Q&A: 시뮬레이션 데이터 관리에 관한 SCALE의 인사이트

신제품 설계와 검증에 첨단 디지털 시뮬레이션의 사용이 빠르게 확대되면서 전략적 관리를 요하는 대용량 데이터의 생성도 늘고 있습니다. 

컴퓨터 엔지니어링 팀의 시뮬레이션 실행과 데이터 관리 방식을 한층 자동화 및 간소화하고자, Rescale은 독일의 자동차 제조 산업에 오랜 업력을 지닌 선도적인 시뮬레이션 프로세스 및 데이터 관리(SDM) 기업인 SCALE과 최근 파트너십을 맺었습니다.  

양사의 새로운 협업 관계에 힘입어 현재는 SCALE의 SCALE.sdm 소프트웨어 솔루션을 클라우드 기반 고성능 컴퓨팅(HPC) 서비스에서 즉시 액세스할 수 있습니다. 엔지니어는 클릭 한 번으로 Rescale의 멀티 클라우드 HPC 인프라에서 실행되는 새로운 시뮬레이션을 자동으로 시작할 수 있습니다.  

최근 Rescale 마케팅 팀에서는 SDM 분야에서 XNUMX년 이상의 경력을 쌓은 SCALE의 제품 관리자 Marko Thiele(마르코 틸레)와 시뮬레이션 데이터 관리의 중요성이 커지고 있는 현재 상황에 관해 이야기를 나눌 기회가 있었습니다. 

SDM이란 무엇이며, 어떤 주요 과제를 해결하나요?

마르코 틸레: SDM은 ‘simulation data management(시뮬레이션 데이터 관리)’의 약자입니다. 프로세스를 뜻하는 ‘p’를 넣어 SPDM이라고 부르기도 합니다. 다만 저희는 용어에 이미 프로세스가 포함되어 있다고 생각하기 때문에 계속 SDM으로 부릅니다. 여기서 관리하는 대상은 데이터뿐만 아니라 시뮬레이션을 둘러싼 프로세스, 즉 전처리 작업과 후처리 분석 및 관리까지 모두 포함하므로 매우 중요한 개념입니다.

SDM의 데이터 영역은 일반적으로 솔버 입력 파일과 같은 파일 기반입니다. 여기서 데이터는 3D 지오메트리 또는 시뮬레이션과 관련된 재료, 마찰, 타이밍 등 다양한 물리적 매개변수로서, 시뮬레이션 생성에 필요한 모든 종류의 기능적 데이터일 수 있습니다.   

프로세스 영역에는 시뮬레이션을 둘러싼 다양한 프로세스가 포함됩니다. 일반적으로 시뮬레이션 결과가 어떻게 변할지 알아보기 위해 입력 매개변수를 어떤 식으로든 변경하는 사전 처리부터 시작합니다. 물체에 가하는 물리적 스트레스와 같은 매개변수를 변경해 물체가 어떻게 반응하는지 확인하고 다양한 조건에서 제품을 테스트합니다. 

시뮬레이션 프로세스에는 키 값, 곡선, 사진, 동영상 등 시뮬레이션에서 필요한 모든 것을 추출해 원시 시뮬레이션 결과 데이터의 후처리를 수행하는 스크립트도 포함됩니다.   

데이터와 프로세스는 매우 밀접하게 연관되어 있기 때문에, 이러한 모든 프로세스와 결과 데이터를 소스 시뮬레이션 데이터와 함께 보관한다는 데 SDM의 가치가 있습니다.  

시뮬레이션 데이터 관리에서 '프로세스'가 중요한 이유는 무엇인가요?  

마르코 틸레: 처음에는 팀원들이 데이터 부분에 집중하다 보니 프로세스 부분을 놓쳤고, 결과적으로 시뮬레이션의 재현성이 크게 떨어졌습니다. 즉, 프로세스 정보 전체가 없다면 엔지니어링 팀이 원점으로 돌아가 맨 처음 시뮬레이션을 어떻게 생성했는지 검토하기가 매우 어려웠습니다.

따라서 XNUMX개월이나 XNUMX년 정도가 지나면, 시뮬레이션을 보고 특정 결과에 어떻게 도달했는지 이해할 수 없었습니다. 입력 파일은 남아있지만 실행 가능한 시뮬레이션을 다시 생성할 수 있는 버전의 프로세스 스크립트가 더 이상 존재하지 않았기 때문이죠. 또한 팀에서는 시뮬레이션과 관련된 테스트에서 새로운 결과를 찾아내거나, 이전 데이터를 기반으로 새로운 시뮬레이션을 구축하는 데 어려움을 겪었습니다. 

그 결과, 시간이 지남에 따라 프로세스와 그 데이터를 최대한 가깝게 유지하고, 모든 버전의 시뮬레이션 데이터를 프로세스와 연계시켜야 한다는 사실을 깨달았습니다.  

시뮬레이션 데이터 관리의 필요성이 증가하는 추세의 배경은 무엇인가요?

마르코 틸레: 최신 제품의 복잡성 증가와 시뮬레이션의 정교함 증가로 인해 SDM의 필요성이 대두되고 있습니다. 이는 우리의 주요 완성차 분야 고객사들도 마찬가지입니다.

연산 성능이 지속적으로 향상됨에 따라 시뮬레이션은 점점 더 복잡해지고, 이에 따라 관리해야 할 데이터도 훨씬 더 많이 생성되고 있습니다. 또한 과거보다 훨씬 더 많은 시뮬레이션을 실행하고 있기 때문에 모든 버전을 추적하는 일은 그만큼 난이도가 상승하고 있습니다.  

일례로 완성차 분야에서는 디지털 시뮬레이션 테스트를 거치는 부품들의 수가 전보다 크게 늘어났습니다. 문자 그대로 수천 개의 부품을 추적하고 테스트해야 하고, 각 부품을 모델링한 다음 더 큰 부품 시스템으로 결합해야 합니다.   

상상하기 어려우실 수 있겠지만 자동차 산업에 디지털 시뮬레이션을 도입했던 초창기에는 보통 XNUMX명의 엔지니어가 차량 전체 시뮬레이션을 혼자 담당했습니다. 그러나 이제는 카시트나 서스펜션 등 개별 장치 설계에도 팀 하나를 배정합니다.  

이제는 모든 엔지니어들이 개별 시뮬레이션 데이터를 한데 모아야 합니다. 서로 다른 팀이 어떤 시점에서 무엇을 하고 있는지 확인할 수 있어야 합니다. 내가 아닌 다른 엔지니어가 만든 시뮬레이션이라도 쉽게 활용해 설계의 다른 측면을 탐색할 수 있어야 합니다.  

SDM에는 프로세스라는 또 하나의 측면이 존재합니다. 컴퓨터 지원 엔지니어링(CAE) 작업 가운데는 고도의 전문 기술이 필요한 매우 복잡한 작업들이 있습니다. 보통 하나의 회사에서 이 정도 시뮬레이션을 프로그래밍할 수 있는 역량을 가진 엔지니어는 한두 명에 불과할 수 있습니다. 하지만 SDM에서 스크립트를 사용할 수 있게 되면 다른 모든 엔지니어들이 이처럼 복잡한 시뮬레이션을 쉽게 실행할 수 있습니다. 이를 통해 한두 명이 아닌 수백 명의 엔지니어로 프로세스를 보편화하고 확장할 수 있는 것입니다. 

컴퓨터 지원 엔지니어링의 활용은 또 어떤 방식으로 발전하고 있나요?

마르코 틸레: 새로운 세대의 엔지니어들이 이번 Rescale 파트너십과도 직접적인 관련이 있다고 볼 수 있습니다.

비교적 최근까지만 해도 엔지니어는 디지털 모델을 생성하고 시뮬레이션을 실행하기 위한 도구 사용을 잘 알아야 할 뿐만 아니라, 시뮬레이션 실행을 위한 HPC 배치 작업 설정 등 기술적으로도 능숙해야 했습니다. 이를 위해서는 서버 연결하는 방법, 대기열 시스템에 작업 제출하는 방법, HPC 클라우드 서비스를 부팅하는 방법 등도 모두 알아야 했습니다.  

하지만 이제 엔지니어는 궁극적으로 HPC 시스템 설정과 유지 관리보다, 본연의 자기 업무에 집중하기를 원합니다. 또한 그래픽 사용자 인터페이스와 로우 코드(low-code) 개발도구가 널리 보급되면서 오늘날 엔지니어들은 반복 작업을 자동화하고 기술적 복잡성을 완화하는 직관적인 최신 도구를 사용하는 데 익숙해졌습니다.  

엔지니어는 궁극적으로 시뮬레이션 데이터를 작업에 활용하고 싶을 뿐입니다. 작업 제출은 버튼 하나만 클릭하면 되는 최대한 쉬운 방식이어야 합니다.  

그리고 바로 그것이 SCALE.sdm 플랫폼이 제공하는 기능입니다. Rescale과의 파트너십 덕분에, 이제는 버튼 하나만 클릭하면 Rescale 멀티 클라우드 HPC 플랫폼에서 배치 작업을 설정하고 시뮬레이션을 실행할 수 있습니다. 엔지니어가 소프트웨어 환경을 벗어날 필요가 없습니다. 시뮬레이션이 끝나면 모든 결과 데이터가 자동으로 SDM 시스템으로 전송되며, 관련 후처리 작업이 자동으로 실행됩니다.   

이것이 바로 컴퓨팅 엔지니어링의 미래입니다. SCALE 및 Rescale과 같은 기업은 시뮬레이션 프로세스와 데이터를 표준화, 자동화, 통합하여 R&D 팀이 데이터를 추적하거나, 기술적 문제를 해결하거나, 컴퓨팅 시스템과 소프트웨어 관리에 시간을 소모하지 않고 혁신 제품을 만드는 데 집중할 수 있도록 노력하고 있습니다. 양사의 새로운 파트너십은 이러한 진화의 다음 단계라고 생각합니다.