[제조업 디지털 전환의 핵심요소, 3D 데이터] 1편 제조 디지털 트랜스포메이션을 위한 3D 데이터 활성화 방안

제조 디지털 트랜스포메이션을 위한 3D 데이터 활성화 방안

급변하는 환경 속에서 경쟁력을 제고하기 위해 전 세계 제조업체들은 끊임없이 최신의 디지털 기술을 도입하고 있습니다. 항공기 제작업체 보잉은 복잡한 비행기 배선 조립에 AR 기술을 활용하여 소요시간을 30% 절감하였습니다. 삼성전기는 제품 개발, 제조, 물류 등 고객에게 제품을 납품하기까지의 전 과정에 인공지능을 적용한 AI 통합 플랫폼으로 스마트팩토리를 구현하여 약 1천 41억원에 달하는 비용을 절감하는 성과를 창출했습니다.

데이터 사일로 현상(Data Silo)

제조 혁신을 위한 과정에서 디지털 기술에 대한 요구가 증가하고 있으며 3D 데이터의 활용에 대한 관심도 높아지고 있습니다. 최근 발전하고 있는 시각화 기술(AR/VR)과 설계 데이터(CAD)의 융합을 통해 제조 혁신을 주도하는 기업이 늘면서 3D 데이터가 더욱 주목받고 있습니다. 이제는 세계 주요 제조업체들이 제품 설계에 활용하는 3D 데이터를 디지털 신기술과 융합하여 제조 혁신을 시도한 사례들을 어렵지 않게 찾아 볼 수 있습니다. 3차원 가상환경을 통해 디지털 프로토타입을 미리 만들어 볼 수 있고 궁극적으로 설계 작업을 최적화할 수 있기 때문에, 3D 데이터는 제품의 설계와 생산과정에서 매우 중요한 역할을 합니다. 하지만, 3D 데이터는 설계 단계 이후에는 적절하게 활용되지 못하는 어려움을 겪고 있습니다.

도시를 배경으로 이용되고 있는 plant [그림 1] 3D 데이터를 활용 중인 산업 현장

① 특정 산업 또는 프로세스에 특화된 3D 데이터는 자유롭게 활용하기 어렵습니다

건설, 플랜트, 조립형 제조, 장치형 제조 등의 업종이나 설계 방식에 따라 다른 설계 툴을 사용하다 보니 3D 설계 데이터의 포맷이 제각기 다릅니다. 지리정보(GIS), 건축/설비(BIM), 지하 상하수도 배관(P&ID) 등 국가 인프라 사업에서도 데이터 호환성을 주요 과제로 정의하고 있습니다. 한편, 3D 데이터를 설계 과정에서만 만들어지고 활용되는 데이터로 인식하기도 합니다. 설계 이후의 프로세스에서 3D 데이터를 사용하려면 사용자 라이선스 비용이 추가로 발생할 수도 있기 때문에 제대로 활용하지 못하는 사례도 있습니다.

② 고성능의 장비가 아니면 3D 데이터를 다루기 어렵습니다

제품을 생산하거나 건물을 시공하는 등 다양한 산업 분야에서 3D 데이터를 생성하기 때문에 용도와 속성에 따라 데이터의 사이즈가 천차만별입니다. 또한 시각 데이터이기 때문에 그래픽 처리 성능이 상당히 중요합니다. 고성능 GPU(Graphics Processing Unit)가 탑재된 하드웨어를 요구할 수밖에 없습니다. 이러한 장비와 장비의 이동성 제약으로 인해 설계 이후의 프로세스에서 설계 데이터를 활용하지 못하기도 합니다.

③ 원본데이터의 유출 위험으로 인해 3D 데이터를 공유하기 어렵습니다

본사 설계실과 시공사 간에 3D 데이터를 검토하거나 협업하지만, 데이터 자체를 공유하는 것은 쉽지 않습니다. 원본데이터를 공유해야 하지만, 유출 위험으로 인해 사실상 공유가 어려운 상황입니다. 이외에도 본사와 업체 간에 다른 설계 툴을 사용하거나, 3D 데이터의 사이즈가 비교적 크기 때문에 쉽게 공유하지 못하기도 합니다.

3D 데이터를 효과적으로 활용하기 위한 방안

앞서 말씀드린 문제들을 해결하면서 동시에 3D 데이터를 효과적으로 활용하기 위해서는 다음과 같은 디지털 기술을 확보해야 합니다.

첫째, 이기종 3D 데이터를 하나의 포맷으로 표준화하거나, 다양한 포맷의 데이터를 통합적으로 활용할 수 있는 기술을 마련해야 합니다.

둘째, 어떠한 3D 데이터도 가볍고 빠르게 변환하고 시각화할 수 있는 데이터 경량화 기술이 필요합니다. 그렇게 해야 기본적으로 클라우드를 통한 운영이 가능해지고 웹, 모바일 기기 등에서도 쉽게 접근할 수 있습니다.

셋째, 3D 원본데이터를 직접 배포하지 않고도 공유할 수 있는 스트리밍 서비스가 가능해야 합니다. 물론 외부에 유출되지 않도록 보안을 유지하고, 설계 단계뿐만 아니라 프로세스 전 단계에 걸쳐 이해관계자들이 동시에 협업할 수 있어야 합니다.

많은 기업이 비용, 보안 등의 이슈로 인해 제품의 라이프 사이클 동안 3D 데이터의 사일로 현상을 경험하고 있습니다. 3D 데이터를 프로세스 전 단계에서 활용하기 위한 방안으로 3D 설계 툴의 시각에서 벗어나, 기존의 사고 방식을 전환하고 디지털 기술을 통한 새로운 접근을 고민해 볼 시점입니다.



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김현선 프로
김현선 프로 IT테크놀로지 전문가

삼성SDS 인텔리전트팩토리사업부

김현선 프로는 삼성SDS 인텔리전트팩토리사업부에서 제조에 최적화된 플랫폼 기반 스마트팩토리 솔루션(Nexplant)의 상품 기획과 마케팅 업무를 담당하고 있습니다.