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최적화, 자동화, 인공지능 설계

국립공주대학교 미래자동차공학과/S-DFMLab

홍석무 교수

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Prof. Dr. –Ing. Seokmoo Hong

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  • 1999 ~2002 : ㈜쉐이프 창업멤버, 기술이사,
  • 3차원유한요소해석 프로그램 개발 (롤포밍, 링압연, 튜브벤딩 등)

  • 2002 ~2007 : 독일 뮌헨공대 소성가공연구소 연구원
  • (BMW, AUDI, DAIMLER 등)

  • 2007 ~2011 : 삼성전자 생산기술연구소 책임연구원
  • 2011~2015 : 삼성전자 글로벌기술센터 수석연구원
  • 금형설계팀-프레스/단조 신기술

DFM(design for Manufacturing) 파트장

  • 2001 : 서강대학교 기계공학과 (학사/석사)
  • 2007 : 독일 뮌헨공대 기계공학과 (박사) Dr.-Ing.
  • 2015~ : 국립공주대학교 미래자동차공학과 학과장
  • : 금형 설계 공학과 교수
  • 대한기계학회 CAE응용분과 이사

한국소성가공학회 기술이사

한국금형학회 기술이사

3차원 유한 요소 해석

코드 개발 및 컨설팅

일본, 독일, 미국 등 수백업체 공정해석 컨설팅 5년

삼성전자 카메라, 핸드폰, 세탁기, 냉장고, 에어컨 설계 및 제조기술 10년

현대차, GM, 모비스 , 다이모스, 국방과학연구소 삼선전자, LG전자, 대우조선해양 등 자동차 부품 및 기계 분야 설계 및 제조 기술 15년차

  • LG엔솔 설계 및 해석 (2024~)
  • 유니젯 설계 및 해석 고문 (2024~)
  • 동양피스톤 설계 및 해석 고문 (2023~)
  • 삼성세메스 자동화팀 고문 (2022~2024)
  • 삼성MX 자문 교수(2022~2023)
  • 현대코퍼레이션 고문 (2023)

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세계 최고 측정 · 시험 · 접합 인프라

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GISSMO 전용 시험기 LINOVIS

GOM 3D 스캔 · DIC 변형률 계측

마찰교반용접 이종접합

변형률속도 최대 5000/s · 온도 10~1000℃ ·초고속스테레오카메라 · Al-Cu / Al-Ti 이종접합

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ANSYS 다물리 해석 — 한국 ANSYS 자문 교수

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ANSYS Fluent · Workbench · Maxwell · Mechanical 전 솔버 활용

전기배터리 멀티피직스 (구조·유체·열·전자화학)

구동모터 멀티피직스 (전자기·열·진동·피로)

한국 ANSYS 자문 교수 · Ansys 1200 라이선스 협력 · 앤시스 배터리 협업, 엘지엔솔 배터리 팩, 배터리 캔 과제

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SDFMLAB 연구사례

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전기자동차 배터리 다물리계 해석

열 해석

채널 유동 해석

진동 해석

배터리 변형 해석

IH 3차원 맞춤 코일 자동 설계

배터리 파우치 AI 디지털트윈

파단 물성 측정 및 GISSMO 해석

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SDFMLAB 연구사례

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신 체결 기술 및 공차 고려 설계

위상최적화 자동 설계(경량화)

링크 포머 디지털 트윈

다이캐스팅 냉각 채널 자동설계

[ 위상최적화 모델 ]

[ 위상최적화 과정 ]

[Link former]

[All parts of link former]

[Main parts of link former]

60 °C

[온도 분포]

[총 변위 분포]

0.2 μm

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파라미트릭 설계+CAE 자동화

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[J사] 파라미트릭 설계+CAE 자동화

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파단 방지를 위한 드로우비드 AI 설계

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[드로우비드 설계]

[해석 데이터 생성]

[AI 예측 모델]

[실시간 예측 GUI]

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AI 품질 검사

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외관·이물·라벨 자동 검사

충진량·포장 상태 판정

제조 라인 즉시 적용

자동 볼트 선별기: 투입 → 정렬 → 검사 → 양/불량

CNN 딥러닝 비전 모델

풀림방지 코팅 볼트

正確度99%

볼트. 너트. 볼스터드. 풀림방지코팅

인공지능 품질 검사 (특허, SCI)

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AI 자동 설계 (Lower arm 설계-해석(Topology/내구/진동/피로)

  • 현재 기구설계 현업에서 가장 많이 적용되는 기술목표무게 최소화강성 최대화AI가 응력 분포를 학습하여"어디를 깎고 어디를 남길지"판단
  • 기존 해석은 FEA 반복 수십~수백 회 🡪 AI수 초 내 예측
  • 전세계 Lower Arm 설계 자료/논문 RAG 학습🡪 AI Inverse 설계

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AI BC부여및해석

AI Topology Opt.

AI 자동 진동해석

AI 자동 피로해석

AI 채팅 설계

AI Inverse 설계

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전자동 공정 설계

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<금형 공정 설계 및 해석 자동화 프로세스 구축>

“전체 해석 자동화“

프로세스 구현

“다양한 설계 후보 도출”

자동화 모델링 기능 구현

설계 후보 모델 해석 및 출력

밴딩 설계 모델 해석

롤링 설계 모델 해석

1. Model design

(Parametric)

설계 변수 파라미터화를 통한 모델링 자동화

2. Press forging

Analysis

프레스 공정 해석 자동화

3. Bending Analysis

4. Rolling Analysis

롤링 공정 해석 자동화

밴딩 공정 해석 자동화

진행 완료

현재 진행 단계

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AI + CAE 자동화

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  • AI + CAE 자동화를 하고 싶으면 파라미트릭 설계가 필수

잔류응력 측정 및 해석

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자연어 CAD (Text-to-CAD) 최근 가장 뜨거운 연구 분야

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[예시]

설계자 입력

"길이 100mm�두께 5mm�M6 체결홀 4개�알루미늄 브라켓"

AI가 CAD 생성

파라메트릭 모델 생성

  • 말/글로 하면 CAD를 몰라도 부품 설계가 자동으로!

원하는 스펙을 말하면 AI 설계 및 추천

AI 베어링 자동 설계 및 해석

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A_3Dto2D 제품 설계 목적

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  • 3D 모델 이후, 2D 도면 작성

치수 누락·중복·투상 오류 발생

숙련자 경험에 의존한 도면 품질

회사별 도면 스타일 반영 어려움

검도 후 반복 수정으로 납기 지연

경영진 관점의 핵심 문제

시간

도면 초안 작성 및 검토 시간 길어짐

실수

작은 오류가 제작·검수 리스크로 확대

편차

담당자별 품질과 스타일 차이 발생

해결 방향: 3D 모델을 기준으로 2D 도면 초안을 빠르게 만들고, 자동 검토로 실수를 없애는 프로그램 개발

  • 반복 작업도 많고, 치수 하나의 누락도 제작 지연과 재작업 비용 증가
  • 작업자 숙련도에 따라 1일~ 5일

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A_3Dto2D 적용사례 [I사]

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  • A_3Dto2D 적용사례 (각 회사별 유사도 최고점 적용 사례)

기존 도면

A_3Dto2D

3차원 형상

Shaft

Cover

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AI 챗봇 설계 및 해석· 견적 자동 프로그램

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설계 · 해석 · 자동화 · 이미지 기반 엔지니어링 분석 AI 제품군

AI 챗봇 기반 기어,베어링,모터 설계 자동화

AI 견적 자동화

A_Quotation — 도면→cycle time→원가 자동 산출

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AI 도면설계 · AI DIC 측정과 동시에 GISSMO해석

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설계 · 해석 · 자동화 · 이미지 기반 엔지니어링 분석 AI 제품군

A-3DTO2D · 도면 자동화

3D↔2D 자동 변환 (48h→1분)

2D↔3D 자동 변환

AI DIC- 사진을 찍으면 변형률을 계산

&GISSMO 파라미터 결정

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AI-DIC(Digital Image Correlation) 파단시점까지 측정

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[특징]

-사진만 넣으면 AI가 유한요소해석 물성 생성 (기존 하루🡪1분)

-AI 가 GISSMO Parameter를 1분만에 (기존 일주일🡪1분)

  • 현대자동차
  • 현대트랜시스
  • 국방과학연구소
  • LG전자
  • LG엔솔
  • 만도
  • DAS
  • LG화학
  • ….

[GISSMO 과제 진행 업체]

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AI_Gear/Bearing/Motors Design & Simulation

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[특징] 채팅으로 설계, 해석 진행, 스펙 입력 시 자동 설계 추천

- 하중·속도·윤활·수명 조건을 반영한 AI 기반 베어링 형상·사양 자동 최적화

- 설계-해석 연계로 수명, 응력, 마찰, 발열 예측 결과를 빠르게 비교

- 반복 계산과 경험 의존도를 줄여 개발 시간 단축, 성능 향상, 설계 신뢰성 확보

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사출 해석 SW 개발

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프레스 설계 및 해석 SW 개발

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개발중/개발완료 AI 프로그램

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AI Design&Analysys Solution: https://aidagent.net