오토데스크(Autodesk) 로버트 얀시: 적층 제조, 생성적 설계, 인더스트리 4.0 전문가 통찰

설계부터 워크플로 관리까지 소프트웨어가 적층 제조에서 점점 더 중요한 역할을 하고 있습니다. 오토데스크는 소프트웨어 환경에서 선도적 플레이어 중 하나로, 제조와 건설을 포함한 광범위한 산업을 위한 소프트웨어를 개발하는 10억 달러 기업입니다.우리는 오토데스크 제조 및 생산 산업 전략·비즈니스 개발 디렉터 로버트 얀시(Robert Yancey)와 이야기할 수 있어 행운이었습니다. 적층 제조 분야 25년 이상 경력의 얀시는 이제 서브트랙티브와 하이브리드 기술을 포함한 적층 제조까지 아우르는 오토데스크 제조 솔루션의 비즈니스 및 산업 전략을 총괄합니다. 오늘 오토데스크가 적층 제조 채택 가속화를 어떻게 돕는지, 생성적 설계가 왜 중요한지, 업계가 시제품 제작에서 양산으로 어떻게 이동할 수 있는지 논의합니다.

적층 제조 분야에서 오랜 경력을 쌓으셨는데, 업계가 수년간 어떻게 진화해왔는지 어떻게 보시나요?

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로버트 얀시, 오토데스크 제조 및 생산 산업 전략·비즈니스 개발 디렉터 [/caption]지난 몇 년간 일어난 주요 변화 중 하나는 적층 제조가 시제품 단계를 넘어설 수 있다는 인식입니다. 의료와 치과에선 이미 그랬지만, 의료 외 분야에서도 기술을 보며 '실제로 다른 방식으론 불가능한 부품을 만들거나 소량 생산할 수 있구나' 깨닫기 시작했습니다. 비용 절감과 속도 향상으로 적층 양산이 더 현실화됐습니다. 물론 여전히 넘어야 할 허들과 과제가 많습니다. 하지만 많은 기업이 적층을 양산 응용에 어떻게 쓸지 문의해옵니다.

오토데스크 제품군으로 들어가, 넷팹(Netfabb)부터 봅시다. 오토데스크 넷팹이 적층 제조 발전에 어떻게 기여하나요?

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오토데스크 2019 넷팹 릴리스 핵심 업데이트 중 하나인 래티스 커맨더(Lattice Commander)로 복잡한 격자 구조 생성 가능 [이미지 출처: Autodesk][/caption]넷팹은 프린트 준비 소프트웨어입니다. STL 파일로 작업하고 서포트 구조를 생성합니다. 그 기술은 오래됐으니 워크플로 효율화에 집중합니다. 그렇다고 추가 역량이 없는 건 아닙니다. 예컨대 고급 툴패스 기술이 있어 이를 쓰는 기업들이 공정 속도에서 꽤 큰 개선을 봤습니다. 금속 적층용으로는 파우더 베드 퓨전 기술 시뮬레이션 기능이 있어 잔류 응력, 변형, 리코터 블레이드 간섭 등을 가상으로 미리 볼 수 있습니다. 실제로 빌드에 들어가기 전에 말이죠. 최근엔 하이브리드 워크플로에 이 기술을 적용 중입니다. 여기서 보통 와이어 아크 같은 공정으로 금속을 증착한 뒤 증착 후 부품을 마무리할 머시닝 역량 개발, 그리고 직접 에너지 증착 공정 중 시뮬레이션도 수행합니다.

하이브리드 제조가 현재 얼마나 퍼져 있나요?

하이브리드 제조는 아직 꽤 초기지만 시장 관심이 큽니다. 현재 하이브리드 제조를 완전히 활용하는 고객은 정말 소수입니다. 하지만 전시회에서 오일&가스 산업이나 파우더 베드 퓨전 기술이 감당 못 하는 대형 부품 응용을 위한 하이브리드 머신 벤더가 눈에 띄게 늘고 있습니다.

생성적 설계(Generative Design)는 오토데스크 전략의 명확한 부분인데, 퓨전360(Fusion360)이 오토데스크의 생성적 설계 비전을 어떻게 구현하나요?

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오토데스크 생성적 설계 소프트웨어 뷰 [이미지 출처: Youtube][/caption]오토데스크 생성적 설계를 타사와 구분하는 한 가지는 단일 최적화 솔루션을 주는 게 아니라, 요구사항을 충족하는 여러 솔루션을 제시하고 사용자가 쉽게 탐색할 도구를 준다는 점입니다. 개인적으로 업계가 생성적 설계를 경량화 도구로 포지셔닝해왔다 봅니다. 적층 제조에 특히 적합한데, 다른 방식으론 효율적으로 만들기 어려운 설계를 내놓기 때문입니다. 하지만 오토데스크에선 생성적 설계를 엔지니어링 기능뿐 아니라 비즈니스 가치까지 탐색하는 설계 탐색 기술로 봅니다. 2~3축 가공 같은 일반적인 제조 기법에도 생성적 설계를 쓸 수 있게 도입하기 시작했습니다. 올해 내내 더 나올 겁니다. 그래서 생성적 설계가 오늘 전통 제조 방식을 쓰는 사람들에게도 적용 가능해집니다. 또 비용, 일정, 소재 같은 비즈니스 트레이드오프를 설계 과정에서 볼 수 있게 하는 작업도 진행 중입니다. 주조 같은 비즈니스를 워크플로에 포함하면 엔지니어링 성능과 비즈니스 가치 간 트레이드오프를 동시에 할 수 있게 됩니다.

적층 제조를 위한 새로운 설계 접근법 필요성이 자주 거론됩니다. 어떻게 생각하시나요?

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오토데스크 퓨전 360 조인트 [이미지 출처: Autodesk][/caption]네, 확실히 큰 갭입니다. 최근 MIT 주최 컨소시엄에 다녀왔는데 하루 종일 '적층을 위한 설계(Design for Additive)'만 다뤘습니다. 많은 고객이 매우 단절된 워크플로로 일한다고 호소합니다. CAD 툴에서 설계하고, STL로 변환해 넷팹 같은 빌드 프로세서로 가져가고, 거기서 머신으로 가고, 머신이 데이터를 수집합니다. 결국 잘 연결되지 않은 데이터 사일로(silos)가 생깁니다. 그게 바로 퓨전 360의 비전과 의도입니다: 컨셉부터 프린팅까지 단일 환경에서, 모든 데이터가 올바른 맥락과 형식으로, 올바른 방식으로 개인에게 제시되게 하는 것. 적층 제조 워크플로엔 여러 사람이 관여하고, 각자 다른 데이터와 형식을 필요로 합니다. 퓨전360 비전은 데이터를 중심으로 이 모든 걸 모아 엔드투엔드 워크플로를 만드는 겁니다. 워크플로 관리 소프트웨어 같은 적층 생태계 내 다른 기술 제공자들과 협업해 사용자가 편리하고 효율적으로 일을 마칠 수 있게 하는 것도 관심사입니다.

파트너십과 협업 얘기가 나왔으니, 오토데스크가 HP, GE 애디티브 등 여러 파트너십을 발표했습니다. 오토데스크의 파트너십 접근법과 업계 내 협업 역할을 어떻게 보시나요?

적층 공간은 아직 상대적으로 작은 산업입니다. 성장하려면 공간 내 다른 기술 제공자들과 협업해야 한다는 인식이 퍼지고 있습니다. 그게 바로 고객들이 요구하는 겁니다. 자기 운영에서 단절된 워크플로와 데이터 사일로 때문에 지쳐 있습니다. 모든 걸 하나로 모을 수 없으니까요. GE 애디티브, HP와 지난 18개월간 대화했습니다. 그들이 우리와 비슷한 견해를 표명했습니다: 자기들 기계와 소재를 더 팔지 못하게 막는 게 이 단절된 워크플로라는 겁니다. 우리와 협업해 자기들 기계용 더 일관된 워크플로를 정립하고 싶었습니다. 현재 업계 최대 이름들이라 이 이슈 해결에 좋은 파트너라 판단했습니다. 하지만 우리 의도는 어떤 머신 벤더든 퓨전 360과 외부 기술 벤더와 워크플로를 만들 수 있는 플랫폼을 제공하는 겁니다.

다른 파트너십도 말씀해 주실 수 있나요?

최근 TCT 아시아에서 파순(Farsoon)과 아르케마(Arkema)와 파트너십을 발표했습니다. 이건 흥미로운데, 아르케마가 소재 공급사, 파순이 머신 벤더, 우리가 소프트웨어 공급사니까요. 소재, 머신, 설계 중 하나만 아닌, 공정, 소재, 설계 세 가지 모두가 함께 작동해야 적층 제조 쓰는 사람들이 최적 결과를 얻습니다.

앞서 적층 제조가 시제품에서 양산으로 이동하는 지속적 변화를 언급하셨습니다. 이게 일어나려면 핵심 요소들은 무엇인가요?

어느 정도 산업 의존적입니다. 의료, 항공우주 같은 고도 규제 산업에선 늘 부품 인증 문제가 있습니다. 설계, 소재, 공정 인증이 다른 제조 기술과 크게 다르진 않습니다. 하지만 적층에선 공정이 다르고 소재도 다를 수 있어 그 과정을 거쳐야 인증받습니다. 양산 진입을 위해 필요한 것 중 하나입니다. 그런 다음엔 기술에 대한 익숙함 부족입니다. 기업들은 적층 기회는 보지만 기술 전문성이 부족해 빠르게 양산으로 이동하는 법을 모릅니다. 꽤 빠르게 움직이는 기업도 있고, 이제 막 들어가는 기업도 있습니다. 많은 고객이 우리에게 일반 교육을 원합니다. 적층 제조의 기회와 장애물이 어디인지, 공정과 필요 소재를 더 잘 이해하고, 이 모든 요소가 설계에 어떻게 반영돼 이 기술을 양산에 쓸 수 있는지 탐색하게 돕고 싶다는 겁니다. 비용도 여전히 많은 경우 장벽입니다. 기술 사용·설계법 지식 부족, 비즈니스 케이스 만드는 법(어디서 적층이 비즈니스에 맞는지) 지식 부족과 결합하면 여전히 꽤 많은 제한 요인이 있습니다.

교육 수요 증가가 오토데스크 유니버시티(Autodesk University) 사용자 콘퍼런스 내용에 영향을 줬나요?

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오토데스크 유니버시티 2018 [이미지 출처: Autodesk][/caption]오토데스크 유니버시티는 수년간 해온 사용자 콘퍼런스로, 사용자 주도 콘퍼런스입니다. 고객들이 직접 많은 클래스를 가르치고 콘텐츠를 제공합니다. 전체 아젠다에 포함될 세션을 결정하는 프로세스가 있습니다. 네, 오토데스크 유니버시티에서 적층 관심 증가를 봤습니다. 추적해보면 적층 클래스와 콘텐츠가 늘고 있습니다. 컨설턴트, 대학들과 파트너십도 모색 중입니다. 최근 MIT에 다녀왔는데, 우리와 파트너십을 맺고 현업 전문가(대학생 아님) 대상 교육 커리큘럼을 개발해왔습니다. 올해 코스 론칭해 엄청난 반응 얻었습니다. 그들과 협력해 그런 교육 콘텐츠 제공과 오토데스크 기술로 교육 콘텐츠 개발 지원을 하려 합니다. 외부 제공자들이 많은 교육을 맡고 우리는 고객과 교육생을 위한 최고의 소프트웨어 경험 개발에 집중하려 합니다.

AM 비즈니스 케이스 만들기 과제: 기술 초보 기업이 채택 전략을 어떻게 시작할 수 있나요? 고려해야 할 요소들은?

제 견해로는 많은 기업이 적층에 관여하기 시작하면 기존 공정으로 설계된 부품을 생산합니다. 프린팅해 손에 3D 프린팅 부품을 쥐고 보여주기엔 좋습니다. 하지만 비즈니스 케이스 찾으려 하면 무너집니다. 주조나 머시닝용으로 설계된 부품이면 그 기술들이 여전히 더 비용 효율적입니다. 특히 중대량 생산에선요. 교육의 일부로 비즈니스 케이스와 정렬돼야 할 부분은 '어떻게 부품이나 컴포넌트나 시스템에 가치를 더해 적층이 실제로 그 추가 가치를 제공하는 유일한 방식이 되게 할까'입니다. 유명한 사례들, GE의 리프 연료 노즐(leap fuel nozzle), HP와 페넘브라(Penumbra) 사례가 있습니다. 처음부터 적층용으로 설계된 부품들입니다. 그러면 실제 성능 가치를 얻습니다. 그래서 백지 상태에서 부품을 설계하는 게 핵심입니다. 당연히 기술을 잘 이해해야 하고 소프트웨어 도구가 그걸 지원해야 합니다. 그게 우리가 집중하는 큰 부분입니다.

특정 산업이나 응용에서 AM 핵심 기회가 보이나요?

물론 의료와 항공우주가 현재 두 최대 시장입니다. 하지만 오토데스크 핵심 시장인 설계·제조 분야에서 핵심 기회는 산업 기계—중소형 기계 가공소와 제조 시설—입니다. 흥미로운 건 그 산업에서 꽤 많은 관심이 온다는 점입니다. 항공우주나 의료보다 그 산업에서 부품에 더 높은 요율을 청구할 수 있다는 걸 더 의식하고 있습니다. 소비재용 3D 프린팅도 점점 더 주목받습니다. 하이브리드 워크플로 측면에서 툴링용 적층 기술 활용 관심이 큽니다. 지그와 픽스처는 오래전부터 이 기술로 활용됐고, 툴링 인서트 제한적 응용도 있었습니다. 하지만 적층으로 시제품과 툴링을 더 빨리 만들고 더 많은 반복을 할 수 있다는 아이디어에 관심이 꽤 큽니다. 결국 전통 방식으로 툴을 깎을 수 있지만, 적층이 그 과정에서 많은 가치를 줄 수 있습니다. 몇 백~몇 천 개만 필요하면 적층 툴링이 더 비용 효율적인 납품 방식이 됩니다.

건설 산업용 적층은 어떤가요? 기술 채택이 꽤 느렸지만 잠재력이 꽤 있어 보입니다.

건설 산업 내 적층 응용은 확실히 오토데스크 레이더에 있고 면밀히 모니터링 중입니다. 건설은 우리가 다루는 핵심 시장이라 매우 잘 포지셔닝돼 있습니다. 로봇이 콘크리트 프린팅하는 영상들을 봤지만, 새 건물 설계를 위한 맞춤형 노드 생성까지 갑니다. 건설 산업이 제조 산업을 보며 더 효율적인 건설 프로세스 만드는 법, 제조 산업이 쓴 기술 활용법을 구하려 합니다. 현재 채택률은 여전히 매우 초기입니다. 하지만 업계 관심이 꽤 있고, 몇몇 회사가 건설용 3D 프린팅 기술을 내놨습니다. 우리가 '산업화된 건설(industrialised construction)'이라 부르는 영역인데, 건설을 제조 공장처럼 만들어 그 효율을 얻으려는 겁니다. 적층을 제조 도구함의 도구 중 하나로 보듯, 적층은 건설 산업 도구함의 기술 중 하나가 될 겁니다.

더 넓은 제조 생태계 내 AM 역할 측면에서, 전통 제조 방식을 보완하는 도구로 보시나요?

적층이 전통 제조를 대체하진 않습니다. 하지만 채택이 계속 늘면 그 역할이 있을 겁니다. 특정 응용에선 전통 제조를 대체할 수도 있습니다. 하지만 우리는 적층을 이제 사용자들에게 사용 가능한 또 하나의 제조 기술로 봅니다. 사용자들이 설계에서 제조, 그리고 시장으로 가며 가장 비용 효율적인 방식으로 고객에게 최고 품질 제품을 생산하려 노력 중입니다.

인더스트리 4.0은 자주 듣는 용어입니다. 오토데스크의 인더스트리 4.0 비전은?

인더스트리 4.0, 디지털 트윈... 이런 용어를 많이 듣습니다. 재미있는 건 우리 고객 일부는 '인더스트리 4.0은 전부 과대광고고 우리랑 상관없다'고 피드백 주지만, 다른 고객들은 AI, 머신러닝, 데이터 분석을 전체 워크플로에 활용해 좋은 가치를 얻고 있습니다. 우리 견해는 인더스트리 4.0 비전에 도달하려면 중요한 첫 단계가 설계와 제조 워크플로 더 잘 연결하는 겁니다. 그게 바로 퓨전 360의 약속입니다. 퓨전 내에서 머시닝 부품까지 훌륭한 워크플로가 있습니다. 올해 적층용 워크플로도 나올 겁니다. 정말 설계와 제조 데이터 연결하는 겁니다. 당연히 품질 관리·검사, 공급망·물류 등 다운스트림 공정과 연결도 있습니다. 하지만 설계와 제조 데이터 연결 못 하면 인더스트리 4.0 비전은 절대 실현 안 됩니다. 그래서 지금 거기에 집중합니다: 설계-제조 워크플로 연결.

적층 제조 워크플로의 생산 관리 측면에서, 현재 이 과정에 갭이 있다고 보시나요? 데이터 측면에서 특히 그 연결이 어떻게 이뤄지는지 설명해 주실 수 있나요?

제조 산업 전반에서 보는 주요 갭입니다. 데이터 포인트 하나: 우리 머시닝 기술로 사출 몰드 만드는 고객 많습니다. 우리도 사출 성형 시뮬레이션 합니다. 그래서 사출 성형 시장과 매우 잘 연결돼 있습니다. 우리 머시닝 고객들에게 설문했습니다: 고객에게서 받은 설계 중 툴 커팅 준비된 게 몇 %냐고. 답은 항상 같습니다. 대부분 '그런 적 없다'고 합니다. 제가 특징짓는 건: 설계자들이 제조 공정의 모든 복잡성을 잘 모르면 제조 공정에 충분한 통찰 없이 설계합니다. 설계 완료하면 제조 쪽으로 던집니다. 다음 단계는 '그럼 춤이 시작된다'—설계와 제조 간 춤, 왕복하며 설계 요구사항 충족하면서 시간과 일정 맞게 제조 가능한 걸 만듭니다. 우리가 하려는 건 그 갭을 닫는 겁니다. 설계자에게 자기 설계 결정이 제조 작업에 미치는 영향을 더 잘 보여주고 싶습니다. 반대 방향도 필요합니다. 제조 엔지니어가 제조 작업에서 시간·비용 절감 기회를 봐서 설계 변경을 요구할 수 있습니다. 그 변경이 부품 엔지니어링 요구사항 위반인지 알 수 있게 설계자 쪽 가시성이 필요합니다. 제품 개발 프로세스 전반의 현업 전문가들이 필요한 데이터를 필요한 맥락에서 얻어 더 나은 의사결정을 하도록 그 갭을 닫고 통찰을 제공하려 합니다.

적층 제조 내에서 흥미롭게 보는 트렌드는?

빠르게 움직이는 산업이라 항상 새 회사와 기술이 나옵니다. 특히 관심 있는 트렌드 몇 가지: 강화 플라스틱 더 많이 나옵니다. 복합재 기술이 진입 중입니다. 흥미로운 복합재 공정 개발하는 회사들이 여럿 있는데, 더 강성 있고, 더 맞춤형이고, 다른 방식으론 못 만드는 부품을 만듭니다. 하이브리드 기술도 흥미로운 신흥 트렌드입니다. 용접 같은 아주 전통 공정을 써서 더 낮은 비용, 더 많은 설계 유연성으로 고부가가치 컴포넌트 만들 수 있는 장점이 있습니다. 이 공정들 비용이 계속 내려가고 속도가 개선될 겁니다. 그게 단 1,000개만 필요해도 제품을 시장에 내놓을 수 있는 적층 양산 응용을 고려하게 만드는 동력입니다.

반면, 그 과정을 가속화하기 위해 업계에 필요한 세 가지를 꼽는다면?

첫째 교육. 둘째 인증 프로세스. 항공우주, 의료 같은 특정 인증 프로세스 있는 산업들이 적층용으로 이걸 하려 애쓰고 있습니다. 셋째, 적층을 위한 설계 역량. 더 복잡하게 만드는 건 산업별 설계 요구사항이 다르다는 점. 그런 걸 염두에 두고 적층을 위한 설계를 일반 클래스로 어떻게 가르치나? 시스템 도구 제한도 있습니다. CAD 툴과 프린트 프렙 툴 간 핸드오프를 보면, CAD 툴이 그냥 STL 출력하고 그걸로 작업합니다. 뭔가를 수정하려면 CAD로 돌아가 STL 재출력하고 수정 작업합니다. 그리 효율적이지 않습니다. 반면 CAD 환경에서 변경하고 프린팅 공정, 쓰는 소재에 미치는 영향을 빠르게 볼 수 있으면 훨씬 많은 반복과 효율적 공정이 가능합니다. 이게 생성적 설계로 이루려는 부분이기도 합니다. 생성적 설계는 풀고 싶은 엔지니어링·비즈니스 문제, 가진 모든 변수를 정의하면 도구가 수백 개 실행 가능한 설계 옵션을 만듭니다. 그걸 빠르게 정렬해 더 분석해볼 만한 걸 골라냅니다.

마지막으로, 2019년 오토데스크 전망은?

퓨전 360에 적층 워크플로가 나타나기 시작할 겁니다. 이미 맺은 파트너십 계속 이어가 그 기계 고객들에게 매우 매끄럽고 효율적인 워크플로 만듭니다. 복합재나 하이브리드 제조 같은 새 기술들도 계속 주시하며 유스케이스와 응용, 우리 고객층과의 수렴점 이해합니다. 궁극적으로 적층 제조를 대중에게 가져오기 위해 노력을 배가합니다.오토데스크 솔루션 자세히: https://www.autodesk.com로버트 얀시 박사 소개오토데스크에서 얀시 박사는 서브트랙티브 머시닝, 적층 프린팅/제작, 하이브리드, 복합재 기술을 포함한 제조 생산 솔루션의 비즈니스 및 산업 전략을 정의합니다. 생성적 설계와 제조, 첨단 시뮬레이션, 항공우주 구조 설계, 첨단 복합재 분야 인정받는 리더입니다. MIT, 버지니아 공대, 데이턴 대학교에서 항공우주 및 재료 공학 학위 취득.