[SIGMASOFT] 5.2.0 최적화(Optimization) 모듈 출시!
2017-07-25

매뉴얼 해석의 경우 1 차 해석을 통해 결과를 검토한 후에 모델 형상을 개선하거나 공정 조건을 수정하여 2, 3, …, n 차 해석을 통해 최종 방안을 결정하지만, 이때 최종 방안을 최적 방안이라고는 할 수 없다. 이러한 매뉴얼 해석의 단점을 개선할 수 있는 최적화 모듈이 SIGMASOFTv5.2에서 출시되었다. SIGMASOFT 최적화 모듈은 실험계획법을 도입하여 최적의 사출 방안을 도출할 수 있게 되었다. 실험계획법은 최소한의 실험으로 최대한의 정보를 얻을 수 있으며, 가장 영향력이 큰 인자를 발견하고 최적 조건을 단시간에 찾을 수 있기 때문에 제품 품질은 향상시킬 뿐만 아니라 비용 절감과 엔지니어 작업 시간을 단축시킬 수 있다.

 


그림 1. SIGMA Manual simulation vs. Optimization simulation



 SIGMASOFT 최적화는 아래와 같은 컨셉으로 진행된다. 우선적으로 최적화 해석을 진행 하는 목적을 생각한다. 이는 현재 제품에 문제가 되고 있는 사항은 무엇인지, 어떻게 그 문제를 해결할지 인식하고 개선 후의 목표를 설정하면 된다. 그 후 문제 사항에 영향을 미칠 수 있는 인자를 분석하여 변수를 설정하고, 제약 조건을 설정한다. 예를 들면 최적화 해석 목적을 특정 영역의 변형량 최소화로 설정했다면 제품 형상, 게이트 위치, 수지 및 금형 온도, 사출 조건, 보압 조건 등 여러 가지가 변수가 될 수 있다. 변수를 설정한 후에는 정략적으로 결과의 품질을 비교 평가 할 수 있는 기준을 설정한다. 해석 완료 후에 각 품질 기준의 가중치를 설정 하여 최적 디자인을 도출하게 된다. 품질 기준 설정 후에는 효율성 확보를 위해 모델링과 mesh를 단순화하고 적합하고 효과적인 알고리즘을 설정한다. 알고리즘의 경우 변수들의 조합 수를 설정하는 것과 같다. 해석이 완료되면 각 변수 인자들이 품질 기준에 영향을 미치는 정도를 평가하고, 비교 분석하여 최종의 최적 디자인을 결정한다.


그림 2. SIGMA Optimization Concept



  최적화 해석을 위한 Workflow 는 매뉴얼 해석과 유사하다. Geometry 에서 모델링 작업 후, Mesh 에서 요소 분할을 하고 Definition 에서 공정 조건 설정을 한다. 추가되는 항목은 Optimization 항목으로 변수 인자와 목표로 하는 품질 기준을  설정하고, 최적화 알고리즘을 선택해야 한다. 해석 진행 후에 Assessment 에서 결과를 비교 분석하여 Results 에서 각 디자인에 대한 해석 결과를 확인하는 순이다. 모델링 형상이 변수가 될 경우에는 Geometry 에서 추가 작업을 필요로 한다. 형상에 대한 모델링을 import 할 수 있으며, 또는 SIGMA 내에서 모델링하여 설정한다.




그림3. SIGMA Optimization Workflow

 


최적화 결과를 분석하는 방법은 Plot analysis, Parallel coordinates, Range analysis, Data table 등이 있다. (그림 4) 설정한 변수들에 의해 품질 기준으로 지정한 인자들이 얼마나 영향을 받으며, 어떤 변수에 의해 가장 영향을 많이 받는지 확인 해야한다. 추가 해석을 할 경우 영향을 미치지 않는 변수들을 제외 시켜 해석 시간을 단축 시킬 수 있으며, 검사 성적 또는 제품 규격이 있을 경우 변수 및 품질 기준의 범위를 조절하여 더 정확하게 목표치에 해당하는 최적의 디자인을 엔지니어가 선택할 수 있다. 만약, 최적화 해석을 적용하지 않는다면 최적의 디자인을 도출하기 위해 엔지니어가 직접 각 변수들을 바꿔가면서 해석을 하나하나 진행하고 결과를 확인 및 비교 해야 한다. 최적화 해석은 이러한 수고를 덜 수 있다.



그림4. SIGMA Optimization Assessment & Results