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기고문 : 전장설계의 혁신 SOLIDWORKS Electrical

작성자
솔리드웍스
작성일
2016-07-22 15:32
조회
8008
프롤로그
국내 전장 설계자 80% 이상이 특정한 용도를 위한 것인 아닌 2D 범용 CAD를 이용하여 전장 설계 업무를 진행하고 있다고 한다. 지금부터 Mechanical CAD인 2D 범용 CAD를 이용하여 전장 설계를 했을 때의 문제점과 그 해결방법에 대해 알아보겠다.

기존 설계 방법의 문제점
필자가 현업(실제 설계 업무)에 종사했을 때는 범용 2D CAD의 사용은 당연한 업무의 일부라고 생각했었다. 도면을 작성할 때는 당연히 2D 범용 CAD로 회로도를 작성하는 것이 당연하다고 생각했고 “일이 많다!”라고만 생각했지 “좀 더 편리한 방법이 없을까?”라는 생각조차 하질 못했었다. 왜냐하면, 처음 신입 시절부터 선배들에게 2D 범용 CAD로 일을 배웠고 후임 설계자에게도 그렇게 일을 가르쳐 왔기 때문이다. 고민할 것 없이 너무나 당연한 업무였다. 하지만, 전장 설계 자동화 프로그램인 SOLIDWORKS Electrical을 사용한 후부터는 내가 얼마나 비효율적인 업무 형태로 일을 해왔는지 알게 되었다. 정말 신세계였다! 기본적인 회로도를 작성할 때 국제표준의 심볼을 많이 사용하는데 이러한 심볼들을 선택/삽입의 형태만으로도 도면을 만들 수 있지 않은가? 와이어 표현 또한 굉장히 빠르게 그릴 수 있었다. 각종 심볼들의 접속점이 부여되어 있어 와이어에 심볼을 배치만 하면 선정리가 자동으로 이루어진다. 더는 도면에서 “선 자르기”같은 단순 반복 업무를 안 해도 되는 것이었다. 심볼 특성값 및 넘버링이 자동으로 이루어져 더는 부품 카탈로그 뒤적이는 일이 없어졌으며 단순한 숫자 1,2,3,4…..같은 넘버링 기입이 틀렸다고 꾸지람을 들을 일 또한 없어졌다.

엑셀이나 워드 파일로 작성하는 보고서의 업무 문제점은 이보다 심각하다. 도면 작성이 완료되고 나면 BoM, 케이블 리스트 등등 각종 문서를 만들어야 한다. 보고서를 작성하기 위해서는 도면을 프린트해서 형광펜으로 하나하나 일일이 수작업으로 체크해가며 보고서를 작성한다. 하나하나 설계자가 수작업으로 리스트를 작성하다 보니 틀린 부분을 찾는 시간이 보고서를 작성하는 시간보다 많이 걸리는 경우가 다반사였다. 워낙 이런 일들이 비일비재하다 보니 현업에 있었을 때 한 선배가 이런 말을 한 적이 있다.

선배 曰 : “BoM과 케이블리스트를 한 번의 실수 없이 도면과 같은 보고서를 작성한다면 그 사람은 ‘전장 설계의 신’이다!"

필자는 이 말에 백 번 공감했었다. 단 한 번도 실수 없이 보고서를 만들었던 기억이 없었기 때문이다. 하지만 지금 생각으로는 “전장 설계의 신”이 아닌 단순한 “숫자세기를 잘하는 그리고 꼼꼼한 성격의 사람”이라고 바꿔 부르고 싶다. 전장 설계를 하면서 과연 “숫자세기”와 꼼꼼한 성격을 가진 사람이 “신”급으로 추앙 받을 자격이 있을까? 복잡하고 어려운 전문기술을 다루는 전장 설계에서 단순하게 숫자세기와 문서작성을 잘한다고 설계를 잘한다고 할 수 있을까? 진정한 전장 설계자가 필요한 부분은 전문적인 전기기술과 경험을 뒷받침된 “진짜 설계기술”이 아닌가 생각한다. 상기 기존 설계 방법의 문제점에서 오는 단순 반복적인 업무를 한 번에 해결해 줄 수 있는 솔루션은 바로 SOLIDWORKS Electrical이다.

그럼 지금부터 SOLIDWORKS Electrical의 주요장점을 통해서 기존 설계 업무를 어떻게 효율적으로 개선할 수 있는지 알아보자.

쉽고 빠른 와이어 그리기
SOLIDWORKS Electrical의 와이어 그리기에서 다중 와이어 그리기라는 기능이 있다. 다중와이어 그리기는 원하는 Phase(상)를 선택해주고 선 사이 공간만 설계자가 정의해 준다면 여러 개의 와이어를 빠르게 표현할 수 있다.


[그림 1] 원하는 Phase를 선택하면 여러 개의 와이어를 한 번에 표현할 수 있다.

단일 와이어 경우 접속점을 기준으로 한 번에 와이어를 그리기는 쉽지 않다. 하지만, SOLIDWORKS Electrical의 가이드라인 기능을 사용하여 더욱 편리하게 도면을 그려 나갈 수 있다.


[그림2] 가이드라인을 이용하여 더욱 빠르고 정확한 도면작성이 가능하다.

정확한 자동 넘버링 시스템
전장 설계에는 무수히 많은 번호 체계가 존재한다. 전기부품을 표현할 때 구분 기호와 번호로 각각의 용도를 표현하고 엄청나게 많은 와이어를 구분하기 위해 번호를 기재하여 현장 작업자가 파악할 수 있게 구분을 지어 설계한다. 기존 설계 방법의 주요한 문제점 중에 하나는 제시해야 하는 사항대로 무수히 많은 넘버링 체계 때문에 휴먼에러가 빈번하게 발생한다.

위에서 언급한 “전장 설계의 신”(?)으로 거듭나기 위해 두 눈 크게 뜨고 하나하나 꼼꼼히 번호를 기입해 나가는 것이다. 이러한 문제점을 한 번에 해결할 수 있는 것이 “자동 넘버링 시스템”이다. 이런 자동 넘버링 시스템을 이용한다면 더 이상 설계자는 “숫자놀이”와 누락된 번호가 어디에 있는지 파악하는 수고를 덜게 된다. 기존에 설계자가 일일이 확인해야 했던 번호체계를 SOLIDWORKS Electrical이 대신해 주기 때문이다. 이렇게 표현되는 넘버링의 체계는 사용자 입맛에 맞게 수정/편집이 가능하며 더욱 체계적인 넘버링 형식을 제안 받을 수도 있다.


[그림3] 표시된 부분과 같이 와이어 넘버링 설정 기능으로 일괄적으로 넘버 부여가 가능하다.

[그림3]의 와이어 번호 편집 창에서는 원하는 와이어만 선택하여 넘버링 작업을 할 수도 있어서 예외 처리에 대해서도 부담이 없다.

신뢰성 높은 보고서 만들기
전장 설계에서는 도면 작업뿐만 아니라 문서작업 또한 상당한 비중의 업무를 차지하고 있다. 여기에서 문서 작업의 종류는 BoM(구매 사양서), Cable List, 와이어 리스트, From-To List, I/O List 등등 작성해야 하는 문서가 산더미 같다. 이런 문서작성은 대부분 이미 작성된 도면을 기준으로 만들어지는데 이 작업은 상당한 시간과 인내심 그리고 집중력을 요하는 작업이다. 예를 들어 도면에 “MCCB 1”라고 표기했으면 보고서 역시 부품번호는 “MCCB 1” 그리고 연계되는 와이어의 넘버 또한 도면과 일치시켜 문서작성을 한다. 장비 업체 기준 Schematic도면은 보통 50~100장에 달하거나 그 이상일 수 있다. 이 도면 내에 존재하는 전기 부품은 수십 가지에 달하며 와이어 넘버는 수백 가지가 넘는다.

이렇게 다양하고 복잡한 넘버들을 설계자 외 다른 사용자가 보기 쉽게 하기 위해서는 잘 정리된 문서가 필요하다. 애초에 도면 대신에 문서만으로 여러 가지 정보를 파악하려는 의도이기 때문에 문서의 정확성은 상당히 중요한 요소이다. 하지만 앞서 언급한 기존 설계 방법의 문제점 때문에 신뢰성 높은 보고서를 보고서를 만들어내기란 쉽지 않다. 그러므로 자동 보고서 작성 프로그램이 요한 것이다. SOLIDWORKS Electrical에서는 30여 가지의 보고서 형식을 버튼 한 번만 클릭하면 자동으로 보고서를 출력할 수 있다.


[그림4] 30여 가지의 보고서 템플릿으로 각종 보고서 출력이 가능하다.


[그림5] 보고서는 도면 형태로도 출력할 수 있다.

또한, 보고서 출력기능은 흔히 사용하는 엑셀, TXT 파일 포맷도 지원하므로 보다 편리하게 보고서 작성이 가능하다. 또한 기존에 없는 형식에 대해서는 얼마든지 사용자의 입맛에 맞게 변경이 가능하므로, 더 높은 수준의 활용이 가능하다.

3D CAD를 이용한 전장 설계 자동화
모두가 다 아는 것처럼 기존의 SOLIDWORKS는 매우 강력한 3D CAD 엔진이다. SOLIDWORKS Electrical 또한 2D 회로 설계를 담당하는 Schematic 제품이 있고 별도로 3D 제품이 있다.

SOLIDWORKS Electrical 3D에서는 기존 설계 방법에서는 불가능한 업무를 간단하게 해결해 줄 수 있다. 바로 3D 케이블 자동 라우팅 기능이다. 약 500,000가지의 방대한 모델링 라이브러리를 기반으로 드래그 & 드롭으로 간단하게 배치도를 작성할 수 있고 이런 배치도의 케이블 표현을 자동으로 생성해 낼 수 있다.


[그림6] 2D 회로도에 있는 부품을 선택해서 삽입버튼만 클릭하면 손쉽게 배치할 수 있다.

레일, 케이블 덕트, 접지 Bar, 클램프 등등 회로도에 표현하지 못하는 악세서리 부품 또한 손쉽게 추가하고 배치할 수 있고 보고서에 추가할 수 있다.


[그림7] 2D 배치도는 BoM과 연동하여 더욱 자세한 정보를 표현할 수 있다.


[그림8] 자동 케이블 라우팅을 활용하여 실사와 유사한 케이블 표현이 가능하다.

SOLIDWORKS Electrical 3D로 케이블 표현을 한다면 케이블의 길이값을 정확하게 예측할 수 있고 비용절감과 수준 높은 설계가 가능해 진다. 회로적으로 예상하지 못했던, 기구적인 문제점을 현장에서 작업 전에 파악할 수도 있다. 또한 미리 케이블 및 와이어의 경로를 파악 할 수 있으므로 덕트 용적률을 계산하고 사이즈를 최적화할 수 있다.


[그림9] 속성 창을 통하여 레일 및 케이블 덕트의 상세 정보를 확인할 수 있다.

에필로그
지금까지 전장 설계의 혁신이라는 주제로 SOLIDWORKS Electrical의 주요 기능들을 살펴봤다. 필자는 이러한 기능들을 놓고 “편리함”, “놀라움”, “혁신”이란 단어를 사용할 수 있는 현재의 전장 설계의 작업 환경이 안타까울 뿐이다. 앞서 소개한 기능들은 전장 설계에 없어서는 안 될 필수 요소라고 생각한다. 대체 할 수 있는 설계 프로그램이 없어서 불편함을 감수하고 2D 범용 CAD로 설계하면서 언제까지 고통을 받아야 할까? 기존에도 문제없이 설계를 해왔기 때문에 이러한 자동화 프로그램이 필요 없다고 생각하시는 국내 많은 업체 전장 설계 담당자 여러분께 질문을 던지고 싶다.

“정말로 전장 설계자의 주요 업무가 단순 반복적인 ‘숫자세기’와 ‘문서 작성’이라고 생각하십니까?”, “손수 도면을 펜으로 그렸던 시절처럼 도면을 ‘예쁘게’ 잘 그린다고 능력 있는 설계자로 인정받던 시대에 살고 계시진 않습니까?”

지금부터라도 단순 반복적인 업무는 SOLIDWORKS Electrical로 최소화하고 전장 설계자 여러분들은 “진짜 설계”만 전념할 수 있길 희망한다.

본 기고문 SOLIDWORKS 공인 Reseller인 MAVEN에서 SOLIDWORKS Electrical을 담당하는 Engineer 유진곤 과장이 기고한 전문입니다.
(문의처 02-852-2555 / jgyu@swmaven.co.kr)
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