어렸을 때는 누구나 바다 위에 어떻게 저렇게 거대한 배가 떠 있을 수 있을까? 하는 호기심이 생기기 마련인데요. 그래서 바다와 거대한 배에 매료된 아이들은 나중에 큰 선박을 직접 만들어 항해를 하는 원대한 꿈을 키우기도 합니다. 그런 원대한 꿈을 현실로 만든 이들이 바로 조선해양공학기술자입니다. 다양한 선박을 연구하고 설계하고 해양구조물의 시공과 관리 등과 관련된 일을 하는 특수한 분야의 사람들입니다.
이들은 선박설계의 원리, 선박설계의 환경조건 등의 조선해양공학기술을 바탕으로 선박 및 해양구조물을 설계하고 건조합니다.
EZ-Ship
EzSHIP은 선박의 성능을 결정하는데 아주 중요한 초기/기본 설계 단계에서 선형 설계(EzHULL), 기본 설계(EzCOMPART), 더 나아가 구조 설계(EzSTRUCT) 도구를 제공하는 토탈 솔루션입니다. 빈번한 설계 변경에 따른 신속한 수행 능력, 편리한 사용법, 다양한 선종의 설계 작업 지원, 3차원 정보 제공 및 가시화, 모델링(CAD)과 계산/해석(CAE)의 일원화, 원하는 데이터의 저장 및 추출과 같은 데이터 관리의 용이성 등 설계자들의 요구를 철저히 분석하고 반영하고자 노력한 차세대 선박 설계 시스템입니다.
1. 캐드(CAD) 의 정의
CAD(Computer Aided Design) 란 수작업에 의한 설계가 아닌 컴퓨터를 이용한 설계를 말한다. 건축/토목, 기계/금형, 전기/전자, 가구/인테리어, 플랜트 설계 등은 복잡하기 때문에 컴퓨터를 기반으로 전문화된 응용 프로그램을 이용하면 비용절감과 시간단축은 물론 설계 변경이 용이하기 때문에 정확도와 효율성 면에서 수작업에 견줄 바가 아니다.
무한정의 확대를 통해 정밀한 설계가 가능하므로 매우 정밀하고 소형화된 반도체 설계가 가능하고, 자주 사용하는 라이브러리 등은 이미 저장된 것을 불러 사용하게 되며, 작업 시에 실수를 쉽게 수정하거나 데이타 복구 등을 신속하게 처리할 수 있으므로 설계작업을 함에 있어서 생산성효과를 높일 수 있다.
2. 캐드의 종류
2-1. 범용 캐드
. 많이 알려진 미국 Autodesk 사의 AutoCAD가 가장 널리 사용중이지만, 우리나라에서 개발된 CADian(캐디안) 도 많은 사용자층을 확보하면서 오토캐드 와 경쟁하고 있다. 외국에는 벤트리 사의 Microstation을 비롯하여 TurboCAD, DesignCAD 등 수많은 캐드 들이 각 특성에 따라 다양하게 사용되고 있다.
이러한 캐드는 범용 캐드로 불리고 있으며, 범용 CAD엔진에 건축, 플랜트, 전기 등 산업분야에 따라 다양한 add on 제품이 추가되어 전문화된 캐드로 발전하고 있다. 이렇게 엔진에 추가된 프로그램을 응용 프로그램(보조 프로그램, 3rd party, Add-on 프로그램) 이라고 부른다.
2-2. 전용 캐드
. 상기 범용 캐드와 달리 처음부터 특수 목적으로 개발된 전용 캐드들이 많이 사용되고 있다.
예를 들어 자동차 설계에는 Catia, 조선(선박) 선체 부문에는 Tribon, 건축 부문에는 ArchiCAD, 기구 설계에는 Pro Engineers / NX( 구 Unigraphics), 플랜트 부문에 PDS(Plant Design System) / PDMS(Plant Design Management System) / AM(Aveva Marine)등이 있다.
- 플랜트(해양플랜트 포함) 분야 : 특히 화공플랜트/발전플랜트 (Chemical Plant/ Power Plant)가 많이 사용하는데, 이 분야에서는 PDS/PDMS 등이 주로 사용되며, AutoCAD, CADian은 보조 툴로 사용된다. PDMS는 영국에서 개발된 해양설계 전용 설계 CAD 프로그램으로, PDMS라고 하면 FULL 3D MODELING 프로그램으로써 DB와 연결되어져 있습니다. DB를 사용 하므로서 여러사람들의 작업이 실시간으로 반영되어지고 바로바로 FEEDBACK 할수 있는 프로그램입니다.
- 조선 분야 : Tribon, AM, GS CAD 가 많이 사용되며, 선체 설계에 Tribon 툴이 거의 독보적으로 사용된다.
- AM(AVEVA MARINE, 아비바 마린) : 일반 사용자들에게 영국의 산업용 소프트웨어 기업 아비바(AVEVA)는 조금 생소하게 느껴질 수 있다. 하지만 플랜트, 발전소, 유전, 정유시설, 제철소, 조선소, F&B(식자재 유통), EPC(엔지니어링, 조달, 건설) 등 설계 및 엔지니어링 SW 분야를 리딩하며 승승장구하고 있다. 1974년 컴퓨터의 태동과 함께 등장한 아비바의 CAD SW 'E3D(구 PDMS, Plant Design Management System)'는 지난 50년 동안 대규모 시설을 설계하는데 널리 활용되어 왔다. 전 세계적으로 약 1만 6000여곳의 기업이 아비바의 SW를 이용해 공정 시뮬레이션, 3D 설계 및 엔지니어링, 모니터링 및 제어, 공정 최적화 등에 사용 중이다. 대표적인 고객으로 쉘, 네슬레, 현대중공업, 삼성중공업, 서울지하철공사, 예스코, CJ푸드 등을 들 수 있다.
영국에서 해양설계 프로그램인 PDMS로 시작해 나중에 AM으로 개발되어 조선/해양/항공 분야에 많이 사용되고 있습니다. 지금은 Tribon 회사를 인수하였으며, 차츰 Tribon을 없애고 AM 사용을 확대해 나가고 있습니다. 그래서 조선해양 설계 CAD Program도 기존 Tribon에서 AM으로 바뀌고 있는 추세입니다.
아비바, 선박 설계 소프트웨어 'E3D' 업데이트 버전 내놔
최신 사용자 인터페이스 기술 갖춰... IMO2020 준수
아비바는 선박 설계 소프트웨어 '아비바 E3D(AVEVA Everything3D)'의 업데이트 버전을 출시했다고 2020년 2월27일 밝혔다. 이번 업데이트 버전은 최신 사용자 인터페이스 기술을 기반으로 설계돼 접근성이 높고 3D 그래픽과 사용자 인터페이스 기술, 최첨단 데이터 관리를 결합한 설계 환경을 제공한다. 국제 해사 기구의 새로운 배출 규정 IMO 2020을 준수하며 선박 엔지니어링 효율성을 향상시킨다.
효율적이고 성공적인 조선 비즈니스를 위해서는 설계부터 생산까지 모든 공정 단계에서 불필요한 시행착오를 줄이는 한편 자원을 효율적으로 관리해야하고 성능까지 뒷받침돼야 한다. 이번 업데이트 버전은 조선 해양·선박 분야에 특화돼 이같은 요구 사항을 만족한다.
이번에 소개된 솔루션에는 '아비바 선체 베이직 디자인 모듈(AVEVA Hull Basic Design Module)'의 첫 번째 배포 버전도 포함된다. 선박의 선체 구조물의 초기·기본 설계에 사용되는 이 모듈은 통합된 3D 환경을 제공하며 해양·선박 건조에 대한 측정, 공간 관리, 의장 설계 및 도면 작성 및 관리에 관한 주요 솔루션을 제공한다.
AutoCAD
AutoCAD
AutoCAD 소프트웨어를 사용하면 정확하고 효율적으로 아이디어를 설계화/시각화/문서화할 수 있습니다. AutoCAD를 통해 오토데스크는 생산성 향상이라는 목표를 달성하고자 합니다. 새로 추가된 기능을 사용하면 작업 속도를 단축하고, 명령을 쉽게 파악하며, 새로운 사용자를 빠르게 교육할 수 있습니다.
Fluent
상용 전산유체역학 해석 프로그램
FLUENT는 세계에서 가장 많이 사용하고 있는 상용 전산유체역학(CFD) 해석 프로그램입니다. 전산유체역학 해석에 필요한 전처리(Pre-processing), 계산(Solving), 후처리(Post-processing)의 모든 작업을 할 수 있는 패키지 프로그램의 이름인 동시에 계산 프로그램(Solver)의 이름이기도 합니다. FLUENT 소프트웨어 패키지는 전처리기인 GAMBIT, TGRID와 계산 및 후처리 프로그램인 FLUENT로 구성되어 집니다. FLUENT는 여러 가지 다양한 물리적 모델을 갖고 있어 항공우주, 자동차, 조선, 건설, 화공, 금속, 전기전자 등의 산업분야 뿐 아니라 스포츠, 레저, 의학 분야에까지 광범위하게 사용되고 있습니다. 최근 FLUENT의 다양한 3차원 CAD 연동 기능과 강력한 병렬연산기능 및 사용의 편리성은 시뮬레이션에 필요한 시간을 대폭 단축시킬 수 있어, 전산유체역학의 적용을 첨단 기술개발 단계 뿐 아니라 영업, 설계, A/S 등의 과정에까지 확장시키고 있습니다.
Gridgen
격자 생성 프로그램
CFD 및 구조해석을 위한 전처리기 로써 1987년 F-16전투기의 격자 생성을 시작으로 USAF와 NASA의 R&D센터에서 사용되다가 1994년에 Pointwise Inc.에서 상용으로 개발하여 판매하기 시작한 전용 격자 생성 프로그램이다. 점차 복잡한 형상에 대한 보다 정교한 격자 생성이 요구됨에 따라 전용 격자 생성 프로그램의 수요가 증가하고 있으며, Griden은 격자 생성에 소요되는 시간을 줄여줌으로써 전체적인 해석 프로세스를 효율적으로 운용할 수 있도록 해준다.
Tribon
선박의 3차원 설계
Tribon은 스웨던에서 개발된 CAD Program으로 초창기 리눅스 버젼으로 출시되었다가 나중에 윈도우 버젼인 M1, M2, M3까지 올라갔습니다. 주로 조선소에서 많이 사용된 프로그램 입니다.
선박은 일반 건축물보다 규모가 훨씬 크고 공정 면에서도 복잡하며 수많은 부자재와 기자재를 조립하여 하나의 제품을 만드는 과정을 거칩니다. 선박의 기본설계는 크게 선체설계와 의장설계로 분류되며, 국내외 많은 조선사들이 선박 설계에 사용하고 있는 응용 소프트웨어인 Tribon 시스템에서 기본이며 핵심인 Tribon M3 Drafting 을 사용하고 있다.
삼성중공업 설계 CAD (Computer Aided Design)
"선박 설계시 CAD를 사용하고 있는데, 복잡한 선박의 모든 부분을 상세히 설계해야하는 조선설계야 말로 컴퓨터를 이용한 설계(CAD)가 정말 필요한 분야에요. 그만큼 정교해야 하니까요."
이를 위해 선박전용 CAD시스템인 GSCAD(삼성과 여러나라 조선소가 합작하여 개발한 조선소 전용 설계 프로그램)를 사용하고 있으며, 각 분야별로 설계 담당자는 자신의 선박설계 노하우와 CAD시스템의 최신기술을 이용하여 보다 경제적이고 품질이 좋은 선박이 될 수 있도록 설계하고 있습니다. 설계시 특히 주의할 점은 여러 부분(선체, 선장, 기장, 전장, 선실)이 동시에 설계를 진행하므로 각 부분이 상호 유기적으로 제 기능을 할 수 있도록 각 부서간, 현장의 직·반장들과의 정보교류가 매우 중요합니다.
대우조선해양(DSME), 국내 처음 3차원 선박 설계모델 시스템 '다뷰' 개발
세계 최초로 자체 잠수함 디지털 모형 시스템을 만든 대우조선해양이 이번엔 국내 조선업계 최초로 3차원 설계 모델 시스템을 개발했다.
대우조선해양 중앙연구소 산하 시스템통합연구 그룹(이하 SI 그룹)은 3차원 선박 설계모델 시스템 ‘다뷰(DaView)’를 개발했다고 밝혔다.
다뷰란 DSME Advanced Viewer의 약자로, 선박과 해양 제품의 모든 것을 ‘다 볼 수 있는’ 프로그램을 의미한다. 이 시스템은 CAD로 만들어진 3차원 설계 도면을 보다 빠르고 효율적으로 보여줘 대용량의 선박ㆍ해양 설계 검토에 특화됐다.
때문에 자동차나 항공 등 타 제조업에 비해 설계 모델이 크고 무거운 조선해양 분야에 최적화된 시스템으로 평가 받고 있다. 또한 단순히 보는데 그치지 않고 설계 검토 및 배치 최적화, 블록의 사전 간섭여부 검증 등 다양한 업무를 수행해 설계 조직은 물론 생산현장의 효율성도 크게 향상시킬 수 있다.
직접적인 이익도 크다. 대우조선해양은 다뷰 시스템을 설계 표준뷰어로 활용하며 수십억원 상당의 국외 라이센스 및 제품 도입 비용을 절감시킨 것으로 평가 받고 있다.