설계, 제작, 테스트
초기 시뮬레이션 등장 이전의 제품은 “설계-제작-테스트”라는 접근 방식을 사용하여 개발되었습니다. 이는 물리적 프로토타입을 제작하여 실험실이나 시험장에서 테스트를 거쳐 실제 세계에서 제품이 어떻게 작동할지 확인하는 방식입니다. 이러한 접근 방식은 현재에도 널리 사용되지만, 수많은 프로세스, 요구 사항 및 규정이 변경되고 발전함에 따라 더 이상 산업의 요구를 빠르게 충족하지 못합니다.
현재 산업이 직면하고 있는 문제
제품 설계 시 산업은 몇 가지 중요한 문제에 직면합니다. 한 가지 문제는 시간과 비용 위험입니다. 제작자는 설계 과정이 얼마나 오래 걸리고 얼마나 비용이 드는지 알 수 없습니다. 테스트 중 발견된 모든 설계 문제를 해결하기 위해 얼마나 많은 “다시 그리기” 반복 과정이 필요할지 예측할 수단이 없습니다.
두 번째 문제는 테스트 비용입니다. 테스트에는 시간, 인력, 전문성 및 시설에 대한 큰 투자가 필요합니다. 별도의 조직, 인원, 장비 및 위치가 필요하며 각 조직은 모두 자체 일정이 있습니다. 또한 투자 효과를 극대화하기 위해 테스트 예약 일정은 항상 꽉 차 있어, 제품 설계자는 테스트를 진행하기 위해 자신의 차례를 기다려야 합니다.
세 번째 미묘한 문제는 책임입니다. 상업주의 역사는 위험한 제품, 과장된 성능 주장 및 작동하지 않은 이점에 대한 거짓된 약속으로 가득합니다. 미국에서는 1975년 Magnusson-Moss Warranty Act를 제정하고 (다른 국가에도 유사한 법규가 있음) 제조업체가 허황된 제품에 대한 책임을 지도록 했습니다. 제조업체는 물리적으로 모든 사용 방법을 테스트할 수 없기 때문에 설계-제작-테스트 방식으로는 이러한 책임을 쉽게 관리할 수 없습니다.
시뮬레이션의 등장
제작자가 제품 품질 저하의 타격을 느끼기 시작한 시점에 컴퓨터의 성능 및 시뮬레이션 소프트웨어가 비약적으로 발전하게 되었습니다. 시뮬레이션은 비용 및 지출을 컨트롤하고, 실험실 테스트와 실제 세계의 간극을 해결하기 시작했습니다.
처음에 시뮬레이션은 설계 후행 과정으로 활용되었으며, 제품이 제대로 작동하지 않을 때 보증 문제 해결에 도움이 되었습니다. 시뮬레이션은 전문 학위를 소유한 전문가들이 직접 제작한 메인프레임에서 작동하고, 설계 부서와 거리가 먼 기업 연구소에서 사용되었습니다.
점차 소프트웨어가 더욱 발전하고 컴퓨터가 저렴해지면서, 시뮬레이션은 테스트를 보완하여 제품 성능 인증에 사용되기 시작했으며 신뢰도가 더욱 높아졌습니다.
오늘날 컴퓨터는 어디에나 있습니다. 설계는 강력한 컴퓨터 지원 설계 시스템에 의해 이루어집니다. 기업 연구소는 대부분 과거의 시대이며 시뮬레이션은 대부분의 산업에서 제품 설계 및 성능을 향상시키는 부가 가치 활동으로 인정되며 언제나 사용 가능한 일반적인 엔지니어링 도구 세트의 일부가 되었습니다.
미래: MODSIM (Modeling and Simulation, 모델링과 시뮬레이션의 통합)
그러나 여전히 시뮬레이션과 설계는 별개의 활동이며, 종종 별개의 인력, 별개의 부서, 별개의 전문성, 별개의 소프트웨어 경험, 별개의 예산을 가집니다. 시뮬레이션과 설계는 여전히 분리되어 있습니다.
기업들은 이러한 부서 간 장벽을 제거하고 시뮬레이션을 설계의 핵심으로 두는 혁신으로 나아가기를 원합니다. 즉, 시뮬레이션을 최대한 활용하여 위험을 제거하고, 제품을 선형적으로 시장에 출시하며 (재설계 없음), 이러한 제품이 예상대로 작동하고 계획된 대로 오래 지속되도록 하는 것입니다. 기업들은 시뮬레이션이 아이디어에서 수명 종료 및 재활용에 이르기까지 전체 제품 수명 주기를 돕기를 원합니다. 그리고 반복적으로 발생하는 위험, 비용, 책임 문제를 줄이기 위해 시뮬레이션을 활용하고 싶어 합니다.
불행히도, 아직까지 별개로 운영되는 엔지니어링 문화는 이를 해결하지 못하고 있습니다. 시뮬레이션은 별개로 운영되어 왔던 문화를 탈피하고 설계의 중심이 될 때만 진정한 잠재력을 발휘할 수 있습니다. 이를 위해 시뮬레이션 방법은 설계 환경에 포함되어 설계의 일부가 되어야 합니다. 시뮬레이션 작업은 자동화되어야 합니다. 시뮬레이션 전문성을 확보해야 합니다. 시뮬레이션 베스트 프랙티스는 여전히 전문성을 개발해야 합니다. 그러나 개발되면 이러한 프로세스는 설계를 가속화하기 위해 적절하게 암호화, 유지 및 제공되어야 합니다.
설계 방법도 변화해야 합니다. 가상 환경에서의 설계 탐색(수백 또는 수천 개의 설계 대안을 탐색하기 위해 시뮬레이션 사용)은 일반적이 될 것입니다. 시간이 지남에 따라 설계 시스템이 유기적으로 더 강력해지도록 설계에 학습이 내장되어야 합니다. 설계자는 시뮬레이션을 자신의 기능 확장 및 증폭기로 간주해야 합니다. 간단히 말해서 시뮬레이션이 설계가 될 것입니다. 그리고 산업은 이 두 가지 강력한 기능을 하나의 컨셉인 모델링 및 시뮬레이션(MODSIM)으로 통합함으로써 이익을 얻을 것입니다.
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▶ 출처: https://go.3ds.com/LT6