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Katholieke Universiteit Leuven
Academic NX Solid Edge Simcenter Teamcenter
Katholieke Universiteit Leuven

벨기에의 한 대학교는 Siemens 솔루션을 사용해 제품 설계 및 제조 분야의 미래 엔지니어를 양성합니다

Leuven, Belgium

NX, Simcenter 및 Teamcenter는 KU Leuven이 제조 산업의 디지털 혁신에 맞게 학생들을 준비시킵니다

Academic NX Solid Edge Simcenter Teamcenter

벨기에의 한 대학교는 Siemens 솔루션을 사용해 제품 설계 및 제조 분야의 미래 엔지니어를 양성합니다

Leuven, Belgium

NX, Simcenter 및 Teamcenter는 KU Leuven이 제조 산업의 디지털 혁신에 맞게 학생들을 준비시킵니다

quotation marks KU Leuven 학생들은 Learning Advantage 이러닝 포털에 무료로 무제한 액세스 할 수 있습니다. Professor Dr. Ir. Bert Lauwers, 엔지니어링 기술 교수진 KU Leuven
과제
  • 제품 개발과 생산 관련 교육 진행
  • 디지털화를 활용하는 인재 양성
  • 제품 설계와 검증, 생산을 통합하는 학생 양성
성공 비결
  • 대학 전반에서 Siemens 소프트웨어와 온라인 학습을 사용할 수 있는 기회 제공
  • 모든 설계 작업에 NX 소프트웨어 사용
  • 설계 검증에 Simcenter 사용
  • 정보 관리 및 협업에 Teamcenter 사용
결과
  • 완벽한 디지털 트윈을 사용해 학생들에 제품 개발 역량 제공
  • 학생들이 생산에 최적화된 제품 설계를 할 수 있도록 지원
  • 학생들이 설계 및 생산 효율성을 극대화 할 수 있도록 지원

Katholieke Universiteit Leuven

여러 곳에 캠퍼스를 보유한 KU Leuven은 유럽에서 가장 유서 깊은 대학 중 하나입니다. 거의 모든 분야에서 교육 및 연구를 진행하며, 학과 및 연구 그룹별로 구성된 연구 활동을 비롯해 교육을 제공합니다. 교수진과 학과는 세 그룹으로 분류됩니다. 인문사회과학, 과학, 공학기술 (SET) 및 생물 의학 각 그룹에는 박사 교육 프로그램을 박사 학위 과정이 있습니다.

https://www.kuleuven.be/english/

quotation marks Siemens는 학생들에 미래의 과제를 해결할 수 있는 엔지니어가 되기 위한 교육에 필요한 소프트웨어 리소스를 제공합니다. Professor Dr. Ir. Bert Lauwers, 엔지니어링 기술 교수진 KU Leuven
quotation marks KU Leuven 학생들은 Learning Advantage 이러닝 포털에 무료로 무제한 액세스 할 수 있습니다. Professor Dr. Ir. Bert Lauwers, 엔지니어링 기술 교수진 KU Leuven

디지털 엔지니어링 교육 방식

Katholieke Universiteit Leuven (KU Leuven)은 벨기에에서 가장 큰 대학교입니다. 루벤에 있는 메인 캠퍼스를 비롯해 전국에 14개 캠퍼스가 있으며 5만 8천여 명의 학생들이 50개 학과에 등록돼 있습니다. 그 중 20여 개는 과학, 공학 및 기술 전공입니다. 2013년 벨기에 교육 시스템 개편으로 학교 수준에서 한층 실용적인 교육을 제공하게 된 공대는 현재 KU Leuven에서 전보다 큰 비중을 차지합니다.

“공대에는 공학, 공학 기술 및 생명 공학의 세 가지 공학 분야가 있습니다." Bert Lauwers, KU Leuven 공학기술학과장 "우리에게 학문은 그저 논문만 작성하는 것이 아닌, 일종의 사고방식입니다. 공학도를 미래 커리어에 대비시키고 Industry 4.0 시장 혁신을 가져올 인재로 양성하려는 KU Leuven의 방식은 우리 대학을 유럽 최고의 대학으로 만들었습니다." 

KU Leuven은 모든 학생이 전공에 관계없이 캠퍼스 실험실 (FabLab)에서 여러 3D 프린터를 비롯한 장비를 사용해 실험할 수 있는 개방형 방식을 추진합니다.

공학부는 5년 과정으로 운영되며, 루벤 캠퍼스에 모든 시설이 있습니다. 공학기술학부의 4년제 커리큘럼은 한층 실용적입니다. 수업은 벨기에 플랑드르 지역에 있는 여러 캠퍼스에서 진행됩니다. KU Leuven의 캠퍼스 중에는 교류 대학인 Thomas More University College와 공유하는 메헬렌 지역 소재 De Nayer 캠퍼스가 있으며, 학생들은 여기서 3년제 전문 학사 과정을 공부합니다.

그림 1: KU Leuven의 eClipse Formula Electric 팀 학생들은 Formula Student 챌린지에 사용되는 전기 레이스카 제작합니다. 지능적인 제조 과정에서 NX, Simcenter 및 Teamcenter와 같은 Siemens Digital Industries Software 솔루션을 사용해 전체 제품 생성 프로세스 체인을 처리합니다. KU Leuven

디지털 트윈 구축 방법을 배우다

가상 제품 개발 과정에서 두 학부 전공생들은 Siemens Digital Industries Software의 2D/3D CAD를 위한 가장 완벽한 시스템 인 Solid Edge® 소프트웨어를 사용해 일상에 사용되는 제품을 모델링합니다. 어셈블리 구조와 모양이 더욱 복잡해지면서 3년차 학사 및 석사 과정 학생들은 CAD/CAM/CAE를 위한 최고의 통합 솔루션인 Siemens의 NX™ 소프트웨어로 전환했습니다. 이 과정에서 학생들은 파라메트릭 모델링을 비롯한 다양한 설계 방식을 적용하는 방법을 배웁니다. 이와 함께 제조 프로세스가 CAD 모델이나 제품 자체에 미칠 수 있는 영향을 파악하는 방법도 배웁니다.

작업 중에 학생들은 STEP 또는 IGES와 같은 개방형 CAD 파일 형식 사용과 관련된 정보가 누락된 점을 발견합니다. 이 작업을 통해 탄생하는 것이 바로 설계한 제품의 디지털 트윈입니다.

Lauwers 교수는 “우리 학생들은 15년 전부터 디지털 트윈을 만들기 시작했습니다. 디지털 팩토리나 Industry 4.0과 같은 용어가 나오기도 전입니다"라고 말합니다. "우리는 디지털 트윈으로 전체 제품 작동 양식을 나타낼 수 없다면 그건 완전한 디지털 트윈이라고 할 수 없다고 가르칩니다."

컴퓨터 통합 제조 과정에서 학생들은 가장 먼저 HMI에서 공작 기계를 프로그래밍하는 방법을 배웁니다. Solid Edge를 사용해 만든 파일로 벨기에의 유명 양조장에서 사용하는 맥주잔의 금속 모델과 같은 간단한 객체를 생성합니다. 이후에 학생들은 NX CAM을 사용해 포스트 프로세서를 개발하고 5축 NC 공작기계용 프로그램을 만듭니다.

또한 Siemens Simcenter™ 포트폴리오 소프트웨어로 제품 및 공작 기계의 디지털 트윈을 시뮬레이션 해 프로그램의 유효성을 검사합니다. 마지막으로 실제 가공으로 이 시뮬레이션 결과를 검증합니다.

그림 2-3: KU Leuven의 학생들은 가상 제품 개발 과정에서 Siemens Digital Industries Software의 Solid Edge 소프트웨어 및 NX CAD 소프트웨어를 사용해 복잡한 어셈블리 구조와 모양으로 일상 제품을 모델링합니다.

완전히 확장 가능한 소프트웨어 지원

기계 공학부 학생들은 기계 가공 프로젝트에서 5축 공작 기계와 레이저 도구를 통합해 같은 기계로 하는 사전 가공, 레이저 경화 및 마무리 작업을 한층 쉽게 만들었습니다. 공작 기계 축을 사용해 레이저를 이동시키는 방식은 너무 느려서 과도한 어닐링을 발생시킵니다. 교수진과 박사 과정 학생들은 함께 빠른 레이저 스캐닝으로 축 이동을 결합했습니다. 이들은 NX 소프트웨어를 사용해 이 통합 프로세스에 맞는 포스트 프로세서를 개발해 프로토타입 기어 생산에 소요되는 시간을 단축했습니다.

혁신적인 기업가정신을 장려하는 대학원 프로그램 하에서 KU Leuven 및 Thomas More University College의 공학부 학생들은 Formula Student 챌린지에 사용할 전기 레이스카를 제작합니다. KU Leuven의 eClipse Formula Electric 팀은 여러 학생으로 구성되어 있으며, 타이트한 일정 하에 프로젝트를 진행합니다. NX CAD, NX CAM 및 Simcenter 외에도 Siemens의 Teamcenter® 포트폴리오 소프트웨어를 사용해 다양한 시뮬레이션을 실시합니다.

KU Leuven의 박사 과정 학생들은 제품 설계 및 제조 분야의 주류 기술 자리에서 약간 밀려난 Siemens 소프트웨어를 활용해 뼈암 연구를 진행하고 있습니다. 연구 목표는 뼈암으로 인해 발생한 구멍이 뼈 강도에 미치는 영향을 파악하는 것입니다. Simcenter를 사용해 NX로 스캔본을 3D 모델로 변환한 실제 뼈의 디지털 트윈에 대해 강도 분석을 실시합니다. 또한 NC 프로그램을 생성하고 실제 뼈의 X-선 영상에서 발견된 구멍을 밀링해 실제 강도 테스트 결과를 검증합니다. 학생들은 이 방법으로 이 구멍을 메우는데 사용되는 다양한 보충재 속성을 테스트하기도 합니다.

그림 6: KU Leuven 학생은 NX 소프트웨어를 사용해 5축 공작 기계에서 동시 가공 및 레이저 경화 옵션이 가능하도록 포스트 프로세서를 프로그래밍 했으며, 이를 통해 모든 톱니 바퀴가 있는 프로토타입 기어박스를 만드는 데 걸리는 시간을 한 달에서 하루로 대폭 단축했습니다.

성공적인 장기적 파트너십

Lauwers 교수는 “커리큘럼이 다양한 만큼 각 프로젝트 요구사항에 맞게 사용하는 소프트웨어 제품도 다양합니다" 라고 말합니다. "CAD와 제조 심화 과정을 공부하는 박사 과정 학생들은 Siemens Digital Industries Software 제품을 조합해서 사용합니다."

현재 KU Leuven은 모든 공학도와 KU Leuven Association에 속한 타 대학 학생들에 Siemens 제품을 제공합니다. 학생들은 7천 개의 Siemens 제조 라이선스를 대여해 자택에서 오프라인으로 프로젝트에 사용할 수 있습니다.

Lauwers 교수는 “KU Leuven 학생들은 사용하기 쉽고 편리한 Siemens Learning Advantage e-Learning 포털을 무료로, 무제한으로 사용할 수 있습니다. "인터넷 브라우저를 통해 Siemens Digital Industries Software 솔루션에 대한 기술과 지식을 얻을 수 있는 비용 및 시간 효율적인 방법을 제공합니다"라고 설명합니다. 학생들은 방대한 자습 과정과 평가 라이브러리를 이용할 수 있습니다.

이와 같은 교육 포털을 자유롭게 사용할 수 있는 것은 30여 년 이상 계속되어 온 Siemens와 KU Leuven의 장기적 파트너십이 있기 때문입니다. 실제로 시뮬레이션 및 테스트에 사용되는 Simcenter 포트폴리오의 일부인 LMS International은 KU Leuven의 공학부에서 시작됐습니다.

이 파트너십의 일환으로 "Dual Desk" 라는 이름의 박사 과정 프로그램이 있습니다. 여기 속한 Siemens 소속 연구진은 학계 관계자와 산업 관계자의 감독 하에 박사 과정 연구를 진행합니다. 또한 Siemens는 혁신적인 산학 협력 방식으로 널리 인정받는 프로그램인 공동 실험 세션이나 자사 전문가 파견을 정기적으로 주최합니다.

Lauwers 교수는 “Siemens와의 파트너십으로 학생들에 미래 과제를 해결하는 엔지니어 양성에 필요한 소프트웨어 리소스를 제공합니다. Siemens 소프트웨어 포트폴리오의 발전으로 학생들에 목적에 맞게 디지털화를 효율적으로 활용하는 방법을 가르칠 수있는 많은 기회가 생겼습니다" 라고 말합니다.

그림 7: Agoria Solar Team의 KU Leuven 학생들은 Siemens Digital Industries Software 솔루션을 사용해 연례 행사인 Bridgestone World Solar Challenge에 참여하기 위한 태양열 레이스카를 설계, 시뮬레이션 및 제작합니다.
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