[기고]AI+시뮬레이션=수많은 반복과 탐색 그리고 혁신

패드메쉬 맨들로이(Padmesh Mandloi) 앤시스 고객지원 부문 아시아 부사장

유난히 춥고 매서운 바람이 불던 지난 겨울밤을 떠올려보자. 몸이 으슬으슬 떨리던 그때, 히터의 전원을 켜자마자 따뜻한 공기가 서서히 방 안을 채우기 시작하고, 곧 온몸에 온기가 퍼지면서 편안하게 잠에 들 수 있었을 것이다. 눈에 보이지는 않지만 중요한 변화가 그 과정 중에 있었다. 바로 히터가 아주 조용하게 작동하고 있었다는 점이다.

과거의 히터를 떠올려보면, 히터가 켜질 때마다 “딱, 딱” 하는 소리가 나거나 내부 발열체의 팽창과 수축으로 인한 경미한 진동이 느껴지곤 했을 것이다. 또한 히터 내부의 팬이 회전하면서 발생하는 바람 소리도 귀에 거슬리는 경우가 많았다. 어떤 독자는 이러한 소음들이 신경 쓰여서 잘 때 끄고 자야 했던 기억이 있을 것이다. 이 문제를 해결하기 위해, 과거에는 실제 제품을 제작하고 수십 번의 실험을 반복하면서 소음이 발생하는 원인을 찾고, 이를 개선하는 과정을 거쳤고, 이 과정은 많은 시간과 비용을 필요로 했다.

제품을 개발할 때 가장 큰 과제는 비용과 시간의 제약일 것이다. 특히 히터, 보일러와 같은 생활과 밀접한 난방 기기는 사람의 '체감'에 직접적으로 연결되기 때문에 소음, 온도 변화, 에너지 효율성 등 다양한 요소를 동시에 고려해야만 한다. 예를 들어, 전기히터의 발열체 설계를 잘못하면 특정 부분만 과열되거나 불쾌한 소음이 발생할 수도 있을 것이다.

하지만 오늘날에는 상황이 다르다. 앤시스의 시뮬레이션 소프트웨어를 통해 설계자들은 가상 공간에서 온도 분포, 열전달 현상, 소음 원인 등을 시뮬레이션 할 수 있다. 이를 통해 최적의 설계를 찾아 문제를 사전에 해결할 수 있다.

시뮬레이션 기술은 오랜 시간 동안 엔지니어의 필수 도구로 사용되어 왔다. 그런데 최근 AI가 결합되면서 시뮬레이션의 방식과 속도에 혁신이 일어나고 있다. 과거에는 엔지니어가 시뮬레이션의 입력값을 수동으로 조정하고 결과를 하나하나 분석해야 했지만 AI는 과거의 데이터를 학습, 스스로 입력값을 최적화하고 더 빠르게 결과를 예측할 수 있게 해준다.

그렇다면 AI와 시뮬레이션의 결합은 어떤 효과를 가져올까?

한 가지 예를 들어보자. AI 기반의 제품 개발은 히터의 발열체 설계를 최적화할 때, 발열체의 위치와 각도를 자동으로 조정하며 최적의 온도 분포를 찾는다. 또한, 팬의 소음을 줄이는 방법을 수동으로 찾는 대신 AI가 자동으로 회전 속도와 팬 블레이드 각도의 조합을 평가하여 소음을 최소화하는 최적의 솔루션을 제안한다. 이를 통해 엔지니어는 단순한 반복되는 작업에 시간을 뺏기지 않고 더 복잡하고 가치 있는 문제에 집중할 수 있게 된다.

이 같은 AI와 시뮬레이션의 결합은 단순히 시뮬레이션의 속도를 높이는 것 이상으로 이제는 더 정밀한 설계, 더 적은 비용, 더 짧은 개발 기간을 실현하고 있다.

앤시스는 AI/ML의 이점을 실현하기 위해 세 가지 전략을 추진하고 있다. 주요 제품으로 AI 기능을 애드온(Add-on) 모듈로 제공해 다양한 산업군 및 엔지니어링 분야에서 멀티피직스 시뮬레이션을 풍부하게 확장할 수 있도록 지원하는 Ansys AI+, 머신 러닝을 활용해 기존 데이터로부터 물리적 예측을 최대 1000배 빠르게 수행하며, 복잡한 시뮬레이션 작업도 효율적으로 해결하는 Ansys SimAI, 방대한 정보 속에서 필요한 지식을 신속하게 찾도록 돕는 생성형 AI(GenAI) 기반의 가상 어시스턴트인 AnsysGPT 등이 대표적이다.

결과적으로 AI와 시뮬레이션의 결합은 엔지니어를 많은 제약 조건 속에서 더 빠르고 더 나은 제품을 설계할 수 있게 돕는다. 시뮬레이션과 AI의 결합은 단순한 효율의 향상이 아니라 새로운 패러다임의 전환이 될 것이다. 과거에는 시뮬레이션이 엔지니어의 전유물이었다. 그러나 이제는 더 많은 사람들이 더 쉽게 접근할 수 있는 대중적인 도구로 자리 잡고 있다.

앤시스의 AI 솔루션을 통해 기업들은 더 많은 설계와 탐색을 반복할 수 있으며, 이는 큰 혁신으로 이어질 것이다. 이전에는 불가능했던 설계가 가능해지고, 한 번의 실험으로는 찾아낼 수 없었던 최적의 결과를 얻을 수 있게 될 것이다.

사실 우리의 냉난방 기기, 자동차, 전자기기, 심지어 우주선에 이르기까지 AI와 시뮬레이션의 기술이 이미 깊숙이 자리 잡고 있다. 마치 최신형 에어컨 팬이나 히터의 소음이 우리가 인지하지 못하는 사이에 사라진 것처럼, AI와 시뮬레이션이 주도하는 혁신은 우리의 삶에 이미 자연스럽게 스며들어 있는 것이다. 헬스케어부터 우주 산업, 자율주행 자동차, 반도체 산업에 이르기까지 이러한 AI 혁신은 보이지 않는 곳에서 인류의 발전을 이끌고 있다.

패드메쉬 맨들로이(Padmesh Mandloi) 앤시스 고객지원(Ansys Customer Excellence) 부문 아시아 부사장

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