[제조업 디지털 전환의 핵심요소, 3D 데이터] 2편 제조업 혁신을 위한 3D 데이터 활용 플랫폼의 필요성

제조업 혁신을 위한 3D 데이터 활용 플플랫폼의 필요성

제조설계 단계에서 중요한 역할을 수행하고 있는 3D 데이터를 개발뿐만 아니라 생산, 운영, 유지보수를 포함한 프로세스 전반에 활용하고자 하는 니즈가 증가하고 있습니다.

1. 특정 산업 또는 프로세스에 특화된 3D 데이터는 자유롭게 활용하기 어려움 - 건설, 플랜트, 조립형제조, 장치형제조 등 업종이나 설계방식에 따라 3D 설계 데이터 포맷이 제각기 달라 활용이 어려움 / 2. 고성능의 장비가 아니면 3D 데이터를 다루기 어려움 - 3D 데이터의 용도와 속성에 따라 사이즈가 천차만별이며, 고성능의 그래픽 처리 성능이 필요하여 고사양의 장비가 요구됨 / 3. 원본 데이터의 유출 위험으로 인해 3D 데이터 공유가 어려움 - 담당자 간 설계 검토 시, 외부망을 통한 3D 데이터 공유가 필요하여 원본 데이터 유출 위험의 보안 이슈가 존재함 [그림1] 3D 데이터 활용되지 못하는 어려움이 존재함

현장의 니즈

“건설 분야에서 대표적인 A사는 설계, 조달, 시공 간 정보 연결성 부재로 정보 정합성의 이슈가 존재했습니다. 또한 공종별로 도면 관리와 현장 정보의 연계/활용 수준이 상이하며, 3D 설계 데이터의 현장 활용이 미흡하여 중복/재작업이 빈번하게 발생하였습니다. 이 때문에 공종별로 발생하는 이기종 CAD 데이터를 표준화된 포맷으로 변환, 통합 구성하여 전반적인 영역에서 활용할 수 있도록 지원할 뿐만 아니라, 기존 Legacy와도 쉽게 연계할 수 있는 3D 데이터 활용 플랫폼을 도입하고자 했습니다.

공장 내 파이프라인을 3D로 설계하는 화면 [그림2] 이기종 3D 설계 데이터 통합 활용

“글로벌 반도체 기업인 B사는 라인 규모와 계통 복잡도의 증가로 연결 설비의 영향도 분석이 어려웠습니다. 또한 현장에 투입된 비숙련자의 경우, 점검 대상 설비/인프라의 식별이 어려웠습니다. 이를 위해서 수많은 장비의 3D 데이터를 빠르게 시각화하고, 한눈에 시설 관리를 할 수 있도록 공장-설비-배관의 이기종 3D 설계 데이터를 이질감 없이 통합하는 것을 원했습니다. 또한 3D 데이터와 설비 IoT 데이터 및 기존 Legacy와의 연계로 제조 생산성과 운영 효율성을 제고하고자 했습니다.

“반도체 핵심장비 생산업체 C사는 현장 조치와 작업에 필요한 매뉴얼을 제작하는데 기간과 비용이 많이 소요되기 때문에 전문 엔지니어를 양성하기 위한 니즈가 있었습니다. 또한 현장에서 누출이나 문제가 생겼을 때 정확한 지점을 파악하고 조치하기 위해서는 경력 있는 전문가가 필요했습니다. 이러한 부분을 해결하기 위해 이기종의 3D 설계 파일로 매뉴얼을 만들 수 있는 전문적인 툴이 필요하였습니다. 그리고 모바일 기기로 장비의 문제 부분을 파악하거나 전문가 지원을 받을 수 있도록 AR 등 디지털 기술 도입을 검토하였습니다.

제조업 혁신의 열쇠가 될 3D 데이터 활용 플랫폼

현장의 공통 니즈를 해결하기 위해서, 가장 먼저 이기종 3D 설계 데이터를 활용할 수 있도록 경량화 및 표준화된 포맷으로 변환해야 합니다. 또한 작업 현장 어느 곳에서나 모바일 기기를 포함한 다양한 기기에서 활용할 수 있도록 웹을 통해 가볍게 렌더링(Rendering)할 수 있는 기술이 필요합니다. 이런 핵심 기술을 바탕으로 3D 데이터를 쉽게 활용할 수 있는 플랫폼이 마련된다면 다음과 같은 서비스가 가능해집니다.

3D 데이터 활용 플랫폼 / 1. Design Meeting: ting: 디자인 및 설계 리뷰, 데이터 보안성 확보, 협의 내용 및 Remark 기록 등 / 2. Digital Manual: 3D 작업 지침서 제작, 사용자 Interaction 향상, 모델 변경 시 자동 업데이트 등 / 3.Digital Twin: Digital Twin 제작, 실시간 모니터링/분석, 과거 이력 재생 등 / 4. AR Work Support: 현장 진단 Support, 현장 업무 Guide, 작업결과 저장/분석 등 [그림3] 3D 데이터 활용 플랫폼 구조도

① 다자간 원격 디자인 미팅이 가능해집니다

웹을 통해 3D 데이터를 손쉽게 볼 수 있으며 보안이 확보된 상태로 공유할 수 있어 다자간 원격지 협업이 가능해집니다. 예를 들어, 물리적으로 떨어져 있는 발주-설계-시공 담당자 간에 설계를 리뷰할 때, 참가자 전원이 엔지니어링 관점에서 검증할 수 있습니다. 3D 데이터를 자유롭게 조작해 볼 수 있고, 컨퍼런스형 리뷰 환경을 통해 즉각적인 회의도 가능합니다. 또한, 표시한(Mark-up) 내용이나 코멘트를 데이터화하여 3D 객체 데이터에 연결하여 이력으로 관리하면, 리뷰 할 때마다 다시 확인하거나 여러 목적으로 재사용할 수 있습니다.

② 3D 기반 디지털 매뉴얼의 손쉬운 제작과 활용이 가능해집니다.

별도의 전문 SW가 없이도 3D 기반의 작업 지도서의 제작을 할 수 있습니다. 웹을 통해 손쉽게 3D 작업 지도서를 생성할 수 있어, 항공기나 반도체 설비와 같은 고가의 제품에 대해서도 업무 지원을 할 수 있게 됩니다. 단순 동영상이 아닌 3D 데이터 기반 애니메이션으로 특정 부분을 확대하거나 축소해 볼 수 있어 작업자의 빠른 이해를 도와 줍니다. 설치, A/S 매뉴얼뿐만 아니라 교육용으로도 활용할 수 있고, 일반 사용자를 대상으로도 유용하게 활용될 수 있습니다. 이를 통해 매뉴얼 교육에 필요한 물리적 샘플 소요량이 감소하고, 초보 작업자의 현장 조치에서도 활용할 수 있어 엔지니어 교육 비용을 절감할 수 있습니다.

③ Digital Twin 실현이 가능해집니다.

이기종 3D 설계 데이터를 통합하여 시각화하고 실시간 IoT 데이터와 3D 모델을 매핑하여 Digital Twin 서비스를 제공할 수 있습니다. 장비/생산 라인은 물론 접근이 어려운 플랜트/Facility 영역까지 직관적인 운영과 장애 대응을 할 수 있어 현장보다 더 신속한 업무 수행이 가능해집니다. 또한 이기종의 3D 설계 데이터를 플랫폼을 통해 이질감 없이 통합할 수 있어 관심 설비의 연계 계통 확인으로 사고 시에 타 장비 확산 가능성도 검토할 수 있습니다. 간섭 검증과 설비의 최적 배치 시뮬레이션까지도 가능해집니다.

④ AR 기반 작업 지원(Work Support)이 가능해집니다.

모바일 기기의 AR 기반 현장 작업 지원 서비스가 가능해집니다. 현장에서 엔지니어는 3D 데이터와 실시간 IoT 데이터를 통합한 정보 조회를 할 수 있습니다. 사무실의 전문가에게 AR 영상을 공유하여 실시간 원격 지원도 받을 수 있습니다. 또한, 관련 장비에 대한 3D 작업 지도서를 직접 조회하거나 전문가가 현장으로 전송해 줄 수 있어 업무 효율을 높일 수 있습니다. 표준작업절차서(SOP)로만 되어 있는 경우, 문서상 내용을 다 확인해야 하는 어려움이 있는데, 타임라인 기반의 3D 작업 지도서가 제공되면 빠르게 관련 부분을 파악할 수 있는 이점이 있습니다.

3D 데이터 활용 플랫폼의 확장성을 높일 수 있는 Catalog 기능과 Open API를 통해 이 외에도 수많은 서비스로 확장할 수 있습니다.

맺음말

설명요청

앞서 말씀 드렸듯이 3D 데이터 활용을 위한 기반 기술을 접목한 플랫폼을 적용한다면, 기존에 기업들이 가지고 있었던 니즈를 해소하고 디지털 트랜스포메이션의 실현을 가속할 수 있을 것입니다.

선

삼성SDS는 Nexplant 3D eXcellence 플랫폼을 통하여 고객의 가치 창출과 산업 분야 전반의 포괄적인 3D 데이터 활용을 적극 지원하고 있습니다.

Nexplant 3D eXcellence는 설계 단계에서 생성한 다양한 형태의 3D 정보를 변환, 통합하여 시각화하고 생산·시공·운영 현장에서 3D 데이터를 가볍고 안전하게 활용할 수 있는 환경을 제공합니다. 이기종 3D 데이터의 자유로운 활용과 기존 시스템과의 손쉬운 연계로 엔지니어링 업무의 협업을 강화할 수 있습니다.

3D 설계 데이터를 모든 영역에서 활용
이기종 3D CAD 데이터를 설계 단계만이 아닌 조달/시공/운영 영역에서 활용할 수 있고, 더불어 구매, 제조, A/S 등 다양한 서비스까지도 활용이 가능합니다.

데이터 보안이 보장된 안전한 협업 환경
웹 기반으로 다양한 디바이스를 지원하고, 원본 데이터 전송 없이 스트리밍하여 보안이 확보된 안전한 업체 간 협업 환경을 제공합니다.

플랫폼 기반의 Data·API Catalog 서비스 제공으로 기능 확장 용이
플랫폼 내에 기능 확장이 용이한 관련 서비스가 통합되어 있으며, Data 및 API Catalog 서비스로 쉽게 기능을 확장할 수 있습니다.

2020년 연내 출시될 Nexplant 3D eXcellence를 통해 현장에서도 3D 데이터를 빠르고 안전하게 활용하여 제조업의 혁신을 선도할 수 있습니다.



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김현선 프로
김현선 프로 인더스트리 TIPS 전문가

삼성SDS 인텔리전트팩토리사업부 지능화플랫폼담당

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