[공학저널 김하늬 기자] 컴퓨터 시뮬레이션 SW를 활용하는 가상공학 플랫폼이 소재·부품·장비 기업의 제품 개발에 비용과 시간을 줄이는 핵심 역할을 수행 중이다.
최근 가상공학은 소·부·장 기업이 소재 선택부터 공정 설계, 시험평가에 이르는 과정을 시뮬레이션 SW를 활용해 확인해 제품개발 시간과 비용을 단축할 수 있다는 점에서 각광받는 분야다. 기계 제조업 등 중소기업의 제품 설계·생산뿐만 아니라 영업 활동 시에도 시뮬레이션 리포트가 필요한 경우가 있어 더욱 활용도가 높아지는 추세다.
하지만 순이익률이 매출대비 1퍼센트에 불과한 중소기업이 외산 공학 시뮬레이션 프로그램을 사용하는 데에는 어려움이 따른다. 높은 비용과 더불어 시뮬레이션 프로그램은 전문가가 아니면 사용하기 어려운 부분이 있기 때문이다.
이에 산업통상자원부는 지난 2017년부터 가상공학 플랫폼 구축사업으로 금속, 화학, 섬유, 세라믹·전자, 기계·자동차 등 5대 산업 분야 공공연구소에 시뮬레이션 SW를 구축해 소부장 기업을 지원해 왔다.
이 사업은 지난 4년간 53개 시뮬레이션 SW를 구축해 총 191개 기업을 지원했으며, 제품 개발비용은 43억 가량 절감하고 개발 기간도 평균 35.2% 단축하는 성과를 낳았다.
가상공학 플랫폼 구축사업에 참여한 연구원은 총 다섯 곳으로 재료연구소는 금속, 한국화학연구원은 화학, 다이텍연구원은 섬유, 한국세라믹기술원은 세라믹·전자, 한국기계연구원은 기계·자동차 분야를 지원했다.
이중 한국기계연구원은 현재 가상공학플랫폼 구축사업을 통해 디지털트윈의 1단계에 해당하는 디지털 객체를 활용한 가상 시험에 주력하고 있으며, 이와 관련 오픈 소스 프로그램을 활용한 구조 해석·유동 해석 프로그램을 제작하고 있다.
이 프로그램은 클로즈 베타 서비스를 진행 후 내년 상반기 홈페이지를 통해 무료 배포될 예정이다.
한국기계연구원 신뢰성평가연구실 이충성 연구원(사진)은 “아직까지 기존 해외 제품들에 비해 기능과 예제가 부족한 것은 사실이지만 중소기업들의 공학 시뮬레이션 프로그램 활용에 있어 진입장벽을 낮추는데 기여하고자 한다”며 “외산 프로그램의 의존도가 낮아질 거라고 생각하지는 않는다. 다만, 중소기업들이 값비싼 외산 시뮬레이션 프로그램을 이용하기 전 제품을 설계하고, 수정·보완할 때 우리의 프로그램으로 최적의 값을 도출해 비용절감의 효과를 얻었으면 하는 바람”이라고 말했다.
이를 위해 기계연구원은 오픈소스 프로그램을 활용한 프로그램 UI제작과 고도화를 추진하고 있으며, 향후 Inhouse code를 활용해 부품의 내구성까지 예측할 수 있는 프로그램을 제작할 계획이다.
이 연구원은 “가상공학 관련 시뮬레이션 프로그램을 무료 배포함에 따라, 기업에서 프로그램을 자유롭게 사용하고, 신제품 개발에 투입되는 비용과 시간을 최대 50% 가까이 절감할 수 있을 것으로 기대하고 있다”며 “올해까지 가상공학 플랫폼 구축사업은 디지털 트윈의 1단계 완성을 목표로 하고 있으며, 21년 이후 디지털 트윈 2단계에 해당하는 Real World와 연계하는 실시간 시뮬레이션 플랫폼을 구축할 예정”이라고 전했다.
이에 그치지 않고 기계연구원은 구축된 프로그램의 꾸준한 업데이트를 통해 프로그램의 기업 활용도를 높일 계획이다.
이 연구원은 “현재는 전통 기계 산업에서 실제 신뢰성과 가상의 신뢰성을 융합하는 과도기인 것 같다”며 “소·부·장 기업의 기술력 강화는 컴퓨터 시뮬레이션으로만 해결될 문제가 아니라 실험 역량도 함께 필요한 만큼 기계연구원에서 제공할 수 있는 지원을 더욱 확대해 나갈 예정”이라고 전했다.
