혁신적인 해양 안정기 시스템의 설계를 지원하는 Siemens Digital Industries Software 솔루션

해상 안정성

편안한 수상 여행을 방해하는 요소가 있다면 그것은 바로 불안정한 선박입니다. 일렁이는 파도로 인해 선박뿐 아니라 개인 소지품도 심각하게 파손될 수 있습니다. 낚시나 스쿠버 다이빙을 즐기거나 그냥 바다에 나가 있을 때에도 선박 안정성은 안전한 바다 여행에 필수적인 부분입니다. 그러므로 선박 안정기는 매우 중요한 요소입니다.

숙련된 선원이라면 안전한 바다 여행을 위해 해상 안정성이 얼마나 중요한지 잘 알고 있습니다. 그러나 모든 안정기 시스템이 완벽한 것은 아닙니다. 실제로 기존의 핀 구동 안정기에는 저속에서 흔들림 제동이 충분하지 않고 핀이 돌출된다는 공통적인 문제가 있습니다. 이러한 문제로 인해 소비자 경험이 저하되었습니다. 저속에서도 안정성은 필요하며, 튀어나온 핀은 얕은 바다에서는 손상될 수 있습니다. 최악은 항해 중 새로운 안정기가 제대로 작동하지 않는 것입니다. 제품 고장에 대한 고객의 인내심이 높지 않다는 점을 생각하면 한 번의 나쁜 경험으로 고객이 제품을 등지게 될 수도 있습니다. 일관된 품질을 제공하는 안정기 제조업체만이 살아남을 것입니다.

기회의 실현

네덜란드 스헤르토겐보스에 위치한 DMS Holland는 최대 30미터 요트의 모션 컨트롤 분야에서 세계적인 전문업체입니다. DMS Holland의 목표는 요트의 흔들리는 움직임을 줄여 승선감을 개선하고 멀미를 줄이며 안전성을 높이는 것입니다. DMS Holland는 해양 안정기 시스템이 안정화를 이루는 속도 덕분에 시장에서 차별화되었습니다. 이 기업의 안정기 시스템은 회전하는 원통이 움직임의 주된 경로에서 벗어나 안정성을 획득하는 현상인 마그누스 효과에 기반을 두고 있습니다. 기존의 안정기를 사용할 경우 요트가 상당한 속도를 내야 하는 반면, 이 기업의 제품은 불과 3~12노트에도 안정성을 이룹니다. 작은 설계에도 저속에서 흔들림을 상당히 줄일 수 있어 기존의 핀 기반 시스템과도 다릅니다.

네덜란드 베스트 소재의 메카니컬 엔지니어링 기업인 Brabant Engineering은 수납 가능한 로터로 파손의 위험을 없앤 최신 세대 로터 안정화 기술인 DMS Holland의 Magnus Master를 설계하고 개발하는 일을 담당합니다. DMS Holland가 구상한 미래 지향적인 제품을 개발할 수 있도록 DMS Holland에 설계 전문성을 제공하고 있습니다.

"DMS Holland는 승선 시 최고 수준의 안정성, 편안함, 안전을 제공하기를 바랐습니다. 전체적으로 바다에서의 생활이 훨씬 편안하고 수월하기를 원했죠"라고 DMS Holland의 영업 및 마케팅 책임자인 Patrick Noor는 말합니다. "이 비전을 실현하기 위해 안정기의 메카니컬 엔지니어링 부문에서 우리를 지원해 줄 Brabant Engineering 같은 뛰어난 기업이 필요했습니다"라고 그는 덧붙입니다.

솔루션을 향한 항해

Brabant Engineering은 Siemens Simcenter™ 3D의 혁신적인 설계 애플리케이션을 활용하여 프로젝트를 정확하게 설계하고 시뮬레이션합니다.

"모든 재료 특성이 소프트웨어 설계에 내장되어 있어 Simcenter 3D를 통해 제품의 동작과 내구성을 분석할 수 있습니다"라고 Brabant Engineering의 리드 엔지니어인 Bertie Tilmans는 말합니다. "재료 특성이 정확하고 여러 설계 대안이 원활하게 통합되어 제품 개발 중에 귀중한 시간을 아낄 수 있습니다."

Brabant Engineering은 Simcenter 3D를 사용해 마그누스 효과를 정확하게 시뮬레이션하고 Magnus Master가 분당 1,100회의 회전 운동을 처리할 수 있음을 확인했습니다. Tilmans는 이렇게 말합니다. "저는 지난 7년 간 Simcenter 3D를 사용해 왔는데, 이 제품의 다재다능한 실용성이 상당히 마음에 듭니다. 이러한 이점 덕분에 기업은 제품 설계 시 다양한 측면의 거동을 예측해 가장 효과적인 솔루션을 찾을 수 있습니다."

개발 비용 절감 및 프로토타입 제작 주기 단축

Siemens NX™ 소프트웨어 같은 CAD 소프트웨어를 적절하게 활용하는 Brabant Engineering은 NX CAD의 강력하고 유연한 기능으로 이처럼 혁신적인 제품을 설계하는 데 드는 비용과 시간을 크게 단축하고 있습니다. 설계에 NX CAD, 성능 예측에 Simcenter 3D를 조합해 사용하면 시장 출시 속도를 더 효율적으로 높일 수 있습니다.

장치의 크기에 따라 물리적 프로토타입에는 제품 가격 이상의 막대한 비용이 들 수 있습니다. 시뮬레이션을 사용하면 프로젝트 초기에 드는 시간과 비용을 크게 줄일 수 있습니다.

비용이 많이 드는 물리적 프로토타입 대신 Simcenter 3D를 사용한 Brabant Engineering은 총 테스드 및 검증 시간을 약 10~20% 단축했습니다. 테스트 주기를 단축하고 직접적인 결과도 얻을 수 있었습니다.

Brabant Engineering의 프로젝트 리더인 Rikkert Gerits는 Simcenter 3D를 사용한 결과 필요한 실제 프로토타입 제작의 양이 대폭 줄었다고 말합니다.

Gerits는 이렇게 말합니다. "3D 시뮬레이션 도구를 사용하니 실제 프로토타입을 제작할 필요가 없었고, 덕분에 시간과 비용이 크게 줄었습니다. Simcenter, NX CAD, Teamcenter 등 여러 Siemens 제품을 사용하는데, Siemens Digital Industries Software 솔루션 파트너인 Emixa Industry Solutions를 통해 제공받고 있습니다. 소프트웨어와 관련된 구체적인 질문이 있는 경우 Emixa Industry Solutions으로 문의합니다."

CAD 시스템에서 사용자는 다양한 제품 컴포넌트를 손쉽게 교환할 수 있습니다. CAD 및 CAE(Computer-Aided Engineering) 시스템은 새로운 설계의 성능을 빠르게 다시 엔지니어링하고 살펴보는 데 필요한 도구를 제공하기도 합니다. Gerits는 이러한 시뮬레이션 시스템 덕분에 가상 프로토타입 제작 단계의 속도를 높일 수 있었다고 설명합니다. 제품을 실시간으로 시뮬레이션하면 사용자는 특정 조건에서 제품의 내구성을 더욱 정확하게 예측할 수 있습니다. 이는 물리적 프로토타입의 설계, 생산, 테스트, 데이터 기록에 비해 시간과 비용을 크게 줄입니다.

Brabant Engineering은 시뮬레이션을 사용해 결함을 방지하는 방식으로 결함이 발생한 후 이를 수정하는 데 드는 비용보다 총비용 측면에서 10~15% 절감한 것으로 추산합니다.

견고한 관계의 구축

Brabant Engineering의 상무 이사인 Sjef van de Laak는 Siemens 솔루션이 기업의 엔지니어링 설계 프로세스에 있어 핵심적이라고 말합니다. 그는 "Siemens는 우리 회사가 사용하는 소프트웨어의 공급업체이며, Emixa Industry Solutions는 소프트웨어에 능통하고 시뮬레이션 요구사항을 지원하는 중요한 역할을 맡고 있습니다"라고 말합니다.

원활한 소통 없이는 제품 개발이 차질을 빚게 됩니다. 그렇기에 Emixa Industry Solutions와 Brabant Engineering는 지속적으로 대화합니다.

전 세계로 뻗어 나가는 Magnus Master

Magnus Master는 이미 상당한 주목을 받고 있습니다. 2015년 출시된 이래로 Magnus Master는 네덜란드 전역에서 품질에 관한 명성을 쌓아 왔으며, DMS Holland를 세계적인 기업으로 자리매김하는 데 공헌했습니다.

Brabant Engineering, DMS Holland, Siemens의 파트너십은 협력을 통해 엄청나게 혁신할 수 있음을 보여주는 완벽한 사례입니다.