글로벌 테크니컬 컴퓨팅 소프트웨어 기업 매스웍스(MathWorks, 지사장 이종민)가 11일 그랜드인터컨티넨탈 서울 파르나스에서 블록 형태의 함수로 프로그램 코드를 생성하는 ‘모델 기반 설계(Model Based Design, 이하 MBD)’를 주제로 기자담회를 11일 개최했다.

이 행사에는 아룬 멀퍼(Arun Mulpur) 매스웍스 인더스트리 디렉터, 이종민 매스웍스 코리아 지사장, 김영우 매스웍스 코리아 전무가 참여해 디지털 엔지니어링 혁신 기술과 비즈니스 전략을 소개했다.

먼저, 아룬 디렉터는 디지털 엔지니어링에 대해 “복잡한 공학적 시스템에 대한 전체적 접근으로 문서 대신 모델을 사용하고, 모델 간의 데이터를 통합해, 조직 문화를 개선하는 것”이라고 정의했다.

그는 디지털 엔지니어링의 트렌드에 대해서 애플리케이션 분야는 ▲자동화(Autonomous) ▲연결성(Connectivity) ▲전동화(Electrification)의 방향성으로 각각 자율주행 시스템, 기계와 사람 간의 연결과 그 속도 향상, EV·전기작동 관련 친환경 분야에 활용되고 있다고 했다. 

또한 워크플로우 분야에서는 ▲시스템 엔지니어링 및 설계 ▲최근 사례 시스템 개발용 AI에 대한 활용 사례를 제시했다. 그는 MBD의 시스템 엔지니어링 및 설계 특징으로 ‘모든 것의 자동화’, ‘복잡계 측정’, ‘자동 코드 생성’, ‘초기 결함 진단’을 꼽았다.

모든 것의 자동화는 시뮬레이션과 그 분석을 지원하는 모델링과 코딩 및 인증의 자동화를 결합한 가술이다. 복잡계 측정은 하드웨어의 각 컴포넌트와 그 연결을 모델링하고, 각 변수에 따른 값들을 계산하며, 이를 서드 파티 데이터와 연결해 아키텍처를 구현하는 기술이다. 

복잡계라는 현실 특성상 다양한 변수를 고려한 시뮬레이션을 많이 생성해야 하기에  CPU 연산이 많아져 시간이 오래 걸리는 단점이 존재한다. 그러나 MBD는 컴퓨팅을 확장할 수 있는 AWS의 에코시스템과 같은 클라우드에서 연산을 수행해 속도를 걱정할 필요가 없다고 한다.

또한 실시간 오퍼레이팅 시스템과 그 내부의 미들웨어, 스케줄러, 컴포넌트 각각의 플랫폼의 각 작업에 맞춤화된 자동 코드 생성을 지원해 인피니온과 퀄컴 등 반도체 기업의 칩 생산 공정을 최적화한다고 밝혔다.

MBD의 산업 표준을 만족하는 설계, 모델 커버리지, 코드, 검증 과정의 초기 결함 진단 기능과 글로벌 배터리 기업 사프트(Saft)의 사례를 소개했다. 기존의 C언어 코딩 기반 수동 관리를 모델 기반 자동화 설계로 전환하고, 코드 생성부터 규정 준수 소프트웨어 적용 단계 모두 시뮬레이션 기반의 진단을 이용해 기존의 Flex’on 배터리의 성능을 2배 높였다고 전했다.

한편, 매스웍스는 최근 사례로 MBD의 애플리케이션 표준과 이를 도입한 사례와 클라우드에서 구현하는 MBD의 설계와 시뮬레이션을 설명했다. 현대자동차는 기능안전 및 A-SPICE 인증부터 모델 기반 시스템 엔지니어링(MBSE)까지 데브옵스 구성에 매스웍스의 MBD를 채택했다. 특히 시뮬레이션이 가능한 모델을 활용해 SW 개발 시간을 단축하고, 이를 기반한 변수들을 다양하게 관리하게 됐다. 또한 글로벌 모빌리티 기업 콘티넨탈(Continental)은 사전 검증 프로세스를 배포하고 자동화해 전체 프로세스 속도를 두배 증가 시켰다고 전했다.

또한 시스템 개발에 AI를 이용하는 방법으로, MBD에 탑재된 AI를 설명했다. 유지 보수 예측, 신호 처리, 로봇 컨트롤, Lidar 및 Radar 등의 시뮬레이션을 구현하는 데이터, 아키텍처, 하드웨어 등 시스템 전반의 설계에 AI를 이용한다고 전했다.

메르세데스-벤츠는 메르세데스의 데이터를 ML 알고리듬 기반 신경망 모델에 대입하고, 이를 매트랩의 딥러닝 툴박스를 이용해 데이터를 변환했다. 그리고 변환된 데이터로 소프트웨어를 만들고 이를 차량의 타겟 하드웨어에 적용했다. 이 과정에서 오픈소스인 파이썬을 이용해 배포를 가속했으며, 자동차 개발 시 센서 설치 및 유지 보수 비용을 절감하고, 개발 속도가  이전의 수동 개발 공정 대비 6배 향상 됐다고 한다.

아룬 디렉터는 애플리케이션 트렌드와 관련한 자사의 AI를 기반한 향후 사업 계획에 대해 “자동화 분야에서는 차량의 브레이크 및 스티어링, 센서 모델링, 교통 시뮬레이션 등의 특화 알고리듬을 설계할 예정”이라며, “연결성 분야에선 기존의 모델링 및 최적화, 비선형 데이터 처리 문제를 지닌 무선 AI 시스템을 개발할 예정이며, 2029년 상용화가 이루어질 것으로 예상되는 6G의 라이브러리를 만들었다.”고 밝혔다.

김 전무는 “무선 표준을 준수한 상품을 구현하는 기초 알고리듬을 개발하고 있으며, 현재 6G의 통신 불안정성을 완화하기 위해 AI 기반의 신이에호 시뮬레이션과 MIMO(Multiple Input Multiple Output, 다중안테나 기술) 시스템 도입을 고려하고 있다."고 말했다.

이와 함께 전기차, 배터리, 태양·바람 발전 장치 등의 친환경 기업의 알고리듬 등 시뮬링크의 전동화 현황을 공개했다.

한편 지멘스 에너지가 시뮬링크의 디지털 트윈을 도입해 간결한 알고리듬 기반의 SW 검증으로 에너지를 절약하고 통합된 환경에서 관리할 수 있는 중앙화된 에너지 생태를 만들었다고 소개했다.

아룬 디렉터는 “MBD는 시스템 설계 전반에 걸쳐 물리적 모델링을 비롯해 자동 코드 생성을 지원하며, 시스템을 검증하는 120종류의 툴을 가지고 있어 다양한 분야의 디지털 엔지니어링을 지원한다.”라며 “시장의 요구에 맞게 시뮬링크의 기능을 확장하고 고객을 확보해 나갈 것”이라고 자신했다.