AWS에서 Teamcenter Simulation으로 제품 개발 가속하기

이 글은 AWS for Industries 블로그에 게시된 Accelerating Product Engineering with Teamcenter Simulation on AWS by Chandan Murthy, Vedanth Srinivasan, and Wouter Dehandschutter를 한국어로 번역 및 편집하였습니다. (원문 보기)

오늘날 빠르게 변화하는 경쟁적인 제조 환경에서 조직들은 제품 개발 프로세스를 가속화하고 최적화하기 위해 엔지니어링 시뮬레이션과 같은 가상 엔지니어링 워크플로의 도입을 지속적으로 확대하고 있습니다. 이 블로그에서는 고객이 Amazon Web Services(AWS) 클라우드 인프라에서 Teamcenter Simulation을 운영하는 방법을 설명합니다. 비용 효율적이고 안전하며 확장 가능한 시뮬레이션 프로세스 및 데이터 관리(SPDM) 배포로 제품 엔지니어링 혁신을 뒷받침하는 것이 목표입니다.

성능, 비용, 신뢰성, 제조 가능성, 조립성과 같은 핵심 성과 지표를 평가하기 위한 복잡한 설계 연구의 수요가 늘고 있습니다. 이에 따라 SPDM은 핵심 기록 시스템으로 자리 잡고 있습니다. SPDM은 조직이 시뮬레이션 데이터를 제품 수명 주기 관리(PLM) 시스템과 함께 관리하고 통합하도록 돕고, 제품 설계자, 시뮬레이션 분석가, 제조 엔지니어 등 부서 간 팀의 상호 작용과 협업을 촉진합니다. 그러나 전 세계에 분산된 엔지니어링 팀의 특성을 해결하고, 인프라 비용을 관리하며, 유연한 데이터 이동을 지원하기 위해서는 SPDM 배포의 현대화가 매우 중요합니다.

시뮬레이션 데이터 관리와 인프라의 한계

모든 산업 분야에서 다양한 시장에 대응하기 위한 수요로 인해 다수의 제품 변형과 구성이 발생하면서 제품 복잡성이 증가하고 있습니다. 전산유체역학(CFD)과 유한요소해석(FEA)과 같은 디지털 엔지니어링 시뮬레이션은 제품 복잡성을 관리하고 효율적인 제품 개발을 가능하게 하는 데 필수적입니다. 그러나 시뮬레이션 프로세스 자체가 종종 심각한 병목 현상이 되기도 합니다.

분석 팀은 버전이 잘못 관리된 구식 데이터로 작업하거나 설계 방향에 영향을 미치기에는 너무 늦게 결과를 제공하는 경우가 빈번합니다. 도메인 전문가들은 상관관계 분석 작업을 수행할 때 물리적 테스트와 시뮬레이션 데이터셋을 일치시키는 데 어려움을 겪는 경우가 많습니다. 프로그램 관리자는 컴퓨터 지원 공학(CAE) 결과를 분석가의 도움 없이는 확인할 수 없기 때문에 가시성이 부족하고 인사이트를 얻지 못하는 경우가 많습니다.

중요한 점은, 설계자나 분석가가 부재할 경우 정보에 기반한 비즈니스 의사 결정을 내리기 위해 적시에 올바른 데이터에 접근하는 것이 제약 요인이 된다는 것입니다. 또한 설계 변형의 수와 이에 따른 시뮬레이션 수행이 기하급수적으로 증가함에 따라, 팀이 생성하는 방대한 양의 데이터에 압도될 위험이 있습니다.

기존의 온프레미스 배포는 현행 보안 표준을 따라가기 어렵고, 제한된 확장성을 제공하며, 높은 인프라 비용이 발생하여 이러한 문제를 더욱 악화시킵니다. 이러한 배포 환경은 고정된 용량 한계를 가지고 있으며, 시뮬레이션 요구 사항을 충족하기 위해 컴퓨팅 리소스를 충분히 빠르게 확장할 수 없는 경우가 많아 프로젝트 지연으로 이어질 수 있습니다. 또한 강력한 재해 복구 및 백업 기능이 부족한 경우가 많아, 시스템 장애 발생 시 데이터와 운영을 신속하게 복구하는 것이 어렵습니다.

Teamcenter Simulation이란

Teamcenter Simulation은 엔지니어링 워크플로를 수행하는 엔지니어와 분석가를 위해 설계된 시뮬레이션 프로세스 및 데이터 관리(SPDM) 솔루션입니다. Siemens Xcelerator 소프트웨어 비즈니스 플랫폼 내의 제품 수명 주기 관리(PLM) 솔루션인 Teamcenter를 기반으로 구축된 이 도구는 시뮬레이션 및 물리적 테스트 프로세스, 데이터, 도구, 워크플로를 종합적으로 관리할 수 있도록 지원합니다. 기존 제품 데이터와 원활하게 통합되어 모든 이해관계자에게 완전한 추적성과 가시성을 제공합니다. Teamcenter Simulation을 활용함으로써 엔지니어링 팀은 디지털 스레드 전반에 걸쳐 효과적으로 협업할 수 있으며, 일관되고 효율적인 제품 개발 프로세스를 보장합니다.

시뮬레이션을 제품 데이터에 연결하기

시뮬레이션 데이터 관리 과제를 해결하기 위해, 제조 기업은 시뮬레이션 작업을 전체 PLM 전략의 핵심 요소로 관리해야 합니다. Teamcenter Simulation은 조직이 엔지니어링 시뮬레이션 데이터와 프로세스를 더 효과적으로 관리, 이해 및 재사용할 수 있도록 지원하여 제품 개발 수명 주기 전반에 걸쳐 더 높은 수준의 제어와 효율성을 제공합니다. Teamcenter Simulation은 Teamcenter 플랫폼의 통합 모듈이므로, 컴퓨터 지원 설계(CAD), 재료 데이터, 제품 파라미터, 제품 요구 사항 등의 제품 데이터와 연계하여 모든 시뮬레이션 관련 데이터를 관리할 수 있습니다.

AWS 기반의 Teamcenter를 통해 전체 조직을 위한 단일 정보 소스(Single Source of Truth)를 확보하고, 시뮬레이션 활동을 조직의 디지털 스레드에 연결할 수 있습니다. 이러한 연결은 모델 기반 시스템 엔지니어링(MBSE) 또는 모델 기반 테스트(MBT) 도입과 같은 엔터프라이즈 수준의 디지털 스레드 이니셔티브를 실현하는 데 매우 중요합니다. 디지털 스레드를 통해 시뮬레이션 팀은 최신 제품 데이터를 시뮬레이션 입력값으로 활용할 수 있습니다. 또한 모든 의사 결정자와 이해관계자가 주요 시뮬레이션 결과에 쉽게 접근할 수 있어, 제품 수명 주기를 완벽하게 지원합니다.

AWS에서 얻는 이점

AWS 기반 Teamcenter Simulation은 고객의 SPDM 프로세스 및 인프라 요구 사항에 맞게 맞춤 구성할 수 있습니다. AWS 서비스는 확장 가능한 인프라와 스트리밍 서비스, 낮은 운영 비용, 그리고 기존 온프레미스 배포를 능가하는 강력한 보안 및 안정성 기능을 통해 Teamcenter Simulation 인프라 과제를 극복하는 데 도움을 줍니다. 다음 섹션에서는 Well-Architected Framework 원칙에 따라 AWS에 Teamcenter를 배포할 때의 이점을 자세히 설명합니다.

향상된 보안: 온프레미스 Teamcenter 구현을 관리하는 조직은 상당한 비용과 직원 역량 격차로 인해 최신 보안 프로토콜과 암호화 표준을 유지하는 데 어려움을 겪는 경우가 많습니다. 또한 이러한 조직은 끊임없이 변화하는 표준에 대한 규정 준수를 보장해야 하는 책임을 지게 됩니다. AWS는 지속적으로 업데이트되는 인프라를 통해 강력한 보안 및 규정 준수 인증을 제공하므로, 이와 비교하면 상당히 어려운 과제입니다. 또한 요구 사항, 자재 명세서(BOM), CAD 파일, 시뮬레이션 결과 등 Teamcenter에서 관리하는 민감한 제품 정보는 AWS 서비스를 사용하여 저장 시(at rest)와 전송 중(in transit) 모두 암호화할 수 있습니다. 이를 통해 핵심 제품 데이터의 기밀성, 일관성 및 무결성이 보장됩니다.

향상된 신뢰성: 리전 내 AWS의 다중 가용 영역은 고가용성과 데이터 복제를 보장합니다. 고가용성 아키텍처로 Teamcenter Simulation을 배포하면 개별 하드웨어 장애와 데이터 센터 중단 모두로부터 보호받을 수 있어, 핵심 PLM 데이터와 프로세스에 대한 지속적인 접근이 보장됩니다. 또한 AWS의 글로벌 리전 네트워크를 통해 조직은 교차 리전 복제를 활용한 재해 복구 전략을 구현할 수 있습니다. 이를 통해 비즈니스 연속성 역량을 더욱 강화하고 엄격한 엔터프라이즈 가동 시간 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 이와 대조적으로, 온프레미스 배포는 하드웨어 장애, 정전, 제한된 확장성에 대한 취약성으로 인해 이 수준의 안정성을 갖추지 못하는 경우가 많으며, 이는 심각한 다운타임과 데이터 손실로 이어질 수 있습니다.

비용 최적화: AWS에 Teamcenter를 배포함으로써 고객은 온프레미스 인프라와 관련된 초기 자본 지출을 피할 수 있습니다. 대신 사용한 컴퓨팅, 스토리지, 스트리밍, 데이터 처리(ML 및 분석) 및 기타 리소스에 대해서만 비용을 지불합니다. 이러한 종량제 모델은 특히 워크로드가 변동하는 조직에서 상당한 비용 절감으로 이어질 수 있으며, 필요에 따라 리소스를 확장하거나 축소할 수 있습니다. 기업은 Amazon WorkSpaces Applications(이전 명칭 Amazon AppStream 2.0)를 활용하여 시뮬레이션 소프트웨어와 통합된 Teamcenter Simulation 클라이언트를 스트리밍할 수 있습니다. 이 접근 방식은 엔지니어가 고가의 로컬 워크스테이션을 보유할 필요를 없애고 최종 사용자 IT 하드웨어 및 소프트웨어 관리를 간소화합니다.

성능 효율성: 고객은 Teamcenter와 CAE 애플리케이션 모두에 대해 맞춤형 컴퓨팅 구성과 GPU 설정을 통해 성능을 최적화할 수 있습니다. 과잉 프로비저닝 없이 최적의 성능을 보장하기 위해 필요에 따라 컴퓨팅 리소스를 확장하거나 축소할 수 있는 능력은 CAE 시뮬레이션에 매우 중요합니다. CAE 시뮬레이션은 효율적으로 실행하고 결과 도출 시간을 단축하기 위해 상당한 컴퓨팅 파워를 필요로 하는 경우가 많기 때문입니다.

운영 우수성: WorkSpaces Applications는 사전 구성된 Teamcenter 및 시뮬레이션 애플리케이션이 포함된 사용자 지정 이미지를 생성할 수 있는 기능을 제공하여 IT 조직이 최종 사용자 환경을 효율적으로 관리할 수 있도록 합니다. 또한 Amazon Relational Database Service(Amazon RDS) for Oracle 및 Amazon FSx for NetApp ONTAP과 같은 관리형 서비스가 데이터베이스 및 파일 시스템 관리를 대신 처리합니다. 이를 통해 조직은 IT 인프라와 프로세스를 간소화할 수 있으며, Teamcenter 관리자는 핵심 애플리케이션 관리에 집중할 수 있습니다.

AWS에서의 Teamcenter Simulation 아키텍처

AWS는 웹 서버, 엔터프라이즈 서버, FMS 서버, 시각화 서버, Solr 서버를 서로 다른 가용 영역의 여러 Amazon EC2 인스턴스에 분산 배치하여 고가용성 아키텍처로 Teamcenter를 구현할 수 있도록 지원합니다. 이 구성에서는 완전 관리형 상용 데이터베이스로 Amazon RDS for Oracle을 사용하며, Teamcenter 볼륨 스토리지는 FSx for NetApp ONTAP 또는 Amazon Elastic File System(Amazon EFS)를 사용하여 프로비저닝됩니다. 이 아키텍처의 핵심 요소는 관리형 스트리밍 서비스인 WorkSpaces Applications의 통합으로, 시뮬레이션 소프트웨어와 통합된 Teamcenter Simulation 클라이언트를 제공할 수 있습니다. WorkSpaces Applications는 고성능 NVIDIA GPU 기반 인스턴스(Graphics G4dn, G5, Graphics Pro 패밀리 등)를 활용하여 시뮬레이션 워크로드에 필요한 고급 시각화 요구 사항을 지원합니다.

그림 1: Siemens Teamcenter Simulation 아키텍처

AWS Marketplace를 통한 도입

일상적인 시뮬레이션 워크플로에서 시뮬레이션 프로세스 및 데이터 관리를 성공적으로 구현하려면 Siemens Xcelerator 소프트웨어 및 솔루션 포트폴리오에 대한 원활한 접근이 매우 중요합니다. AWS Marketplace는 Siemens Xcelerator 제품 구매를 포함하여 AWS에서 실행되는 소프트웨어의 검색, 배포 및 관리를 더 쉽게 할 수 있도록 고객에게 제공합니다. AWS Marketplace가 제공하는 유연한 가격 구조와 투명한 과금 시스템을 통해 IT 관리자는 소프트웨어 사용량을 효율적으로 관리하고 비용을 통제할 수 있습니다. AWS Marketplace에서 Siemens 소프트웨어를 구매할 때의 이점에 대해 더 자세히 알아보려면 Siemens 블로그 How AWS Marketplace transforms the buying experience on the cloud를 참조하시기 바랍니다.

마무리

요약하면, Teamcenter Simulation은 고객의 AWS 환경에 배포하거나 AWS 기반 Teamcenter X를 통해 관리형 제공 방식으로 배포할 수 있습니다. AWS에 Teamcenter Simulation 소프트웨어를 배포하면 인프라 비용 절감, 향상된 협업, 데이터 추적성, 개선된 데이터 무결성, 현대화된 SPDM 구현 등 여러 가지 이점을 얻을 수 있습니다. AWS의 클라우드 네이티브 서비스를 활용함으로써 조직은 Well-Architected SPDM 솔루션을 구축하여 제품 수명 주기를 관리하기 위한 안전하고 확장 가능하며 고성능의 기반을 마련할 수 있습니다.

AWS Marketplace는 포괄적인 범위의 Siemens Digital Industries Software 솔루션을 제공합니다. AWS Marketplace에서 이용 가능한 Siemens 제품의 전체 목록을 살펴보고, 공식 관련 안내 페이지를 방문하여 AWS와 Siemens 간의 협력에 대해 자세히 알아보시기 바랍니다.