디지털 트윈과 시뮬레이션 그리고 다물체 동역학

소개글

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목차

1. 시뮬레이션의 정의

2. 대체 모델

3. 대체 모델의 활용
A. 설계 평가
B. 고장 예측

4. 대체 모델의 발전 방향

본문내용

CAE(Computer Aided Engineering)는 ‘컴퓨터 이용 공학’이라고 한다. 비슷한 말로 CAD(컴퓨터 이용 설계), CAM(컴퓨터 이용 제조) 등이 있다. CAD, CAM은 비교적 많이 알려져 있지만 아직 CAE는 그렇지 않다. 다행히 ‘시뮬레이션’이라는 말로 CAE를 설명할 수 있다.

시뮬레이션도 그렇게 친숙한 단어는 아니었다. 그런데, 축구 중계에서도 들을 수 있을 만큼 흔해졌다. 축구에서 시뮬레이션은 실제로 파울을 당하지 않았음에도 파울 판정을 유도하기 위해 가짜로 행동하는 것을 말한다. 월드컵 때 축구의 인기가 높아지면서 경기를 보는 사람이 늘고 이 말을 자주 듣게 되면서 많이 사용하기 시작했다.

시뮬레이션은 실제가 아니지만 실제인 것처럼 행동하는 것을 말한다. 축구에서는 파울이 아닌데 파울인 것처럼 행동하는 것을 시뮬레이션이라고 한다. 기계에서는 실제 제품이 아닌데 실제 제품처럼 동작하게 하는 것을 시뮬레이션이라고 한다. 그리고 실제 제품처럼 동작하게 만든 것을 ‘시뮬레이션 모델’이라고 한다.

시뮬레이션 모델을 사용하면 실제 제품이 없어도 제품이 어떻게 동작할 지 알 수 있다. 이 방법은 시뮬레이션 모델만 만들면 되기 때문에 실제로 제품을 만들거나 분해할 필요가 없다. 그래서 비용이 적게 든다. 또, 제품이 무겁거나 빠르게 움직이는 경우에 직접 계측을 하려고 하면 위험이 따른다. 이럴 때 시뮬레이션으로 계측을 대신하면 사람이 직접 계측 활동을 하지 않아도 되기 때문에 안전하다.

CAE는 시뮬레이션을 이용해서 필요한 정보를 얻고, 이 정보를 기계 설계와 같은 공학을 목적으로 사용하는 것이다. 그리고 이 모든 과정을 컴퓨터와 소프트웨어로 한다.

실제와 동일한 시뮬레이션 모델을 만든다는 것은 다음과 같이 문서를 예를 들어 설명할 수 있다. 실제로 인쇄된 문서가 있다. 이 문서와 똑 같은 문서를 컴퓨터에 만들고 싶다. 컴퓨터에서 작업을 하기 위해서는 소프트웨어가 필요하다. 문서를 만들 때는 워드프로세서 소프트웨어를 사용한다. 인쇄된 문서를 보면서 워드프로세서 소프트웨어에서 동일한 내용을 작성한다. 이렇게 해서 실제와 동일한 문서를 컴퓨터에 만들 수 있다.

CAE도 컴퓨터에 시뮬레이션 모델을 만들 때 소프트웨어를 사용한다. 이 때 사용하는 소프트웨어를 CAE 소프트웨어 또는 시뮬레이션 소프트웨어라고 한다. 시뮬레이션을 한글로는 ‘해석(Analysis)’이라고도 하기 때문에 ‘해석 소프트웨어’라고도 한다.

CAE가 무엇인지에 대한 설명이 4차 산업이 언급되고 컴퓨터 속도와 인터넷이 매우 빨라졌음에도 불구하고 오랫동안 변화가 없었다. 요즘 트랜드에 맞는 더 적합한 설명은 무엇이 있을까? ‘실제 기계를 컴퓨터 시뮬레이션으로 대체하는 것’ 정도가 좋을 것 같다. 요즘 CAE와 시뮬레이션에 대해서 좀 더 알아보고 어떤 방향으로 발전해 나갈지 예측해 보고자 한다.

참고 자료

없음