몇 번의 클릭만으로 연결을 설계하세요!

쉴 틈이 없다

혁신 트렌드를 따라가려는 노력이 왜 그토록 중요할까요? 한 마디로 말하면: 생산성입니다. 새로운 구조 엔지니어의 수와 기술 대학 학생 수가 감소하고 있다는 것은 공공연한 사실입니다. 안타깝게도 이 수치는 앞으로 증가하기보다는 더욱 감소할 것으로 예상됩니다.

한편, 개발 및 설계 수요, 개발도상국의 빠른 시공, 주거 수요, 비용 및 환경 최적화에 대한 압박으로 인해 프로젝트 일정 단축의 필요성이 커지고 있습니다. 더 적은 인력으로 더 많은 업무를 처리해야 하는 상황에서 생산성 향상은 필수적입니다.

다행히도 기술 덕분에 이러한 수요를 충족할 수 있으며, 기존의 전통적인 방법으로는 더 오랜 시간이 걸렸을 설계를 단 몇 분 만에 완료할 수 있습니다.

그렇다면 이제 어떻게 해야 할까요?

진짜 질문은 우리에게 어떤 선택지가 있느냐는 것입니다. 솔직히 말하면 선택지는 매우 많습니다. 거의 정신이 없을 정도입니다! 핵심은 이를 이해하는 것이며, 첫 번째 단계는 시장에서 무엇이 제공되는지 파악하는 것입니다. IDEA StatiCa는 단 몇 번의 클릭만으로 연결을 설계할 수 있는 여러 가지 옵션을 제공합니다. 일부는 이미 오래전부터 존재해 왔지만, 파라메트릭 템플릿과 머신러닝(AI)을 활용한 용접 및 볼트의 자동 설계와 같은 기능은 최신 IDEA StatiCa v24.0에서 최근에 도입되었습니다. 바로 본론으로 들어가 자세히 살펴보겠습니다.

IDEA StatiCa의 파라미터 및 파라메트릭 템플릿 

저는 IDEA StatiCa에서 직접 설정할 수 있는 파라미터와 파라메트릭 템플릿에 집중하겠습니다. 이것들은 제가 가장 좋아하는 기능입니다. 훌륭한 점은 경험이 풍부한 전문가와 신입 엔지니어 모두 이 기능의 혜택을 누릴 수 있다는 것입니다. 

사실상 누구나 IDEA StatiCa Connection에서 개발자 모드/탭을 활성화할 수 있습니다. 여기서 지정한 논리에 따라 특정 구성 요소에 연결할 수 있는 파라미터를 설정할 수 있습니다. 따라서 하나의 구성 요소를 수정하면 연결된 다른 요소들이 자동으로 그에 맞게 조정됩니다.

예를 들어, 아래 그림을 참조하세요. 확장재의 폭이 변경되면 스티프너의 위치도 사전 설정에 따라 변경되도록 지정할 수 있습니다. 모든 용접 등에도 동일하게 적용됩니다. 이렇게 하면 여러 속성을 상호 연결하여 수정이 필요할 때마다 반복적인 수동 조정을 피할 수 있어 상당한 시간을 절약할 수 있습니다.

이제 감이 오시나요?

버전 24.0에서는 이러한 파라미터를 한 단계 더 발전시켰습니다. 애플리케이션 내에서 접근 가능한 연결 라이브러리에 파라메트릭 템플릿을 도입했습니다. 이제 기존 템플릿을 활용하여 일치하는 토폴로지에 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 자신만의 연결을 만들 때 해당 설정을 탐색할 수도 있습니다. 물론 사용자가 커스터마이즈한 템플릿을 추후 사용을 위해 저장하거나 회사 내 다른 사람들과 공유할 수도 있습니다.

이것은 작동 방식에 대한 간략한 개요입니다. 더 많은 기술적 세부 사항을 알고 싶다면 관련 릴리스 노트를 읽거나 애플리케이션에서 직접 옵션을 탐색해 보세요.

파라메트릭 템플릿이 가장 유용하다고 생각하는 몇 가지 가능한 워크플로우 예시를 소개해 드리겠습니다.

• 하나의 프로젝트에서 연결의 토폴로지가 반복되는 복잡한 구조물(공항 홀, 경기장 또는 기타)을 다루고 있는 경우, 매번 동일한 작업을 반복하는 대신 재사용할 수 있는 단일 템플릿을 정의할 수 있습니다. 그런 다음 설계 섹션에서 간단한 입력을 통해 각 파라미터를 조정할 수 있습니다.
• 신입 동료를 감독하는 선임 엔지니어로서, 모델에 대한 완전한 제어를 유지하면서 나머지 연결의 효율적인 검증을 보장하고자 합니다. 처음에는 확신할 수 있는 모델을 만들고, 그런 다음 신입 동료가 모델 자체를 변경하지 않고 치수를 조정할 수 있어 추가 작업이 필요하지 않습니다.

• 동일한 유형의 연결을 반복적으로 사용하는 해양 구조물 작업을 하고 있는 경우, 여러 프로젝트에서 재사용할 수 있도록 파라메트릭 템플릿을 저장하세요.

파라미터화를 활용하는 다른 방법들도 생각해 낼 수 있을 것입니다. 하지만 효율성 향상이 파라미터화에만 의존하는 것은 아니므로 여기서 무엇이 더 있는지 살펴보겠습니다. 연결 설계를 위한 다른 대안적인 옵션들도 있습니다. 

구성 요소의 자동 설계 

이제부터는 용접을 하나하나 설계하는 것을 잊어도 됩니다. 버튼 하나만 클릭하면 크기가 자동으로 설계된다면 어떨까요? IDEA StatiCa에는 용접뿐만 아니라 볼트에 대한 여러 가지 옵션이 있습니다.

용접은 선택하는 옵션에 따라 내력 추정 또는 연결 플레이트의 강도(연성 수준)에 따라 자동으로 설계될 수 있습니다.

연성 수준에 따른 용접 설계는 기준의 공식에 따라 계산됩니다. 여기서 주요 입력값은 연결 플레이트의 두께와 재료이며, 이로부터 용접 값이 결정됩니다. 선택할 수 있는 세 가지 연성 수준이 있습니다: 최소 연성/완전 강도/초과 강도

간단히 말해, 용접 거동에서 무엇을 기대하고 어디에 사용할 것인지에 관한 것입니다. 최소 연성으로 설계하면 용접 내에서 소성화가 허용되면서도 취성 파괴가 발생하지 않도록 보장합니다(용접이 먼저 파괴됨). 두 번째 옵션(완전 강도)은 더 두꺼운 용접을 생성하며, 실제로는 용접의 저항력이 플레이트보다 높다는 것을 의미합니다(플레이트의 소성화가 먼저 발생). 초과 강도 용접 크기 결정 알고리즘은 더욱 두꺼운 용접을 생성하여 용접이 연결 플레이트보다 훨씬 강하게 만듭니다. 목표는 소성 설계 접근법과 지진 하중과 같은 반복 하중 시나리오에서 안전성을 향상시키는 것입니다.

위의 옵션 외에도 내력 추정에 따른 용접 설계가 있습니다. 그것이 바로 혁신입니다. 

AI의 장점에 대해서는 많은 이야기가 있었습니다. 이제 실용적인 적용의 시대가 왔으며, 마침내 익숙한 챗봇 이상의 새로운 무언가가 등장했습니다. 용접이나 볼트를 이용한 자동 설계를 통해 우리는 프로세스 가속화 측면에서 완전히 다른 차원으로 진입하고 있습니다. 유로코드(EN) 프로젝트에 맞춰진 이 기능은 모델 내 모든 용접의 내력을 추정합니다. 다양한 하중 시나리오에 적용된 수천 개의 용접 모델을 포함하는 머신러닝 데이터를 활용합니다. 내력 추정 프로세스는 연결 설계와 하중 효과를 모두 고려합니다.

볼트에 대해서도 유사한 옵션이 개발되었습니다. 전단력을 받는 볼트의 자동 설계는 전단 하중을 고려하여 핀 플레이트 또는 이음부에 대한 효율적인 설계를 제안할 수 있습니다. 볼트 배치는 지정된 이용률 수준을 유지하면서 하중을 견딜 수 있도록 자동으로 조정됩니다.

어떻게 생각하시나요? 지금까지 꽤 고급 기능들이라고 생각합니다. 가능성이 많으며, 계속 이어집니다... 

Grasshopper 플러그인을 활용한 파라메트릭 설계 

우리 주제와 관련하여 Grasshopper 플러그인을 사용한 파라메트릭 설계의 가능성이 있지만, 이는 너무 방대한 주제이므로 다른 포스트에서 다루는 것이 더 적합합니다. 그 동안 이 주제에 관심 있는 분들은 동일한 주제로 이미 스트리밍된 웨비나를 확인하실 수 있습니다.

미래는 이미 여기에 있습니다

보시다시피, 워크플로우를 향상시킬 수 있는 방법은 다양합니다. 생산성에 대한 압박이 증가함에 따라, 저희도 설계 속도를 높이는 데 도움이 될 수 있는 기능들을 시도하고 있습니다. 각 기능을 개별적으로 시험해 보고, 작업 중인 특정 설계에 맞게 조정해 보시기를 권장합니다. 처음에는 부담스럽게 느껴질 수 있지만, 이러한 새로운 옵션들의 이점이 초기의 어려움을 곧 능가할 것입니다.