제품을 실제로 제작하기 전 가상공간에서 성능과 제조공정을 검증하는 시뮬레이션 기술이 충북 제조산업의 경쟁력을 높이는 핵심 수단으로 자리 잡고 있다. 충북테크노파크를 중심으로 전문 연구기관과 기업지원기관이 역량을 결집한 공정혁신시뮬레이션센터가 지역 제조기업의 개발기간 단축과 생산성 향상, 비용 절감 등 실질적인 성과를 창출하고 있다.
충북TP는 2024년부터 총사업비 267억8000만원을 투입해 '충북청주 공정혁신시뮬레이션센터 구축 및 운영사업'을 추진하고 있다. 산업통상부와 충북도, 청주시가 지원하는 이 사업은 충북TP를 주관기관으로 한국기계연구원(KIMM), 한국과학기술정보연구원(KISTI), 한국표준협회(KSA)가 참여했다.
센터는 청주산업단지 지식산업센터 내 6~8층 약 2150㎡ 규모로 구축됐다. 고성능 컴퓨팅(HPC) 시스템과 제품·공정 설계 및 해석 소프트웨어(SW)를 기반으로 기업의 기술적 애로사항 해결을 지원한다. 구조·유동·전자기장·열해석부터 공정 설계와 최적화까지 제조 전주기에 걸친 기술지원이 가능하다.
특히 각 참여기관의 전문역량을 연계해 단순 장비 활용을 넘어 인공지능(AI) 기반 공정예측부터 정밀해석, 전문인력 양성까지 아우르는 지원체계를 구축한 것이 특징이다.
충북TP는 사업 총괄과 함께 시뮬레이션 인프라 구축, 제품·공정 설계 및 해석 기술지원, 기업 수요발굴 등을 담당한다. 2024년 10건, 2025년 25건, 2026년 36건 등 3년간 총 71건의 시뮬레이션 기술지원 과제를 선정했다. 제품 및 공정 설계·해석 기술서비스와 시뮬레이션 관련 컨설팅·기술자문 등을 포함한 지원 실적은 199건에 달한다.
KIMM은 AI 기반 시뮬레이션 기술 고도화에 주력하고 있다. 그린광학, 지에스티산업, 엠플러스, 케이피티 등 지역 제조기업을 대상으로 공정예측과 AI 기반 자동 분석·객체 탐지 SW 등을 활용해 43건의 기술지원을 추진했다. 제조 현장의 데이터와 이미지 분석을 통한 공정 최적화 기반을 마련하고 있다.
KISTI는 고성능 컴퓨팅 인프라를 활용한 정밀 시뮬레이션 기술지원을 담당한다. 기업별 기술 수요에 맞춰 1차 서류심사와 2차 대면평가를 거쳐 지원 대상을 선정하고 총 43건의 기술지원을 수행했다. 기술지원 종료 후 실시한 만족도 조사에서는 97점을 기록했다.
KSA는 기업별 시뮬레이션 기술 수요발굴과 전문 컨설팅을 통해 총 130건을 지원했다. 특히 실질적인 기술 수요를 파악하기 위해 컨설팅 지원 분야를 15개로 세분화하고 수요기업과 전문기관 간 연계를 강화했다.
이처럼 4개 기관이 추진한 기업 기술지원 실적은 총 415건에 달한다. 이와 함께 수행기관 공동협업을 통한 '모두의 AX 공정혁신 수요발굴단'을 운영하며 에스엔티, 엠케이켐엠텍, 테크윈 등 11개 기업을 대상으로 연계 기술지원도 추진하고 있다.
기관 간 협력체계는 기업의 기술 도입 장벽을 낮추는 동시에 실제 제조현장 문제를 해결하는 성과로도 이어지고 있다.
충북TP가 지난달 실시한 수혜기업 104개사 대상 성과조사에 따르면 제품 개발·설계 기간 단축률은 평균 17.0%로 나타났다. 조사 대상 기업이 응답한 제품 매출은 총 387억3200만원이며, 이 가운데 사업 기여 매출은 28억2670만원으로 분석됐다.
지원사업 만족도는 평균 91.9점에 달했다. 서비스 품질 92.2점, 전달 품질 92.0점, 성과 품질 91.7점으로 모든 영역에서 높은 평가를 받았다. 전반적 만족도 조사에서도 응답기업 104개사 모두 만족 이상이라고 답했다.
기업별로는 제품 품질과 공정 효율 개선 효과가 두드러졌다. 광학부품 전문기업 그린광학은 코팅 후 파면 변화 예측 기술을 도입해 관련 불량률을 8%에서 3%로 낮췄다.
제조 자동화 분야에서도 성과가 나타났다. 코엠에스는 자율이동로봇(AMR) 도입 효과를 가상으로 검증해 대상 공정 가동률을 기존 80%에서 100%로 높일 수 있는 개선안을 도출했다.
충북TP는 시뮬레이션 장비 활용도를 높이고 지역 제조기업의 자체 기술 역량을 강화하기 위한 맞춤형 전문인력 양성에도 주력하고 있다. 올해 교육 운영자료 기준 총 34개 교육과정을 운영해 236명의 수료자를 배출했으며, 교육 만족도는 95점을 기록했다.
교육은 도내 제조기업 재직자와 구직자를 대상으로 현장 수요에 기반한 시뮬레이션 SW 전문교육으로 이뤄져 있다. CATIA를 활용한 3차원(3D) 기구 설계, 설계 기반 해석 시뮬레이션, 구조 및 열유동 해석, 스마트 제조공정 레이아웃 설계 등 총 18개 교육과정을 설계해 기업 실무에 필요한 기술 활용 역량을 높이고 있다.
KSA도 제조기업의 디지털 전환과 AI 활용 역량 강화를 위한 교육을 지원했다. 지난해 교육 효과 분석과 올해 교육 수요조사 결과를 바탕으로 예지보전을 위한 설비 진단, 제조 시뮬레이션과 디지털 트윈, 품질 데이터 분석, 생성형 AI 기반 시뮬레이션 데이터 분석 및 업무 자동화 등 총 16개 교육과정을 설계했다.
특히 기존 설계·해석 중심의 전문교육을 제조 데이터 분석과 AI 활용 영역으로 확대해 기업이 시뮬레이션 결과를 실제 공정 개선에 활용할 수 있도록 지원하고 있다. 이를 통해 외부 전문가에 대한 의존도를 낮추고 기업 스스로 설계 검증과 공정 최적화를 수행할 수 있는 기술 역량을 확보하도록 한다는 계획이다.
충북TP는 향후 시뮬레이션 기술을 AI 기반 제조혁신으로 확장할 계획이다. 기존 설계·해석 인프라에서 확보한 데이터를 AI와 접목해 제품 개발부터 제조공정 최적화, 현장 실증까지 연계하는 지원체계를 구축한다는 구상이다.
특히 총사업비 301억원 규모 '충북청주 첨단반도체패키징분야 AX 실증산단 구축사업'과 연계해 시뮬레이션 기반 제조혁신 성과를 충북 주력산업 전반으로 확산할 방침이다.
박순기 충북TP 원장은 “센터가 구축한 고가의 장비와 SW를 활용하면 기업의 초기 투자 부담을 줄이면서 제품 개발과 공정 개선의 효율을 높일 수 있다”며 “기업별 지원 성과를 꾸준히 발굴해 지역 제조업 전반의 디지털 전환으로 확산하겠다”고 말했다.
충북=이인희 기자 leeih@etnews.com
