[디지털데일리 양민하 기자] “모델 기반 설계(MBD)는 디지털 엔지니어링을 가능하게 하는 핵심 요소이자 이네이블러(Enabler·조력자)로, 다양한 분야의 엔지니어를 지원하며 이를 하나의 플랫폼으로 통합하는 역할을 수행합니다.”

아룬 멀퍼 매스웍스 인더스트리 디렉터는 11일 그랜드 인터컨티넨탈 서울 파르나스에서 개최된 ‘매트랩 엑스포 2024 코리아’ 미디어 간담회에서 디지털 엔지니어링을 위한 모델 기반 설계의 영향력과 방향성에 대해 설명하며 이같이 밝혔다.

멀퍼 디렉터는 “매스웍스는 지난 40년간 업계의 요구에 따라 진화해왔다”며 “특히 주요 고객과의 협업을 통해 변화하는 니즈를 만족시킬 수 있도록 발전해 왔으며, 업계가 발전하고 고객의 요구가 진화함에 따라 우리 도구도 발전하면서 모델 기반 설계 또한 지속적으로 활용될 것”이라고 말했다.

매스웍스는 테크니컬 컴퓨팅 소프트웨어 전문 개발기업이다. 주로 자동차, 항공우주, 에너지, 통신, 반도체 설계 제조 등 산업과 응용 분야에서 제품 연구개발 시기에 필수적으로 요구되는 알고리즘 설계 및 시뮬레이션, 데이터 분석, 수치해석 등 솔루션을 제공한다.

특히 기존 테크니컬 컴퓨팅 작업 과정에서 현대의 복잡한 시스템 등으로 인해 발생하는 단점을 개선하고, 개발자와 상호 대화형으로 프로그래밍 진행이 가능한 효율적인 테크니컬 컴퓨팅 환경을 구현할 수 있도록 연구개발을 지속해오고 있다.

멀퍼 디렉터는 “최근 디지털 엔지니어링으로의 변화는 효율성 개선과 비용 절감, 안정성 증대를 통해 복잡한 시스템의 설계, 개발 및 배포를 향상하는 것을 목표로 한다”며 “이러한 발전의 중심에는 25년 이상 동안 자율주행차, 차세대 무선 통신 시스템, 친환경 에너지 기술 개발에 핵심적인 역할을 해온 모델 기반 설계가 있다”고 강조했다.

모델 기반 설계는 소프트웨어 개발 방법론의 일환으로, 복잡한 시스템이나 제품을 설계할 때 실제로 만들기 전에 컴퓨터 모델을 사용해 설계하고 테스트하는 방법이다.

모델 기반 설계는 단순 로우 레벨에서의 코드가 아닌 상위 레벨에서의 모델을 기반으로, 시스템 복잡성을 줄이고 통합된 플랫폼에서의 개발을 가능하게 한다. 모델이라는 상위 개념을 통해 실제 제품에 적용하기 이전 개발 모델을 가상 환경에서 테스트할 수 있기 때문에 빠른 시간 안에 여러 번의 테스트를 진행할 수 있다.

모델이 충분히 검증되면, 모델을 바탕으로 소프트웨어 코드를 자동으로 생성하고 이 코드는 실제 하드웨어에서 실행될 소프트웨어가 된다. 생성된 코드는 모델과 시뮬레이션을 통해 검증된 내용으로 실제 하드웨어 테스트에서도 높은 정확도를 보인다. 모델 기반 설계는 이처럼 복잡한 시스템의 개발을 더 효율적이고 정확하게 해주는 강력한 도구로, 기존 레거시 개발론과 비교해 간편하고 효율적이다.

멀퍼 디렉터는 “디지털 엔지니어링의 핵심은 문서가 아닌 모델을 사용하고, 다양한 모델 간의 데이터를 통합하고, 모델 데이터와 시뮬레이션을 활용해 다양한 팀의 디자인 활동을 조정하고 연결할 수 있도록 팀 문화를 발전시키는 것”이라고 설명했다.

매스웍스는 이 같은 모델 기반 설계를 가능하게 하기 위해 대표적으로 ‘매트랩(MATLAB)’과 ‘시뮬링크(Simulink)’ 솔루션을 제공 중이다.

매스웍스에 따르면 엔지니어들은 시뮬링크를 활용해 가상 시제품을 빠르게 제작, 테스트함으로써 최소의 노력으로 어떤 연구개발(R&D) 공정에서라도 디자인 콘셉트를 확정할 수 있다. 또 자동 코드 생성으로 기존에 수작업에 의존한 응용프로그램을 개발할 때 소요되는 막대한 코딩 및 디버깅 시간뿐 아니라 빈번히 발생될 수 있는 오류의 가능성을 줄여 짧은 시간 안에 오류를 최소화할 수 있다.

멀퍼 디렉터는 “매트랩과 시뮬링크를 통해 개발 프로세스를 자동화할 경우, 수동 오류를 줄이고 대규모 시스템을 효율적으로 관리해 생산성을 높일 수 있다”며 “코드를 자동으로 생성해 개발 주기를 크게 단축하고 시스템 안정성을 보장할 수 있으며, 결함을 조기에 발견해 시스템 안정성을 향상시킬 수 있다”고 전했다.

실제 현대자동차, 콘티넨탈, 메르세데스-벤츠, 사프트 등 다양한 기업은 매스웍스 솔루션을 활용해 개발 속도를 향상시키는 등 효율성을 개선하고 안정성을 확보했다.

현대자동차는 기능 안전, 자동차 소프트웨어 개발 프로세스의 품질과 역량을 평가하는 ‘A-SPICE’ 국제 표준 인증, 포괄적인 모델 기반 시스템 엔지니어링(MBSE) 등 데브옵스(DevOps) 구성에 매스웍스의 제품과 모델 기반 설계를 적극적으로 활용 중이다.

메르세데스-벤츠는 물리적 센서를 가상센서로 전환하기 위한 워크플로우를 구축해 자동차 개발 시 센서 설치 및 유지 보수 비용을 절감하고, 개발 속도를 이전의 수동 개발 공정 대비 6배 향상시켰다.

배터리 개발 생산 업체인 사프트는 배터리 관리 시스템 개발에 모델링과 시뮬레이션을 사용해 설계를 조기에 검증하고, 개발 속도를 두 배로 높였다.

멀퍼 디렉터는 “이를 통해 매스웍스의 솔루션이 지원하는 모델 기반 설계의 영향력을 확인할 수 있었다”며 “주차장에 있는 수많은 차들, 공항에 있는 수많은 비행기들 대부분이 매스웍스 소프트웨어를 활용해 수천, 수백만 개의 코드를 자동으로 생성해 만든 제품”이라고 전했다.

마지막으로 멀퍼 디렉터는 “매스웍스는 디지털 엔지니어링의 미래에 지속적으로 투자하며 자율 시스템의 발전을 주도하고 있다”며 “5G·6G 및 사물인터넷(IoT) 프레임워크를 위한 시뮬레이션 툴은 더욱 연결된 환경의 개발을 용이하게 하고, 전력 시스템 모델링과 배터리 시뮬레이션을 통해 지속 가능한 기술의 성장을 지원한다”고 말했다.

그는 이어 “모델 기반 설계는 디지털 엔지니어링의 근간으로, 엔지니어들은 이를 활용해 프로세스를 간소화하고 시스템 안정성을 개선하며 개발 속도를 높일 수 있다”며 “매스웍스는 설계 작업 자동화, 디지털 시스템 확장을 통해 복잡한 시스템 설계 과정을 효율화해 디지털 엔지니어링 발전에 지속적으로 기여할 것”이라고 강조했다.