설계 엔지니어링

제품 개발 분야에서 AI는 더 빠르고, 더 스마트하며, 비용 효율적인 혁신을 가능하게 합니다. 생성형 AI는 팀이 새로운 콘셉트, 다양한 설계 변형, 심지어 개인 맞춤형 제품까지 신속하게 대규모로 생성하도록 돕습니다. 재료, 중량, 기능과 같은 제약 조건을 입력함으로써 기업은 수천 개의 최적화된 프로토타입을 단 몇 분 만에 탐색할 수 있어, 아이디어 구상 과정을 가속화하고 수동 설계 작업의 필요성을 줄여줍니다. 이는 초기 단계의 창의성을 높이는 동시에 맞춤화 및 다분야 간 협업의 기회를 확장합니다.​

이와 더불어, AI 기반 시뮬레이션은 물리적 프로토타입을 제작하기 전에 가상으로 설계를 테스트하고 검증할 수 있도록 지원합니다. 엔지니어는 응력, 온도, 마모 등 다양한 조건에서의 성능을 모델링하여, 초기 단계에서 결함을 발견하고 낭비, 비용 및 위험을 줄일 수 있습니다. 생성형 AI와 시뮬레이션을 함께 활용하면 강력한 선순환 구조가 만들어집니다. 즉, 설계가 생성되고, 가상으로 테스트되며, 다시 정교하게 개선되는 과정을 통해 시장 출시 기간을 단축하고, 재료 사용의 지속 가능성을 높이며, 전반적인 제품 성능을 향상시킬 수 있습니다.

Siemens NX, Teamcenter, Simcenter 및 기타 Siemens Xcelerator 포트폴리오와 같은 고급 설계 소프트웨어를 사용하는 경우, 엔지니어링 설계 프로세스에서는 기존 단계에 강력한 소프트웨어 기능을 통합하여 효율성, 정밀성, 협업을 강화합니다. 제품 설계, 엔지니어링, 제조를 위한 포괄적이고 통합된 소프트웨어는 CAD, CAM, CAE, PLM, 시뮬레이션, E/E 설계를 위한 다양한 도구를 제공합니다. 이러한 맥락에서 엔지니어링 설계 프로세스에는 몇 가지 핵심 단계가 포함됩니다.

• 문제 정의 및 계획:
  • 모든 요구사항 및 제약 조건을 포함하여 엔지니어링 문제를 명확하게 정의합니다.
  • Siemens의 도구를 사용하여 프로젝트에 대한 인사이트를 제공할 수 있는 과거의 유사한 프로젝트 또는 템플릿을 검토합니다.
• 설계 및 모델링:
  • 제안된 솔루션의 상세한 3D 모델을 생성합니다. 이 단계에는 파라메트릭 및 직접 모델링 기술을 사용하여 파트와 어셈블리를 개발하는 작업이 포함됩니다.
  • 필요에 따라 판금 설계, 곡면 모델링, 기타 특정 요구사항을 위한 고급 도구를 사용할 수 있습니다.
• 해석과 시뮬레이션:
  • 통합 CAE 기능을 사용하여 기계적 응력, 열 조건, 유체 역학 등 다양한 조건에서 설계 동작을 시뮬레이션할 수 있습니다.
  • 시뮬레이션 결과를 기반으로 설계를 조정하여 성능 기준을 충족하고 무게, 강도, 비용과 같은 요소에 맞게 최적화합니다.
• 프로토타입 제작(가상 및 물리적):
  • 디지털 트윈 내에서 가상 프로토타입을 만들어 설계의 기능과 미학성을 평가할 수 있습니다.
  • 물리적 프로토타입의 경우 CAM을 사용하여 제조 프로세스를 준비하거나 3D 인쇄 및 기타 신속한 프로토타입 제작 기술을 위한 데이터를 내보냅니다.
• 평가 및 이터레이션:
  • 사양과 이해관계자의 피드백을 기반으로 설계를 검토합니다. 설계 소프트웨어 내의 시각화 및 렌더링 도구를 활용하여 아이디어를 명확하게 표현할 수 있습니다.
• 상세 설계 및 문서화:
  • 제조 및 어셈블리에 필요한 모든 세부 사항을 추가하여 설계를 마무리합니다.
  • 제조 및 제품 지원에 필요한 상세 도면, 어셈블리 지침 및 기타 문서를 생성합니다.
• 제조 및 구현:
  • 디지털 트윈과 통합 제조 시스템 내에서 제조 준비를 완료하여 생산 프로세스, CNC 기계가공 경로 등을 계획합니다.
  • 플랫폼을 통해 공급업체 및 제조업체와 직접 협업하고 설계 파일과 사양을 공유합니다.
• 제품 출시 및 피드백 해석:
  • 제품이 제조되어 출시된 후 성능에 대한 피드백을 수집합니다.
  • 피드백을 활용해 지속적인 개선을 이루고, 얻은 교훈을 향후의 설계 프로젝트에 적용합니다.

이러한 과정 전반에서 Siemens Xcelerator 포트폴리오는 팀원 간의 협업과 다른 소프트웨어 도구 및 플랫폼과의 통합을 촉진하여 제품 개발의 여러 단계에서 데이터가 원활하게 흐르도록 합니다. 이러한 포괄적인 접근 방식은 개념에서 생산에 이르기까지 보다 효율적이고 효과적인 엔지니어링 설계 프로세스를 가능하게 합니다.

엔지니어링 설계 프로세스는 엔지니어링 분야에서 필수적인 방법론으로, 혁신과 문제 해결의 중추 역할을 합니다. 이러한 구조화된 접근 방식을 통해 엔지니어와 설계자는 복잡한 문제를 체계적으로 해결하여 추상적인 아이디어를 일상 생활을 개선하고 기술 발전을 촉진하는 구체적인 솔루션으로 전환할 수 있습니다.

엔지니어링 설계 프로세스의 핵심 역할은 다음과 같습니다.

• 복잡한 문제 해결: 복잡한 엔지니어링 문제를 이해하고 해결하는 체계적인 접근 방식을 제공하여 솔루션이 실행 가능하고 효과적이며 혁신적임을 보장합니다.
• 제품과 프로세스의 개발 및 최적화: 이 전략은 효율성, 기능성, 사용자 요구사항에 초점을 두고 비용 효율성과 지속 유지 가능성을 강조하면서 신제품 개발과 기존 프로세스의 개선을 인도합니다.
• 분야 간 협업 및 규정 준수 촉진: 다양한 분야 간의 협업을 촉진하고 설계가 규제 기준, 안전 요구사항 및 윤리적 고려 사항을 충족하도록 보장하여 잘 통합되고 규정을 준수하는 솔루션을 제공합니다.

이 프로세스는 단순히 여러 단계의 집합이 아니라 제조, 기술 및 환경의 진화하는 요구에 맞게 대응하는 역동적인 프레임워크입니다. 엔지니어링 설계 프로세스는 지속적인 개선, 협업 및 혁신의 문화를 조성하여 오늘날의 과제를 해결할 뿐만 아니라 미래의 발전을 위한 토대를 마련하여 지속 가능하고 미래 지향적인 솔루션을 만들 수 있도록 보장합니다.

제품 엔지니어링 소프트웨어는 제품의 설계, 개발, 테스트, 관리에 사용되는 소프트웨어 도구 및 애플리케이션 제품군을 말하며, 특히 기계, 전기 및 전자 엔지니어링과 소프트웨어 엔지니어링 같은 분야에서 사용됩니다. 이러한 도구는 최신 제품 개발 프로세스에 필수적이며, 엔지니어와 설계자가 이전보다 복잡하고 안정적이며 효율적인 제품을 그 어느 때보다 빠르게 만들 수 있도록 합니다.

제품 엔지니어링 소프트웨어의 주요 범주와 기능은 다음과 같습니다.

• CAD(Computer-Aided Design): CAD 소프트웨어는 제품의 상세한 2D 또는 3D 모델을 만드는 데 사용됩니다. 이를 통해 제품 설계를 시각화, 시뮬레이션 및 해석할 수 있으므로 보다 수월하게 다양한 설계 옵션을 탐색하고 설계 프로세스 초기에 잠재적인 문제를 식별할 수 있습니다.
• CAE(Computer-Aided Engineering): CAE 소프트웨어에는 엔지니어가 응력, 열, 유체 역학 등 다양한 조건에서 설계 성능을 평가하는 데 사용하는 시뮬레이션 및 해석 도구가 포함되어 있습니다. CAE 도구는 안전, 표준 준수 및 성능을 위해 설계를 최적화하는 데 매우 중요합니다.
• CAM(Computer-Aided Manufacturing): CAM 소프트웨어는 컴퓨터에서 생성된 모델과 도면을 통해 직접 제조 프로세스를 계획, 관리, 제어하는 데 사용됩니다. 여기에는 기계가공 경로 생성, CNC 기계 프로그래밍, 생산 워크플로 계획을 위한 기능이 포함되어 있어 설계와 제조 간의 격차를 해소하는 데 도움이 됩니다. 수상 내역을 확인해 보세요.
• PLM(제품 라이프사이클 관리): PLM 소프트웨어는 시작부터 엔지니어링 설계 및 제조, 서비스, 폐기에 이르기까지 제품의 전체 라이프사이클을 관리하는 데 도움이 됩니다. 사람, 데이터, 프로세스 및 비즈니스 시스템을 통합하여 기업과 확장된 엔터프라이즈를 위한 포괄적인 정보 백본을 제공합니다.
• EDA(전자 설계 자동화): 전자 컴포넌트가 포함된 제품의 경우, EDA 소프트웨어는 PCB(인쇄 회로 기판) 및 IC(집적 회로)와 같은 전자 시스템을 설계하고 분석하는 데 사용됩니다. EDA 도구는 엔지니어가 회로도를 작성하고, PCB를 배치하고, 전자 회로를 시뮬레이션하여 신뢰성과 성능을 보장하는 데 도움이 됩니다.

Siemens 소프트웨어는 설계 엔지니어링에 지속 유지 가능성을 구현하기 위해 생산 라이프사이클 전반에서 지속 가능한 관행을 향상시키는 고급 솔루션을 제공합니다. 주요 혁신 중 하나는 디지털 트윈 기술로, 이를 통해 프로세스의 가상 모델을 생성할 수 있습니다. 이를 통해 물리적 시험 없이 작업을 시뮬레이션 및 최적화하고, 낭비를 줄이며, 에너지를 절약하고 원자재 사용을 최소화할 수 있습니다.

또한 Siemens 소프트웨어는 제품 개발 초기 단계부터 환경 영향 고려 사항을 통합하여 지속 가능한 설계를 지원합니다. 설계 및 엔지니어링 프로세스에 지속 유지 가능성 기준을 적용하면 보다 효율적이고 자원을 덜 소모하는 제품을 개발할 수 있습니다.

또한 Siemens 엔지니어링 도구는 실시간 데이터와 분석을 제공하여 제조 프로세스를 지속적으로 개선할 수 있도록 도와줍니다. 이를 통해 비효율성을 식별하고, 작업을 최적화하고, 에너지 절약 조치를 구현하여 보다 지속 가능한 제조 환경을 만드는 데 기여할 수 있습니다. Siemens가 산업 전반에서 지속 가능성을 구현하는 방법을 알아보세요.

제조를 위한 엔지니어링 소프트웨어의 맥락에서 통합 설계는 다양한 소프트웨어 도구와 방법론을 원활하게 결합하여 전체 제품 개발 및 제조 프로세스를 간소화하는 일관성 있는 접근 방식을 의미합니다. 이러한 통합은 컨셉 설계에서 생산에 이르기까지 제품 라이프사이클 관리의 여러 단계에 걸쳐 이루어지며, 팀 간의 효율적인 데이터 교환과 협업을 가능하게 하는 상호 연결된 소프트웨어 솔루션을 사용합니다. 제조용 엔지니어링 소프트웨어에서 통합 설계는 다음과 같이 구현됩니다.

• 원활한 데이터 흐름: 통합된 시스템은 제품 개발의 여러 단계 간에 데이터가 원활하게 흐르도록 합니다. 예를 들어, 설계 모델을 변경하면 해석 모델과 제조 지침이 자동으로 업데이트되어 일관성이 보장되고 오류 위험이 줄어듭니다.
• 협업 작업 환경: 통합 설계 소프트웨어는 설계, 엔지니어링, 제조 부서를 포함한 여러 부서 간의 협업을 지원합니다. 여러 팀이 서로 다른 위치에서 동일한 프로젝트를 동시에 작업하면서 실시간으로 인사이트와 업데이트를 공유할 수 있으므로 효율성과 혁신이 향상됩니다.
• 디지털 트윈 기술: 통합 설계에는 종종 물리적 제품의 가상 복제본인 디지털 트윈이 통합됩니다. 이러한 디지털 모델은 제품 라이프사이클 전반에서 시뮬레이션, 해석, 최적화를 위해 사용할 수 있으며, 물리적 제조 프로세스에 필요한 정보를 제공하는 귀중한 인사이트를 생성합니다.