항공우주 및 국방 분야의 디지털 전환
다른 산업과 마찬가지로 항공우주 및 국방 분야에서도 디지털 전환이 가속화되고 있다.
예를 들어, 미국에서는 국방부가 폭발적인 기술 성장, 복잡성 및 정보 접근에 대한 요구를 충족하기 위해 엔지니어링 관행을 혁신하기 위한 디지털 엔지니어링 전략을 발표했다.
이 전략은 또한 빠르게 증가하는 주요 프로그램의 주기 시간과 비용을 해결하는 것을 목표로 한다.
업계의 많은 사람들은 이제 디지털 트윈과 디지털 스레드의 개념과 엔지니어링 시뮬레이션이 이러한 기술에서 중요한 요소로서 수행하는 역할에 익숙해졌다.
디지털 미션 엔지니어링이란?
이러한 전체적인 디지털 전환의 핵심 부분은 시뮬레이션하고 분석하는 능력이다.
단순히 개별 구성 요소 또는 서브시스템이 분리되어 수행되는 방식만 보는 것이 아니다.
이러한 구성 요소, 서브시스템 및 전체 엔지니어링 된 시스템이 가상 업무 환경에서 시스템의 일부로 수행되는 방식을 함께 시뮬레이션하고 분석하는 능력이 중요하다.
이는 최근 AGI를 인수함으로써 가능해졌다.
AGI는 물리 기반 시뮬레이션과 디지털 미션 평가의 힘을 결합하여, 마이크로칩 규모에서 미션 규모에 이르는 통합 솔루션을 제공한다.
이것이 바로 디지털 미션 엔지니어링이다.
디지털 미션 엔지니어링이 중요한 이유
기본적으로 시뮬레이션 기반 접근 방식을 통해 우리는 더 높은 품질, 더 낮은 비용 및 운영 성능에 대한 더 큰 신뢰로 시장에 더 빠르게 혁신을 가져올 수 있다.
디지털 미션 엔지니어링의 경우 한 프로그램을 최대 6배까지 가속할 수 있는 것으로 추정된다.
위성 센서 사례로 보는 디지털 미션 엔지니어링
디지털 임무 엔지니어링을 통해 위와 같은 이점이 실현되는 방법의 예로서, 위성에 설치되는 센서를 고려하면 된다.
센서, 위성 및 ground station 간의 신뢰할 수 있는 통신이 핵심 요구 사항이다.
센서는 일반적으로 열에 민감한 전자 장치와 반도체를 포함한다.
따라서 너무 뜨겁거나 차갑게 작동하면 계획대로 작동하지 않거나, 최악의 경우 완전히 고장 날 수 있다.
궤도 임무 중 발생할 수 있는 열 부하 변화
궤도 임무를 수행하는 동안 태양에 대한 위성의 방향이 변경된다.
이에 따라 센서 전자 장치에 매우 다양한 열 부하가 발생한다.
기존의 설계 프로세스를 사용하면 센서와 전자 장치는 예상되는 임무의 열 노출 범위에 기반으로 분리되어 설계된다.
하지만 만약 위성의 임무가 한 번 궤도에서 예상치 못한 방식으로 바뀌어 설계도에서 벗어난 열 작동 상태를 초래한다면 어떻게 될까?
새로운 열 작동 범위는 무엇이며, 센서는 이러한 새로운 열 부하 조건에서 작동이 가능할까?
미션 변경 영향을 가상 환경에서 검토
디지털 미션 엔지니어링을 통해 궤도 미션 변경의 영향을 시뮬레이션할 수 있다.
이를 통해 센서와 같은 개별 구성 요소에 대한 열 영향 수준까지 전체 시스템에 대한 상세한 성능 평가를 제공할 수 있다.
또한 마이크로 칩에서 미션에 이르는 통합 모델링 및 시뮬레이션 환경을 조성할 수 있다.
이를 바탕으로 신속하고 중요한 통찰력을 미리 제공하여, 변경 전에 가상 환경에서 미션 시나리오를 검토할 수 있다.
위성 시나리오는 하나의 예에 불과하다.
디지털 미션 접근 방식은 시스템 시뮬레이션의 모든 영역, 즉 육상, 해상, 항공 및 우주 시스템에 적용된다.
디지털 미션 엔지니어링을 위한 5가지 핵심 기능
디지털 미션 엔지니어링의 이점을 성공적으로 실현하려면 5가지 핵심 기능이 필요하다.
이 기능들은 임무 평가 시뮬레이션을 Ansys의 물리 기반 pervasive 엔지니어링 시뮬레이션 전략에 결합함으로써 전달된다.
1. 전체 제품 라이프사이클을 연결하는 툴 세트
첫 번째 기능은 아이디어화에서 분석, 미션에서 제조 및 운영에 이르는 전체 제품 라이프사이클에 걸쳐 연결할 수 있는 툴 세트가 필요하다.
2. 마이크로칩 규모에서 미션 규모까지 평가하는 통합 툴 세트
위의 위성 예에서 설명한 것처럼 두 번째는 마이크로 칩 규모에서 미션 규모에 이르는 성능을 평가할 수 있는 통합 툴 세트를 필요로 한다.
3. 검증 및 입증된 시뮬레이션 솔루션
미션 성공이 어려울 때 세 번째 기능을 사용하려면 모든 규모와 라이프사이클 단계의 시뮬레이션 솔루션이 산업 환경에서 정확하게 검증 및 입증되어야 한다.
4. 개방적이고 협업적인 시뮬레이션 환경
네 번째, 디지털 미션 엔지니어링의 일부인 디지털 전환에는 광범위한 이종 디지털 도구 네트워크가 포함된다.
따라서 개방적이고 협업적인 시뮬레이션 환경은 필수다.
5. 새로운 기술 구현과 운영을 위한 교육
디지털 전환은 기술에만 국한된 것이 아니며, 문화 및 인력 변화가 필요하다.
새로운 기술 구현 및 운영 지원에 대한 교육이 다섯 번째 요구 사항이다.
출처 : Ansys Achieving the Digital Mission Engineering Competitive Advantage: 5 Key Capabilities
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