P LM PLM 전반의디지털프로세스의현재와미래 PLM 기반의가상현실프로세스 이번호에서는 PLM 기반의가상현실프로세스를위해가상현실구축시고려해야할사항과주요기능, 활용성그리고솔루션사용법등에대해알아본다. 연재순서 제1회자동차 & 하이테크업계의디지털프로세스기술동향과로드맵제2회 R&D를위한디지털검증프로세스, RDV 및자동간섭체크를이용한실시간디지털검증제 3 회매뉴팩처링을위한 Virtual Factory 프로세스제4회 PLM 솔루션기반의디지털프로세스구축방법제5회자동차 & 하이테크업계를위한 PLM 기반의가상현실프로세스제6회자동차 & 하이테크업계를위한메카트로닉스프로세스제7회디지털프로세스의베스트프랙티스및향후과제 류용효 UGS 코리아의차장이자 Technical Consultant 로, BD Team 에서 Technical Pre-Sales 업무를하고있다. 주요관심분야는 PLM Digital Process, Virtual Reality, PDM, Solution Architect 이다. E-Mail yong-hyo.ryu@ugs.com 가상현실의필요성에대해서는많은이견들이있다. 필요하기는한데, 반드시필요한지에대해서는의견이분분하다. 그이유를찾는다면, 도입목적과업무의효율성들을적절히찾지못한데서비롯된다. 또한, 프로젝터의기술의발전과 3D CAD의발전으로굳이 VR( 가상현실 ) 시스템을도입할타당성을쉽게찾지못하기도한것이원인이기도하다. 지난호에서언급한제조업체에서주요관심사항은시대에따라조금씩다른양상을띄고있다. 3D 모델링, DMU( 디지털목업 ), 데이터관리 (PDM), 생산공정관리 (Manufacturing), PMS( 프로젝트관리 ), 협업 (Collaboration). 서서히 R&D 분야에서매뉴팩처링으로이동하고있는추세라고할수있겠다. 하지만, 무엇보다도 R&D 기반이확립되어야후속프로세스가안정화될수있다. 과거 VR이라고함은주로디자인분야의스타일링리뷰가대부분을차지했었는데, 2000년이후급속히발전하여, 이제는 PLM 기반에서누가빨리, 자주반복적으로, 지속적으로활용할수있느냐에관점이모여지고있다. 이것은더이상일부전문가의특정영역에서보편화되고일반적인업무영역에서도수행가능할수있는수준까지진행되고있다. 이것을뒷받침해주는것이사전에많은것들이정의되어있고, 이정의에따라적용만하면훌륭한 VR 이미지가만들수있다. PLM기반의 VR 프로세스 PLM 기반의 VR 프로세스는사실상기업에서보유하고있거나앞으로만들어질인프라를활용하여, 기업의가치를높일수있다. 170 C 2006/1
PLM 전반의디지털프로세스의현재와미래 단편적인볼거리에서기업에서추구하는실제제품및공장의이미지를 Virtual로옮겨놓을수있다. 물론투자보다많은이익을가져와야만투자가치가있는것은사실이다. 여기에는 TOP으로부터개발기간단축, 비용절감, 품질향상등의요구에서부터출발할수있다. 또한 CAD, 스타일링툴들과의차별성도필요하다. 무엇보다중요한것은데이터의재활용성도들수있다. 데이터데이터 VR 구축시고려사항 VR 구축시고려사항은아래그림과같이 6가지로분류한다. PDM 도입시도입컨설팅이필요하듯이 VR에서도목표한효과를거두려면필요한항목이다. 또한시스템이턴키로공급되지않는다면나중에시스템간의문제발생시중재해줄수있는역할이필요하다. 따라서 VR 컨설팅과시스템통합은경험있는전문가의도움이필요하다. VR 컨설팅, 시스템통합에의해나머지항목들이구체적으로결정될수있다. 기대품질대비예산등을고려, 회사규모에맞는적정한시스템을구축할수있다. Power Wall 1. VR Consulting 고객요구사항, 비용고려최적의프로세스및시스템도출 그림 1. CAD 대 VR 데이터이미지비교 2. 시스템통합 VR Consulting 시도출된시스템들의상호연결성검토및통합 표 1. 패러다임의변화 현재 미래 일부전문가에의한구현 ( 전문화 ) 일반유저도쉽게접근 ( 보편화 ) 특정기능및고품질추구 다양한기능및고품질추구 스타일링영역 스타일링, DMU, 인간공학영역확대 1회사용 반복사용 CAVE 3.Hardware CPU Speed, Memory (GB), Hard Disk, Graphic pipes 4. Software Support PLM solution Support stereo (Active &Pass) 5. Projector Active or Passive Stereo Projector: CRT/LCD/DLP Screen Size and Type (CAVE, Powerwall, Curved) Number of Projectors Number of Channels Number of stereo glass [Enterprise (Styling+DMU+PLM] VisMockUp-Concept,CatiaV5 DMU Navigator P3 [Styling Review] RTT, Opus, Alias Image used VisMockUp-Concept2005 provided by Brigham Young University 6. 주변장치 Tracker(Magnetic or Ultrasonic) API(Trackd, Cavelib, etc) HMD, Automation Automation 그림 4. VR 구축시고려사항 VR 적용이미지비약적인기술의발전으로시스템가격은낮아지고, 기능및품질은더좋아지고있다. 따라서, DMU 검증시 3D CAD에서사용된색상을보통그대로사용했었는데, 보다더현실에가깝게구현하고자, 색상및패턴, 배경이미지를추가함으로써, 그림 2. VR 프로세스 ( 현재 ) 보다더사실감있는 DMU 검증이가능하게되었다. 그림 3. VR 프로세스 ( 미래 ) 그림 5. VR 적용이미지비교 (DMU 대 VR) 2006/1 C 171
P LM VR 의주요기능 주요기능상세설명 VisMockUp 주요기능 (DMU 기능 ) 3D section 3D Clearance - 간섭체크 (option) 3D align 3D animation(option) 3D Motion(option) Ergonomics - Vis Jack(option) 자동간섭계산기능 - ClearanceDB with TC Engineering(option) VisMockUp-Concept Desktop(VR 생성기능 ) Advanced Appearance Editor 1. Materials, Textures a.phong Shading b.gouraud Shading 주요기능 Presenter Scene Asset Library Integration with Teamcenter 지원하드웨어 상세설명 Tools for playback of scenes a. Scene Navigation(Next, Previous, First, Last, Go to #) b. Manual advance and Slideshow Mode c. Display Scene Name, Page # d. Performance Metrics(frame rate, polygon count, etc) e. Full Screen Modes Full + Toolbars Full + Snapshots Useful samples Save, Restore, and Update Windows 2000, XP Professional VisMockUp-Concept Show Room (VR Center 지원 ) c.bump mapping d. Transparency 2. Lights Ambient, Spot, Directional, Point Decals Placards High-end, Immersive Display support CAVE, Curved wall, Power wall a. Displays CAVE, Cove, Powerwall b. Interaction Devices (a) Use sensors to point at, pick and manipulate objects in immersive environments (b) Tracked InterSense Wand InterSense Head Tracker (c) 6 DOF Spaceball, Magellan, Gamepad (d) 2 DOF Mouse, Gyro-mouse c. Control the camera for the 3D view via head tracking c. A sensor configuration definition(scd) file describes devices used and event mapping Interaction Devices Trackd(VRCO) 지원 1:1 Scale Behaviors Actions, triggers a. 3D Geometry Actions-Visibility/Geometry Flipbook / Translate, Rotate, Scale/Spin/Material Change b. 2D Object Actions - Visibility c. Lights - Visibility/Position 지원하드웨어 Preview Modes 윈도우 XP, SGI, HP SV7 a. 데스크탑의프리뷰멀티파이프디스플레이환경 (unwrapped view) b. Determine how presentations will look in the actual VR room and/or when collaborating with another environment c. Positions objects in the display environment c. Conferencing is supported between both similar and dissimilar display environments( 예 : desktop 과 CAVE, for example) Scene Workspace Build & Manage presentations a. New snapshots tree view for scene management b.nodes represent all the content captured from the 3D environment c.mechanism to launch Appearance and Behavior editing tools d. Name and organize presentation scenes 172 C 2006/1
PLM 전반의디지털프로세스의현재와미래 VR 의활용성 VisMockUp-Concept2005 실행초기화면 주요기능상세설명 VisMockUp-Concept Desktop (VR 생성기능 ) 디지털목업과연계하여누구에게필요로하겠는가? 어느분야의리얼리즘에가치가있는가? a. Design integrators b. Packaging Engineers c. Human Interface a. Conceptual Design b. Industrial Design professionals c. Marketing PLM 에연계된가치 VisMockUp-Concept Show Room (VR Center 지원 ) 어디서몰입 (Immersive) 디지털목업이가치가있는가? a. Extend JT Pipeline b. Real-time Interaction with High Realism b. Integration with Teamcenter a. Product Planning b. Immersive Design Reviews c. Shop Floor Maintenance/Repair Training 1 아래그림과같이 DuneBuggy.jt를연다.(Teamcenter Visualization 2005를설치시예제설치필요 ) PLM 에연계된가치 a. Real-time Interaction with JT Data b. Extend JT Pipeline VR Center 활용성 디자인품평회 DMU 평가 DMU+VR 평가 DMU+VR+Manufacturing 마케팅및홍보용신입사원교육용다양한멀티미디어디지털데이터의활용성다양화접근용이성 렌더링, 스타일링, 디자인컨셉 디지털목업을이용한설계검증 외관품질평가및상품성평가 시작품제작전생산기술검증 다양한제품을디지털로구현함으로써품질향상도모 제품의구조및조립성평가를디지털로함으로써이론적교재의한계극복 고화질의 DVD Digital Theater 로활용 PDM 과 DMU 로축척된디지털데이터의재활용 신제품설계검토시과거데이터활용및검토용이함. 제품의문제발생시디지털데이터의접근용이성으로문제현상파악및개선용이 2 menu 에서 View/Standard Views/+Isometric 선택한다. VR 솔루션사용법 VisMockUp-Concept2005 따라하기사실 VisMockUp 5.1 까지만해도 DMU 솔루션영역까지만지원했는데, VisMockUp 2005에는 Visconcept 4.0이 VisMockUp-Concept으로마이그레이션되어 VR 기능을지원한다. Appearance Editor 메뉴에서아래와같이 Edit materials, Material pallete를클릭한다. 2006/1 C 173
P LM 창들을아래그림과같이 drag 하여위치를조정한다. 환경매핑작업 Material Editor Drag to side of screen 재질작업 Material Palette Drag to bottom of screen 확정된 appearance 속성은사용가능한것은다음과같다. 라이브러리를저장하거나, 기존에만들어진것을사용할수있다. 텍스처맵, 범퍼맵, 환경맵 재질관리, 이미지, 텍스쳐좌표, 빛 어셈블리에 appearance 속성조절기능을사용할수있다. 모델에컬러범위적용 재질적용 빛적용사용가능한 3가지타입은다음과같다. Directional - 방향빛은위치를가지지않고방향만있다. 태양과같은무한형태의빛을시뮬레이션하여사용할수있다. 포인트 - 포인트빛은포인트빛으로부터의오리지널방향빛. 룸의공모양의빛과같은실내의빛형태를시뮬레이션하여사용할수있다. 스팟- 스팟빛은위치와방향을다가지고있다. 장면 (Scene) 내의특별한빛을사용할수있다. 174 C 2006/1
PLM 전반의디지털프로세스의현재와미래 룸추가 ( 배경이미지삽입 ) 먼저해당 part를선택한다.(capture selected or capture visible) 그리고 Trigger로 Z key 를누르면동작이되도록설정한다. 메뉴에서 Concept - presenter 로프리젠테이션을시작한다. 배경삽입시위치를조정할수있다. 또한색상을다이나믹스트롤을이용하여손쉽게보정할수있다. 맺음말 VR의시장성은사실많이위축되어있다. 그이유는앞에서언급했듯이, 목표대비효과를명확하게나타내주지못하기때문인것도하나의원인이다. 또한구축비용이많이들어가기때문에필요로하지만당장필요로하는가에사실상도입의필요성에대해의문을제기할수있다. 동작성 (Behavior) 작업다양한동작을구현할수있다. 여기서는 Spin을이용한턴테이블을일정한간격으로회전시키는방법을알아보자. 하지만앞에서언급했듯이사내의인프라를최대한활용하고, 다용도의경제적가치를고려한다면, 적정한예산으로많은효과를볼수있으리라기대한다. 2006/1 C 175