BAR Technologies, Siemens Digital Industries 소프트웨어 솔루션으로 새로운 차원의 스포츠 요트 제작

세련미, 속도, 효율성

최적화된 선체와 동적으로 조정되는 포일 덕분에 더 넓은 속도 범위에서 효율성을 향상시킬 수 있는 이 보트는 성능과 승선감을 모두 만족시킬 수 있게 설계되었습니다. Princess Yachts R35는 아메리카스 컵 레이싱 요트를 설계할 때 고도로 특수화된 기술과 프로세스를 사용하는 BAR Technologies 덕분에 탄생했습니다. BAR Technologies는 이제 해양 산업 전반의 고객에게 고유한 전문 지식을 제공하고 있습니다.

Princess Yachts는 보트 구매를 고려하지 않았던 사람들의 관심을 끌 수 있는 완전히 새로운 설계를 만들겠다는 목표를 가지고 BAR Technologies와 처음으로 협력하게 되었습니다. 새로운 설계는 엔트리 레벨로 구매할 수 있는 성능이 뛰어나면서도 운전하기 쉬운 데이 보트였습니다. Princess Yachts의 제품 개발 이사인 Paul Mackenzie는 이렇게 설명합니다. "우리 회사는 재구매 고객의 비율이 매우 높고 고객들이 Princess의 일원이 된 후에 업그레이드 제품을 구매하는 경향이 있기 때문에 입문 보트가 항상 중요했습니다. 하지만 Princess의 구매자는 대부분 이미 보트 애호가입니다. 우리는 슈퍼카에 견줄 수 있는 제품으로 보트 소유자와 자동차 소유자 간의 간극을 좁히고 잠재 시장을 확대하고자 했습니다."

BAR Technologies의 CTO(최고기술책임자)인 Simon Schofield는 다음과 같이 덧붙입니다. "우리의 목표는 높은 효율성과 쉽게 이용 가능한 성능을 갖춘 기술 중심의 설계를 개발하는 동시에 Princess가 자랑하는 고급스러움과 품질을 유지하는 것이었습니다. 몇 년에 걸쳐 확립한 디지털 모델링 및 시뮬레이션 도구와 기술은 이러한 목표를 이행하는 데 매우 중요했습니다."

BAR Technologies의 통합 가상 환경은 Siemens Digital Industries Software의 솔루션을 사용합니다. 여기에는 제품 설계를 위한 NX™ 소프트웨어,데이터 관리를 위한 Teamcenter® 소프트웨어, 엔지니어링 해석을 위한 Simcenter™ Nastran®과 CFD(전산 유체 역학) 해석을 위한 Simcenter STAR-CCM+ ® 소프트웨어가 포함된 Simcenter™ 소프트웨어 포트폴리오가 포함됩니다.

포일링 기술을 위한 새로운 애플리케이션

Schofield는 "아메리카스 컵 요트에서 수중익은 선체를 수면 위로 들어올리는 역할을 합니다."라고 설명합니다. "이 프로젝트에서는 독특한 선체 형태에 포일이 결합되어 배수량의 일부를 분담합니다. 또한 이러한 포일은 민첩한 롤 및 피치 제어를 제공하도록 자동으로 조정되며, 내항성을 개선하고 연비를 절감합니다." 경주용 요트의 설계와 최적화부터 매우 촉박한 일정에 이르기까지 BAR Technologies는 다양한 혁신적인 프로세스를 개발했습니다. 예를 들어, 이 팀은 NX의 스크립팅 기능을 사용하여 수많은 선체 형상 후보를 생성한 다음, Simcenter STAR-CCM+의 강력한 기능을 활용해 정적 및 동적 시뮬레이션을 빠르게 실행하여 선체를 최적화하는 독자적인 방법을 보유하고 있습니다.

선체와 포일의 조합은 맞춤형 최적화 방법을 사용하여 개발됩니다. 이 접근 방식은 NX 모델링 및 스크립팅 기능, 고도로 정밀한 Simcenter STAR-CCM+ 시뮬레이션, 고급 AI 신경망을 사용하여 파라메트릭 지오메트리의 대규모 일괄 생성을 기반으로 합니다. BAR Technologies의 선박 설계자 Paul Gliddon은 "NX 내에서 선체와 포일 지오메트리를 매개변수화하고, 스크립트화된 프로세스를 사용하여 몇 시간 안에 수천 개의 지오메트리를 자동으로 생성할 수 있습니다."라고 설명합니다. "이러한 프로세스의 일환으로 이러한 지오메트리에 대해 Simcenter STAR-CCM+ CFD 시뮬레이션이 자동으로 수행되며, 그 결과에서 얻은 CFD 데이터가 신경망 기반 최적화 기술에 활용됩니다. 이를 통해 수백만 개의 선체 형태 후보의 성능을 매우 빠르고 정확하게 예측하고 조사할 수 있습니다."

정밀성을 바탕으로 한 협업

고급 자동차 설계로 유명한 이탈리아 회사 Pininfarina가 외관 스타일을 담당하여 곡면을 완성했고, BAR Technologies가 NX를 사용하여 그 곡면을 매개변수화했습니다. Princess Yachts 팀도 NX를 사용하여 내부 시스템을 설계했습니다. BAR Technologies는 Simcenter Nastran을 활용한 구조 엔지니어링도 담당했습니다.

개발은 매우 긴밀한 협업을 기반으로 이루어졌으며, Teamcenter로 Princess Yachts와 BAR Technologies 간의 데이터 전송을 관리했습니다. 데이터 공유는 포일 컴포넌트 및 관련 제어 시스템과 같은 복잡한 전기적 및 기계적 설비를 통합했습니다. 이와 동시에 Princess 설계의 인체공학적 특성과 고급스러운 느낌을 유지하는 것이 중요했습니다.

선체 최적화에 사용할 수 있는 시간을 극대화하기 위해 BAR Technologies는 최적화 프로세스와 병행하여 구조 엔지니어링과 상세 설계를 진행했습니다. NX의 파라메트릭 기능 덕분에 팀은 상세 설계 요소와 도면이 자동으로 정확하게 업데이트된다는 점을 믿고, 설계 프로세스의 마지막 단계까지 최적의 최신 지오메트리로 마스터 어셈블리를 개선할 수 있었습니다.

해양 업계 사상 최초

이 프로젝트는 개념 구상부터 프로토타입 테스트를 거쳐 2018년 9월 칸에서 많은 기대 속에 R35를 출시하기까지 총 18개월이 걸렸습니다. Mackenzie는 "Princess Yachts가 아주 오랜만에 처음으로 제작한 소형 보트라서 매우 기쁩니다."라고 말했습니다. "출시 이후 엄청난 반응이 있었고 주문이 쇄도했습니다. 브랜드 관점에서 R35는 Princess Yachts를 더 많은 대중에게 알리는 데 크게 성공했습니다."

"R35를 통해 최고 속도의 변동 없이 순항 속도에서 연비를 최대 30% 절감하는 데 성공했습니다."라고 Schofield는 말합니다. "또한 민첩하게 제어되는 수중익을 통해 성능을 보다 쉽게 조정할 수 있습니다. 스포츠 모드 또는 컴포트 모드를 선택할 수 있어 선장이 상황에 맞게 선박의 내항성을 조정할 수 있습니다."

PLM 도구 및 기술 활용

"최고 수준의 레이싱 기술이 이 보트에 경쟁력을 더해줍니다."라고 Mackenzie는 말합니다. "포일 기술을 처음으로 사용한 것은 Princess에게 중요한 발전이었습니다. 그리고 R35는 중량 대비 강성을 높이기 위해 전량 탄소 섬유로 제작한 Princess 최초의 보트였으며, 더 강력한 성능을 위해 오랜만에 휘발유를 사용한 보트였습니다. 또한 해양 산업에서는 보기 드문 프로토타입을 제작했습니다. 높은 수준의 협업과 정밀한 개선을 고려하면 아주 짧은 시간 내에 엄청난 성과를 달성했습니다. BAR Technologies의 전문가들로부터 많은 것을 배웠으며 앞으로도 이들과 협력할 것입니다."

BAR Technologies는 해양 설계 기술의 선두에 서기 위해 IP(지식 자산), 설계 도구 및 기술을 지속적으로 개발하고 있습니다. Schofield는 "우리의 특별한 강점 중 하나는 최적화 프로세스이고, 이 프로세스의 기반은 Siemens 도구 제품군입니다."라고 정리했습니다.