지멘스(Siemens)가 기계 부품의 소음과 진동 특성을 분석하는 데 소요되는 시간을 수일이 아닌 수시간 이내로 단축하는 새로운 자동화 소프트웨어 및 하드웨어 솔루션을 발표했다. 지멘스의 새로운 자동화 컴포넌트 모델 추출(automated component model extraction) 솔루션은 ISO 20270 표준에 따른 차단력(blocked force) 추출을 산업 현장에서 확장 가능하게 구현하며, 가상 프로토타이핑을 통해 보다 정확한 시스템 레벨의 NVH(소음·진동·불쾌감) 예측을 지원한다.
기존의 컴포넌트 특성 분석은 속도가 느리고 많은 수작업을 필요로 하며, 전문 엔지니어의 경험과 역량에 크게 의존해 왔다. 엔지니어들은 일관되게 반복하기 어려운 측정을 수행하는 데 수일을 소비하는 경우가 많았으며, 이 과정에서 발생하는 불확실성은 후속 시뮬레이션과 시스템 통합 과정에도 영향을 미친다. 새로운 자동화 컴포넌트 모델 추출 솔루션은 측정과 데이터 처리를 제어된 자동화 워크플로우로 전환함으로써 작업자에 대한 의존도를 낮추고 이러한 문제를 해결한다.
자동화 컴포넌트 모델 추출은 통합된 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션으로, 가상 NVH 개발에 활용할 수 있도록 ISO 20270을 준수하는 컴포넌트 모델을 자동으로 추출한다.
지멘스와 보쉬(Bosch)가 공동 개발한 이 솔루션은 보쉬의 특허 기술인 predictiveVIA를 기반으로 한다. 지멘스는 이 기술을 산업 현장에 적용 가능한 확장형 솔루션으로 제공하는 유일한 기업이다. 자동화된 테스트 벤치와 전용 소프트웨어를 결합해 다양한 시스템 파생형(variant)에서 재사용할 수 있는 시뮬레이션에 바로 활용 가능한 고품질 부품 모델을 생성한다.
지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어(Siemens Digital Industries Software)의 시뮬레이션 부문 총괄 겸 수석 부사장인 샘 마할링엄(Sam Mahalingam)은 “자동화 컴포넌트 모델 추출 솔루션을 통해 고객은 전문 인력의 역량에 의존하던 복잡한 프로세스를 확장 가능한 엔지니어링 역량으로 전환할 수 있다. 자동화된 테스트와 시뮬레이션에 바로 활용 가능한 워크플로우 및 고품질의 소음·진동 데이터를 결합함으로써, 엔지니어들은 데이터 수집보다 데이터 분석을 통한 인사이트 확보에 집중할 수 있다. 이를 통해 개발 초기 단계부터 NVH 성능에 대한 신뢰성을 높일 수 있다”고 말했다.
자동화 컴포넌트 모델 추출 시스템은 자가 측정이 가능한 픽스처를 활용한다. 견고한 강체 가상점(Virtual-point) 어댑터에 가진기(shaker)와 가속도계가 상시 장착되어 있으며, 자동화 제어 장치가 앰프와 Simcenter SCADAS 프런트엔드를거쳐 Simcenter Testlab이 구동되는 노트북에 유선으로 연결된다.
지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어(Siemens Digital Industries Software)의 시뮬레이션 부문 총괄 겸 수석 부사장인 샘 마할링엄(Sam Mahalingam)은 “자동화 컴포넌트 모델 추출 솔루션을 통해 고객은 전문 인력의 역량에 의존하던 복잡한 프로세스를 확장 가능한 엔지니어링 역량으로 전환할 수 있다. 자동화된 테스트와 시뮬레이션에 바로 활용 가능한 워크플로우 및 고품질의 소음·진동 데이터를 결합함으로써, 엔지니어들은 데이터 수집보다 데이터 분석을 통한 인사이트 확보에 집중할 수 있다. 이를 통해 개발 초기 단계부터 NVH 성능에 대한 신뢰성을 높일 수 있다”고 말했다.
보쉬의 미국법인 차량 모션 사업부 제품 관리 디렉터인 크리스티안 슈페를레(Christian Sperrle)는 “자동화 컴포넌트 모델 추출은 차단력 테스트를 산업 현장에 본격 적용하는 데 필요한 속도, 정밀도, 일관성을 제공한다. 전 세계 테스트 시설에서 자동화되고 반복 재현 가능한 측정을 지원함으로써 부품 공급업체와 OEM 모두에 디지털 NVH 엔지니어링을 위한 공통 데이터 기반을 제공한다. 그 결과 신속한 의사결정과 신뢰도 높은 가상 개발이 가능해지며, 개별 작업자의 숙련도에 좌우되지 않는 비용 효율적인 대규모 차단력 테스트 체계를 구축할 수 있다”고 말했다.
자동화 컴포넌트 모델 추출 솔루션은 수작업으로 인한 편차를 제거함으로써, 기존 방식 대비 주파수 응답 함수(FRF) 측정 시간을 93% 단축하는 동시에, 다양한 컴포넌트 파생형 전반에서 100%의 정확도와 재현성을 제공한다. 이렇게 축적된 신뢰도 높은 데이터 기반은 개발 초기 단계에서 디지털 트윈(Digital Twin) 기반의 시스템 검증을 보다 안정적으로 지원하며, 물리적 프로토타입에 대한 의존도를 낮추고 시장 출시 기간을 대폭 단축한다.
모든 계측 장비가 픽스처에 상시 장착되어 있어 테스트 대상 컴포넌트 자체에는 아무것도 부착할 필요가 없다. 컴포넌트 교체 시 기존 유닛의 볼트를 풀고 새 유닛을 결합하기만 하면 되므로, 진정한 의미의 배치 처리량(연속 대량 시험)을 실현할 수 있다.
지멘스의 새로운 자동화 컴포넌트 모델 추출 솔루션은 Simcenter 물리적 테스트 포트폴리오의 일부로, Simcenter™ Testlab™ 소프트웨어, Simcenter™ SCADAS™ 하드웨어, Simcenter™ for Qsources™ 하드웨어를 포함한다. 이 솔루션은 가상 시스템 통합을 위해 전기 모터, 펌프, 컴프레서, 조향 시스템, 액추에이터 등 다양한 부품에 대한 테스트 기반 및 CAE 기반 모델 구현을 모두 지원한다. 여기에서 보다 자세한 내용을 확인할 수 있다.
