나. 해외기술동향
요즘 출시되는 신제품들의 경우에 기본적인 기능의 차이 보다 는 인터페이스나 속도 개선, 사용의 편이성에 주목하고 있는 경 우가 대부분인 것처럼 최근 들어 캐드의 핵심 기술은 거의 성숙 단계에 이르러 비약적인 발전이 이루어지기는 힘들 것으로 예측 된다. 특이할 만한 점은 기능상의 발전보다는 캐드와 IT 환경의 통합이 이루어지면서 인터넷과의 결합이 이루어지고 있다는 점이 다. 웹, XML 등이 캐드에서도 주요 이슈로 등장하고 있으며, 인 터넷과 캐드를 결합하여 프로세스를 단축하는 방향으로 연구들이 이루어지고 있다. 또한 캐드에서도 웹과 연동하여 동시설계 환경 을 지원함으로써 협업 솔루션과 연계하는 기능들이 접목되고 있 다. 이와 함께 파일의 호환성 증대를 위한 노력들이 지속적으로 이루어지면서 그동안 고질적인 고민으로 대두되어 온 파일 호환 문제는 점진적으로 개선되어 갈 것으로 보인다.
최근에 발표된 개발 동향을 보면 프로엔지니어 와일드파이어의 경우 "30~50% 까지 줄어든 클릭 횟수, 70% 적어진 기능 명령어, 보다 나은 성능, 향상된 기능 등으로 디자인 속도가 놀라울 만큼 빨라진다" 고 강조하는 것처럼 사용자 인터페이스를 개선 해 얼마만큼 사용자가 이용하기 쉽고, 작업하는데 공수를 줄일 수 있느냐에 맞추어 개발이 이루어지고 있다. 물론 이러한 흐름은 다른 소프트웨어도 같은 맥락에서 개발이 이루어지고 있다.
이와 더불어 각 소프트웨어 벤더들은 지식관리와 지적자산에 대해서도 많은 관심을 가지고 이를 접목시키려는 노력들을 계속 하고 있다.
⑴ CAD
이미 3차원 캐드는 대세로 자리를 잡고 있다. 3D CAD의 개발 및 도입은 다품종 소량 생산이라는 소비자의 욕구를 만족시키기 위하여 선진적인 제조환경인 컨설팅 엔지니어링을 구현하고 하는 의도에서 시작되었다.
아무리 설계능력이 뛰어난 설계자라고 해도 복잡한 형상을 정확히 시각화하기에는 많은 어려움을 가지고 있기에 3차원 CAD를 사용하여 복잡한 부품을 시각화하고 미리 오류를 수정할 수 있다면, 설계시간 단축은 물론 형상 오류를 검출할 수도 있다. 즉, 디자인부터 설계, 제작 등 전 공정에 이르기까지 모든 라인을 컨커런트하게 움직일 수 있다는 것을 의미하며 이는 곧 품질, 납기, 원가라는 제품의 경쟁력으로 이루어지기에 기존 2차원 캐드로부터 더욱더 발전된 3차원 CAD로의 전환은 필연적인 것이다.
현재 3차원을 보다더 활발하게 실용화하는데 가장 큰 난관은 초기 유저를 숙달시키는데 1년여 이상의 기간이 필요할 정도로 기능이 난해하다는 점으로 이로 인하여 많은 초기 투자에도 불구하고 충분한 아웃풋을 내지 못하고 있다는 것이다. 3차원 CAD의 원활한 보급 및 활용을 위해서는 무엇보다도 먼저 유저가 사용하기에 보다더 쉬운 시스템으로의 전환 및 발전이 필요하고 이를 위하여 보다 더 쉽고, 투자비용이 적게드는 3차원 CAD 시스템을 개발하기 위하여 많은 개발자들이 노력이 더욱더 활발히 이루어져야 할 것 이다.
⑵ CAM 시스템
십여년전만 해도 컴퓨터가 모든 것을 대신하는 세상은 공상 만화에서나 나오는 이야기였으며, 버튼 하나로 모든 것이 만들어지고 삶의질이 바뀌는 것은 상상 속에서나 가능한 것이었으나, 현재 우리는 그러한 상상의 변화속에 내던져진 채로 언제 그런날이 올 것인가를 예측하기에도 숨가쁜 정도로 급속히 변화하는 세상에 살고 있다.
산업계에서도 이러한 일은 예외가 아니어서 CAD/CAM 업계에서는 촌각을 다투어 신기능을 내세우며 자동화된, 적은 작업 공수로 빠른 결과를 선보이고 있다.
가공중이던 기계에서 오류가 발견되면 모든 기계의 작업을 멈추고 제품을 빼내고 코드 수정을 하면서 천공을 뚫던 모습과 두꺼운 매뉴얼과 머릿속으로 형상을 그려가며 코드를 수정하는 모습은 이미 현장에서 차츰 사라져 가고 있다.
모든 작업자를 평준화시키는 현 세상에서 CAM 업계에서 추구하여야 할 길은 작업자 한명으로서 보다 적은 공수로 저렴한 제품을 비교적 빨리 생산할 수 있는 시스템에 대한 해답을 찾는 것이며, 이를 위하여 지속적인 기술개발을 하는것이다.
㈎ 통합형시스템으로의 전환
현재의 CAM 시스템의 추세는 모델러를 탑제한 시스템과 모델러를 탑제하지 않은 시스템으로 구분되어 진다.
기존의 CAM 시스템은 단순한 NC 코드를 생산하는데 그쳤으나 시대가 바뀌면서 3차원 CAD의 급속한 발전 및 진행으로 CAM 시스템도 점차로 이를 수용하고 있는 추세로 변화되고 있다. 3차원 솔리드 모델의 CAM 시스템들은 CAD에서 받은 3차원 데이터로 별다른 작업이 필요 없이 곧바로 가공이 가능하게 되었으며, 이는 업계의 효율성 증대에 큰 역할을 하고 있다.
과거의 많은 CAM 시스템들은 CAD 툴로 받은 데이터를 활용하는 것을 지원하고 있는 독립형 방식이지만 현대는 CAM 솔루션 안에 자체적인 모델러를 통합하고 있어 자체 툴로도 모델링 디자인이 가능한 방향으로 좀차 개발되어지고 있다. 더불어 호환성 문제도 CAD나 CAM이 솔리드 커널의 모델을 지원하므로 기종의 CAD 시스템과 별다른 사용상의 불편을 느끼지 못하는 방향으로 개발이 이루어지고 있다.
㈏ 고속가공기의 대두
기업의 경쟁력을 향상시키기 위한 납기 단축이라는 절대․절명의 과제를 해결하기 위해서는 적절한 하드웨어와 소프트웨어의 결합에 의한 고속가공시스템의 필요함은 두말할 나위도 없다.
■ 고속가공
- Process 측면 :
․공구가 소재에서 분당 762 표면미터 초과
․주축회전 속도와 축의 이송속도를 빠르게 사용
․스핀들의 회전 속도가 10,000 rpm 이상
․절삭공구의 진동 주파수가 시스템 고유 진동수 도달
- Enabler의 측면
․40,000 ～ 60,000 rpm의 회전과 300 ～ 1,000 ipm의
이송지원
․절삭 이송 중 진동소음의 제거
고속가공이란 말 그대로 고속으로 가공을 수행하여 빠른 결과치와 속도에 걸맞는 고품질의 제품을 생산하여 내는 시스템이다. 이러한 가공으로 업체는 납기 단축 및 고품질 제품생산 가능 등의 이득을 얻을 수 있다.
고속가공은 업체에게 매우 매력적인 관심사이며 많은 소프트웨어들도 이를 지원하거나 향후 지원할 계획으로 개발에 박차를 가하고 있다.
㈐ 생산 소트웨어의 개발
CAM/CAE은 구체적으로 복잡한 것을 취급한다. 물리적인 세계와 추상화된 세계를 원활하게 결합시키는데 있어서의 어려움이 아직 산재하여 있다. 지금까지 정보처리의 세계에 포함되지 않는 분야로서 이 점에 대한 적극적인 연구 개발이 이루어지고 있으며, 이를 포착할 수 없이는 장례의 발전 방향을 탐색할 수 없기 때문이다. 즉, 생산소프트웨어를 고정시켜 놓고 현재 상태의 문제점을 추출하고 그 해결을 위한 고유기술을 찾아내어 발전시켜야 하는 과제를 안고 있는 것이다.
CAM 업계는 더욱더 치열한 경쟁과 더불어 좀더 편리한 사용성, 3D 데이터와의 완벽한 호환, 고속가공능력의 실현, 고품질 가공능력 배양이라는 중요한 딜레마와 마주치고 있다. 그러나 이미 이러한 벽들은 상당부분 소프트웨어적으로 많은 부분이 개선 및 개발되고 있어 영화에서나 보던 무인자동화 실현은 결코 먼 미래의 이야기만은 아니다.
⑶ CAE 시스템
현재의 CAE 시스템은 엔지니어링 노하우의 축적으로 점차 실제 현상과 유사한 해석 결과를 좀더 빠르고 쉽게 얻을 수 있게 되었으며 설계 단계부터 CAE를 적극 활용 디자인 효용성을 크게 향상시키고는 있으나, 아직 CAD 시스템과의 데이터 호환 문제가 100% 신뢰성을 확보하고 있지는 못하는 관계로 데이터 호환문제의 원활한 해결을 위하여 CAD와 연동하는 프리-프로세스부분에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 또한 아직까지는 상대적으로 높은 시스템 도입비와 사용상의 난해함으로 인하여, 보급 및 확산에 문제가 있어 사용법은 보다 간편하게, 가격은 보다 저렴하게 만들기 위한 과제 해결에 총력을 기울이고 있는 추세이다.
CAE의 실현은 그 툴의 도입으로서만 일조일석이 가능한 것은 아니다. 고도의 해석기능을 지닌 CAE 소프트웨어는 기술자의 모델링 메카니즘에 있어서도 고도의 지식을 요구한다는 맹점이 있다.
사용 엔지니어는 고성능․고품질 제품개발이라는 본래의 목적을 빠트림 없이 파고드는 고난이도의 엔지니어링 능력이 필요하다는 것이다. 즉, 솔리드 모델링이나 유한요소 자동 분할등의 기술을 정확하게 이해할 수 있는 기술자의 노력과 기술자/기업 자체에 의한 스스로의 제품 특징에 준거한 방법론 확립에 적합한 회사 전체의 기술 축적이 불가결한 요소인 것이다. 바로 이러한 맹점이 사용자 및 기업의 접근이 용이하지 않은 가장 큰 문제이며, 그 효성성 및 성장을 저해하는 가장 주된 원인으로 대두되어 왔었다. 이를 해결하기 위하여 서는 해당 엔지니어의 능력 향상도 필요하지만 보다더 쉽고 간편한 소프트웨어의 지속적인 개발 및 노력이 필요하다.
요즘 출시되는 신제품들의 경우에 기본적인 기능의 차이 보다 는 인터페이스나 속도 개선, 사용의 편이성에 주목하고 있는 경 우가 대부분인 것처럼 최근 들어 캐드의 핵심 기술은 거의 성숙 단계에 이르러 비약적인 발전이 이루어지기는 힘들 것으로 예측 된다. 특이할 만한 점은 기능상의 발전보다는 캐드와 IT 환경의 통합이 이루어지면서 인터넷과의 결합이 이루어지고 있다는 점이 다. 웹, XML 등이 캐드에서도 주요 이슈로 등장하고 있으며, 인 터넷과 캐드를 결합하여 프로세스를 단축하는 방향으로 연구들이 이루어지고 있다. 또한 캐드에서도 웹과 연동하여 동시설계 환경 을 지원함으로써 협업 솔루션과 연계하는 기능들이 접목되고 있 다. 이와 함께 파일의 호환성 증대를 위한 노력들이 지속적으로 이루어지면서 그동안 고질적인 고민으로 대두되어 온 파일 호환 문제는 점진적으로 개선되어 갈 것으로 보인다.
최근에 발표된 개발 동향을 보면 프로엔지니어 와일드파이어의 경우 "30~50% 까지 줄어든 클릭 횟수, 70% 적어진 기능 명령어, 보다 나은 성능, 향상된 기능 등으로 디자인 속도가 놀라울 만큼 빨라진다" 고 강조하는 것처럼 사용자 인터페이스를 개선 해 얼마만큼 사용자가 이용하기 쉽고, 작업하는데 공수를 줄일 수 있느냐에 맞추어 개발이 이루어지고 있다. 물론 이러한 흐름은 다른 소프트웨어도 같은 맥락에서 개발이 이루어지고 있다.
이와 더불어 각 소프트웨어 벤더들은 지식관리와 지적자산에 대해서도 많은 관심을 가지고 이를 접목시키려는 노력들을 계속 하고 있다.
⑴ CAD
이미 3차원 캐드는 대세로 자리를 잡고 있다. 3D CAD의 개발 및 도입은 다품종 소량 생산이라는 소비자의 욕구를 만족시키기 위하여 선진적인 제조환경인 컨설팅 엔지니어링을 구현하고 하는 의도에서 시작되었다.
아무리 설계능력이 뛰어난 설계자라고 해도 복잡한 형상을 정확히 시각화하기에는 많은 어려움을 가지고 있기에 3차원 CAD를 사용하여 복잡한 부품을 시각화하고 미리 오류를 수정할 수 있다면, 설계시간 단축은 물론 형상 오류를 검출할 수도 있다. 즉, 디자인부터 설계, 제작 등 전 공정에 이르기까지 모든 라인을 컨커런트하게 움직일 수 있다는 것을 의미하며 이는 곧 품질, 납기, 원가라는 제품의 경쟁력으로 이루어지기에 기존 2차원 캐드로부터 더욱더 발전된 3차원 CAD로의 전환은 필연적인 것이다.
현재 3차원을 보다더 활발하게 실용화하는데 가장 큰 난관은 초기 유저를 숙달시키는데 1년여 이상의 기간이 필요할 정도로 기능이 난해하다는 점으로 이로 인하여 많은 초기 투자에도 불구하고 충분한 아웃풋을 내지 못하고 있다는 것이다. 3차원 CAD의 원활한 보급 및 활용을 위해서는 무엇보다도 먼저 유저가 사용하기에 보다더 쉬운 시스템으로의 전환 및 발전이 필요하고 이를 위하여 보다 더 쉽고, 투자비용이 적게드는 3차원 CAD 시스템을 개발하기 위하여 많은 개발자들이 노력이 더욱더 활발히 이루어져야 할 것 이다.
⑵ CAM 시스템
십여년전만 해도 컴퓨터가 모든 것을 대신하는 세상은 공상 만화에서나 나오는 이야기였으며, 버튼 하나로 모든 것이 만들어지고 삶의질이 바뀌는 것은 상상 속에서나 가능한 것이었으나, 현재 우리는 그러한 상상의 변화속에 내던져진 채로 언제 그런날이 올 것인가를 예측하기에도 숨가쁜 정도로 급속히 변화하는 세상에 살고 있다.
산업계에서도 이러한 일은 예외가 아니어서 CAD/CAM 업계에서는 촌각을 다투어 신기능을 내세우며 자동화된, 적은 작업 공수로 빠른 결과를 선보이고 있다.
가공중이던 기계에서 오류가 발견되면 모든 기계의 작업을 멈추고 제품을 빼내고 코드 수정을 하면서 천공을 뚫던 모습과 두꺼운 매뉴얼과 머릿속으로 형상을 그려가며 코드를 수정하는 모습은 이미 현장에서 차츰 사라져 가고 있다.
모든 작업자를 평준화시키는 현 세상에서 CAM 업계에서 추구하여야 할 길은 작업자 한명으로서 보다 적은 공수로 저렴한 제품을 비교적 빨리 생산할 수 있는 시스템에 대한 해답을 찾는 것이며, 이를 위하여 지속적인 기술개발을 하는것이다.
㈎ 통합형시스템으로의 전환
현재의 CAM 시스템의 추세는 모델러를 탑제한 시스템과 모델러를 탑제하지 않은 시스템으로 구분되어 진다.
기존의 CAM 시스템은 단순한 NC 코드를 생산하는데 그쳤으나 시대가 바뀌면서 3차원 CAD의 급속한 발전 및 진행으로 CAM 시스템도 점차로 이를 수용하고 있는 추세로 변화되고 있다. 3차원 솔리드 모델의 CAM 시스템들은 CAD에서 받은 3차원 데이터로 별다른 작업이 필요 없이 곧바로 가공이 가능하게 되었으며, 이는 업계의 효율성 증대에 큰 역할을 하고 있다.
과거의 많은 CAM 시스템들은 CAD 툴로 받은 데이터를 활용하는 것을 지원하고 있는 독립형 방식이지만 현대는 CAM 솔루션 안에 자체적인 모델러를 통합하고 있어 자체 툴로도 모델링 디자인이 가능한 방향으로 좀차 개발되어지고 있다. 더불어 호환성 문제도 CAD나 CAM이 솔리드 커널의 모델을 지원하므로 기종의 CAD 시스템과 별다른 사용상의 불편을 느끼지 못하는 방향으로 개발이 이루어지고 있다.
㈏ 고속가공기의 대두
기업의 경쟁력을 향상시키기 위한 납기 단축이라는 절대․절명의 과제를 해결하기 위해서는 적절한 하드웨어와 소프트웨어의 결합에 의한 고속가공시스템의 필요함은 두말할 나위도 없다.
■ 고속가공
- Process 측면 :
․공구가 소재에서 분당 762 표면미터 초과
․주축회전 속도와 축의 이송속도를 빠르게 사용
․스핀들의 회전 속도가 10,000 rpm 이상
․절삭공구의 진동 주파수가 시스템 고유 진동수 도달
- Enabler의 측면
․40,000 ～ 60,000 rpm의 회전과 300 ～ 1,000 ipm의
이송지원
․절삭 이송 중 진동소음의 제거
고속가공이란 말 그대로 고속으로 가공을 수행하여 빠른 결과치와 속도에 걸맞는 고품질의 제품을 생산하여 내는 시스템이다. 이러한 가공으로 업체는 납기 단축 및 고품질 제품생산 가능 등의 이득을 얻을 수 있다.
고속가공은 업체에게 매우 매력적인 관심사이며 많은 소프트웨어들도 이를 지원하거나 향후 지원할 계획으로 개발에 박차를 가하고 있다.
㈐ 생산 소트웨어의 개발
CAM/CAE은 구체적으로 복잡한 것을 취급한다. 물리적인 세계와 추상화된 세계를 원활하게 결합시키는데 있어서의 어려움이 아직 산재하여 있다. 지금까지 정보처리의 세계에 포함되지 않는 분야로서 이 점에 대한 적극적인 연구 개발이 이루어지고 있으며, 이를 포착할 수 없이는 장례의 발전 방향을 탐색할 수 없기 때문이다. 즉, 생산소프트웨어를 고정시켜 놓고 현재 상태의 문제점을 추출하고 그 해결을 위한 고유기술을 찾아내어 발전시켜야 하는 과제를 안고 있는 것이다.
CAM 업계는 더욱더 치열한 경쟁과 더불어 좀더 편리한 사용성, 3D 데이터와의 완벽한 호환, 고속가공능력의 실현, 고품질 가공능력 배양이라는 중요한 딜레마와 마주치고 있다. 그러나 이미 이러한 벽들은 상당부분 소프트웨어적으로 많은 부분이 개선 및 개발되고 있어 영화에서나 보던 무인자동화 실현은 결코 먼 미래의 이야기만은 아니다.
⑶ CAE 시스템
현재의 CAE 시스템은 엔지니어링 노하우의 축적으로 점차 실제 현상과 유사한 해석 결과를 좀더 빠르고 쉽게 얻을 수 있게 되었으며 설계 단계부터 CAE를 적극 활용 디자인 효용성을 크게 향상시키고는 있으나, 아직 CAD 시스템과의 데이터 호환 문제가 100% 신뢰성을 확보하고 있지는 못하는 관계로 데이터 호환문제의 원활한 해결을 위하여 CAD와 연동하는 프리-프로세스부분에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 또한 아직까지는 상대적으로 높은 시스템 도입비와 사용상의 난해함으로 인하여, 보급 및 확산에 문제가 있어 사용법은 보다 간편하게, 가격은 보다 저렴하게 만들기 위한 과제 해결에 총력을 기울이고 있는 추세이다.
CAE의 실현은 그 툴의 도입으로서만 일조일석이 가능한 것은 아니다. 고도의 해석기능을 지닌 CAE 소프트웨어는 기술자의 모델링 메카니즘에 있어서도 고도의 지식을 요구한다는 맹점이 있다.
사용 엔지니어는 고성능․고품질 제품개발이라는 본래의 목적을 빠트림 없이 파고드는 고난이도의 엔지니어링 능력이 필요하다는 것이다. 즉, 솔리드 모델링이나 유한요소 자동 분할등의 기술을 정확하게 이해할 수 있는 기술자의 노력과 기술자/기업 자체에 의한 스스로의 제품 특징에 준거한 방법론 확립에 적합한 회사 전체의 기술 축적이 불가결한 요소인 것이다. 바로 이러한 맹점이 사용자 및 기업의 접근이 용이하지 않은 가장 큰 문제이며, 그 효성성 및 성장을 저해하는 가장 주된 원인으로 대두되어 왔었다. 이를 해결하기 위하여 서는 해당 엔지니어의 능력 향상도 필요하지만 보다더 쉽고 간편한 소프트웨어의 지속적인 개발 및 노력이 필요하다.
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