CATIA 도데체 어떤 프로그램인가요?

이 글은  제가 옛날에 배고파 굶고 있을 때(?) 책이라도 써볼려고 적어 놓았던 원고 입니다.   

시점을 좀 놓친 것도 같고  요즘은 바빠서 원고를 써 내려갈 시간도 없고 할 것 같아서 제가 운영하는 인터넷 카페에 조금씩 편집하면서 올린 글입니다 만.  조금씩 블로그로 옮기도록 하겠습니다.

글은  V5기준으로 작성되었습니다.    

CATIA 가 도데체 어떤 프로그램인가요?

CATIA가 도대체 뭐 하는 소프트웨어 일까요? 이 이야기를 하기전에어디선가 들었던 이야기로 시작해 보겠습니다. 옛날 이야기 중에 임금님이 맹인들을 데려다 놓고 코끼리를만지게 하여 어떤 동물인지 맞춰보라 했다는 이야기를 알고 계실 것 입니다.

실화였는지 가상의 이야기였는지는 잘 모르겠지만 실제 코끼리를만진 맹인들은 자신들이 만져본 부분 만 이해하고는 이렇니 저렇니 라고 주장 하더라는 내용이지요.

많은 사람들이 CATIA는 CAD 또는CAD/CAM 소프트웨어 라고 들 이야기 합니다. 사실CAD 소프트웨어도 기계 부문용 CAD 전기 부문용CAD건축 부문용 CAD 조선/PLANT 부분용 CAD등 목적에 따라 다르게 구현되어 있으며 대개 별개로 사용됩니다.

CATIA를 만든 회사는 욕심이 많아서(?) 모든 산업 군에서 사용되는모든 프로세스를 지원할 수 있는 소프트웨어를 만들고 싶어 합니다.  그래서 아주 다양한 분야의 프로세스를CATIA내에서 사용 할 수 있도록 만들었습니다. CATIA외에도 DELMIA, ENOVIA, 3DVIA, SIMULIA라는 BRAND 명으로출시한 소프트웨어들을 같이 엮어 사용하게 되면 수많은 제조업의 상당히 많은 부분을 프로세스를 담당 할 수 있습니다. 이 모든 내용을 모두 알 필요는 없으므로 CATIA만을언급하도록 하겠습니다.

그럼 CATIA는 어떤 부분들을 지원하는지를 조금 간략히 열거해 보겠습니다. (사실 저도 지식이 좀 짧아 모든 부분에 대한 내용을 다 알지 못합니다. )

여러분들의 지식으로 가장 많이 알고 또 잘 알고계신 분야가 Mechanical Design(기계설계) 분야 입니다. 이 부분은 이 책을 읽으시는 분이라면 아주 잘 아시는 영역이 될 것입니다.  기계, 자동차, 항공기, 소비재 등의 제품을 모델링하고 설계하고 도면 등의 출력물을만들어 내는 역할 등을 하는 분야입니다.

그 다음이 STYLINGSHAPE 분야를 지원합니다. 이 부분은 미적 아름다움을 원하는 소비자 고객들에게 제품의 외관을 예쁘고 멋있게 만들기 위한 외형 곡면을 제작하는 분야입니다. 항공기의 외관형상(물론 항공기를 뜨게 하는 양력등 공기역학 같은공학적 부분을 먼저 감안해야 하겠지만), 자동차외관 및 실내, 전자제품케이스, 화장품 용기 등등 공학적인 분야보다도 아름다움을 추구하는 분야에 관련된 TOOL입니다.

다음은 해석 분야를 지원합니다.  CATIA V5에서의 해석분야는 선형정적해석분야와 진동분야만 지원합니다. 해석 분야쪽은 제작사에서 이미 전세계 비선형 해석분야의 양대 산맥중 의 하나였던 Abaqus를 인수하여 SIMULIA라는브랜드를 만들어 마케팅을 하고 있기 때문에 선형해석분야는 2개의BRAND에 중복되어(일부는  중복됩니다만) 판매되는 제품 군 입니다. 이렇게 양쪽부분을 공유하는 제품 군이 다수 존재합니다.

다음은 기계 가공 분야입니다. 여러분들이 주로 알고 계시는 CAM (Computer Aided Manufacturing)이라는 분야이죠

CATIA는 선반가공 2.5축, 3축, 4축, 5축을 모두 지원합니다.

자동차분야는 금형 제작을 많이 하기 때문에 3축 CAM을 많이 사용하고 항공기분야의 경우 부품을 직접 가공하는경우가 많기 때문에 4축 이상의 CAM을 주로사용합니다.

다음은 디지털Mock-Up분야 입니다.

디지털 Mock-Up이란다수의 부품들이 모여서 생성되는 제품들 예를 들어 자동차, 항공기, 공작기계등등 많은 수의 부품들이 조립이 되면 이 제품들이 간섭이 되었는지 제대로 밀착이 되었는지 들을 파악하기 위하여 전체적인 검토를 하기 위한 방법입니다. 십여 년 전에는 나무나 상대적으로 값싼수지 등을 이용하여 Physical Mock-Up이라 불리우는 목형(주로나무를 조각해서 만들었기 때문에 이렇게 불리지요.) 을 깎아서 실제 상황에 버금가도록 제작하여 예로써자동차 엔진 룸 내부 부품끼리의 간섭이 발생하는지 여유간격이 있는지 등을 검토했었습니다. 실제 Mock-Up을 만들게 되면 비용도 많이 들고 시간도 많이 들게 되겠지요. 이것이 3차원형상 모델이 가능해 지면서 Digital화 되었고Digital Mock-Up 이라는 형태로 소프트웨어가 개발이 되었습니다.  애석한 일이 있다면 Mock-Up을 만들던 기능사들의 손재주 기술이 대부분 사라지고 있다는 점입니다.

다음은 Human 모델링및 분석 부분입니다.

자동차나 항공기의 계기판에 붙은 여러 가지 스위치나 조작장치들은사람이 앉은 상태에서 손이 뻗치는 한도 내에 들어 와야 하며 조종석/운전석의 속도계 방향계 등은 다른사물에 의하여 가려지게 되면 조종 및 운전에 방해가 되지요.  이러한 부분을 고려하기 위하여 전 세계의 인종 예를 들어 한국인, 미국인의 체형을 평균과 표준편차를 적용한 마네킹을 탑재하여 실제 마네킹의 기준으로 손이 닿는 위치 시야 등을검토하기 위한 인체공학을 접목한 부분입니다. 이 역시 DELMIA라는 BRAND 와일부를 공유하고 있는 분야입니다.  CATIA에있어서는 Human 마네킹을 정적인 상태 (주로 운전석에앉아있는 상태)를 위주로 검토한다면, DELMIA제품은 CATIA의 HUMAN 기능에다 생산시설(공장, 서비스 센터)에서실제 움직이는 작업 시뮬레이션을 고려하는 것까지 구현할 수 있는 기능이 추가되어 있습니다. 이걸로 작업의강도 작업 시 작업자의 자세의 편안함. 실제 작업을 할 때 생산속도들을 파악할 수가 있게 되지요. 노동 조합측에서 알게 되면 이 소프트웨어를 많이 싫어할 것 같네요.

다음은 Knowledge 분야입니다.

이 부분은 개념적으로CATIA의 모델링 DATA 내에다가 지식을 집어넣는 기능입니다. 가장 간단한 예로는 내가 이러한 형상을 만들기 위해서는 어떤 자료를 참조해서 넣었는지 각 형상요소 에다가 그러한형상으로 만들게 된 계기가 된 기술자료 들과 hyper link를 연결하게 하여 그 DATA를 만든 배경을 즉시 연결시킨다던가 각 치수에 따른 수식을 만든다던가 조건에 따른 특정 형상이 나타나게또는 사라지게 만들 수 있도록 해줍니다.

다음은 Equipment와 system 분야입니다.

지방의 석유화학공단에 가보시면 외관상으로만 봐도 대형 구조물들에 각종 배관들이 연결되어서 이 여러 개의 시스템이 복합적으로 꾸며져 있는 것을 쉽게 볼 수 있습니다. 이러한설계를 하고자 할 때 에는 표준품 배관을 얼마나 사용하며 어떻게 연결되어 있고 어떤 자재가 들어가는지에 대한 정보가 결과물이 중요한 요소가 됩니다. 그냥 설계상의 기능이나 형상들도 중요하지만 실제PLANT 구축을할 때 설계 이후의 자재 DB를 모아서 어떻게 발주를 줄 것인가가 큰 관심사가 됩니다.  대부분 대형공사이기 때문에 잘못 파악하면실제 완성 후 자재가 남을 수 도 있고 제때 발주를 내지 못하여 공사가 지연될 수 있는데 이때는 큰 손실을 보게 되는 것이지요. 그리고 다 지은 후에도 어떻게 유지보수를 할 것인지에 대한 매우 중요한 고려를 해야 하기 때문에 그에 맞는기능을 지원해야 합니다.

Equipment와 system 분야는 이러한 부분을 지원하기 위한 각종 기능들을지원하기 위한 분야입니다.  PIPINGDesign 분야Tubing Design분야,Wiring Harness 분야, 도관 분야 HVAC(공조)분야, 조선을 위한 선체 구조 분야 등이 있습니다. 이 부분에 대한 자세한 사항을 알고 싶으시면 Dassault Sytemese의홈페이지에(www.3ds.com) 들어가 보시기 바랍니다.

그리고 마지막으로 Infrastructure 입니다.

Infrastructure 분야에는 CAITA를 구동하기 위해 기본이 되는 필수 부분과보는 이로 하여금 실사형태의 사진처럼 만들게 해주는Rendering, Photo 등의 기능을 제공해주며라이브러리를 구축하게 한다든지 CATIA내부에서 제공해주는 재질에 대한 추가적인 관리를 하게 해주는기능들을 제공해 주고 있습니다.