 정의하고, 요구사항과 아키텍처를 모델링하며, 1D모델과 연계해 조기에 성능 검증을 수행합니다. 또한 기구·회로·제어 팀이 동시에 협업할 수 있어 병렬 설계가 가능합니다. 이는 다음과 같은 핵심 기능으로 개발 단계에 효율을 더합니다.
- 동적 사양서 기반 시뮬레이션 : 실제 환경에 가까운 시뮬레이션으로 설계 오류 조기 발견 및 사전 제거 가능
- 요구사항 추적 가능성 : 복잡한 요구사항을 설계 단계부터 추적하여 개발 전반의 품질 확보
- 임베디드 시스템의 초기 검증 : 시스템 통합 전 문제점 발견 및 대응으로 개발 일정 안정화
- 모델 재사용 가능 : 엔지니어링 정보와 모델을 네트워크처럼 활용하여 후속 프로젝트 효율 향상
이처럼 MBSE는 설계 과정에서 발생할 수 있는 불확실성을 최소화하고, 병렬 설계와 모델 기반 검증을 통해 설계 기간 단축, 비용 절감, 품질 향상이라는 실질적인 효과를 제공합니다.
CATIA Magic, 산업 표준 SysML 기반 MBSE 도구
MBSE는 여러 엔지니어링 도메인을 통합한 시스템 아키텍처를 통해 복잡성을 관리하고 엔드-투-엔드 추적성을 제공합니다. 다쏘시스템의 3DEXPERIENCE 플랫폼 기반 MBSE 솔루션은 이러한 통합 개발 환경을 구현합니다.
CATIA Magic은 INCOSE가 권고하는 SysML 표준을 지원하는 System Architecture 도구로, 복잡한 시스템 아키텍처의 구현에 최적화되어 있습니다. CATIA Magic은 3DEXPERIENCE 플랫폼 기반 MBSE 솔루션으로 다음과 같은 장점을 제공합니다:
- 모델 중심 커뮤니케이션을 통한 협업 효율화 극대화
- 시뮬레이션 기반 조기 검증 및 단계별 검증 정확도 향상
- 검증된 모델의 재사용 확대를 통한 생산성 향상
- 요구사항 기반 모델링 및 완성도 높은 아키텍처 정의
- 전 개발 단계의 추적성 확보
- 설계 변경에 대한 대응 시간 최소화
다쏘시스템, 디지털 혁신을 실현하는 MBSE 파트너
항공우주 산업 포함한 많은 기업들은 디지털 전환의 필요성을 인지하고 있지만, 실제 프로젝트 성공률은 20-30% 수준에 머물고 있습니다. 주요 원인으로 MBSE와 같은 디지털 전환 기술에 대한 명확한 이해 부족과 조직 내부 변화 저항 등 비즈니스 측면 요인이 큰 비중을 차지합니다.
다쏘시스템은 “Value Engagement” 프레임워크를 기반으로 전 세계 기업들의 MBSE 도입과 디지털 혁신을 지원해왔습니다. 3DEXPERIENCE 기반 MBSE 솔루션은 서비스형 소프트웨어(SaaS) 모드로 제공되어 조직 구성원들이 부담없이 도입 환경에 적응할 수 있도록 돕습니다. 또한, 40년 간 축적된 다쏘시스템의 방법론, 지식, 노하우를 공유함으로써 고객사의 제품 개발 체계 혁신과 ROI 개선을 가속화할 수 있습니다.
다쏘시스템 3DEXPERIENCE 기반 MBSE 솔루션, CATIA Magic을 활용해 효율적인 제품 개발 프로세스를 구축하고, 기업의 제조 경쟁력을 강화하세요.