경계를 넘어선 성장: 자율주행 기술을 통한 항공우주 및 방위 분야의 성장

회사의 미래를 상상할 때 무엇을 바라보십니까? 위험한 환경을 탐색하고 현장에서 인간에게 신뢰할 만한 지원을 제공할 수 있는 자율주행 전기 수직 이륙 및 착륙(eVTOL) 항공기일 수 있습니다. 또는 달 표면을 탐사할 때 독립적으로 작동할 수 있는 완전 자율주행 탐사선을 설계 중일 수도 있습니다.

무인 항공기(UAV), 무인 지상 차량(UGV), 무인 수중 차량(UUV)부터 자율주행 항공기 간 연료 보급, 경로 정리, 승객 운송, 응급 서비스, 우주 운영에 이르기까지 항공 우주 및 방위(A&D) 분야의 자율주행 기술의 한계는 하늘이 아닙니다.

활용도 높은 이 기술은 앞으로도 계속 성장할 것입니다. UAV 시장의 예상되는 성장은 2024년 302억 달러에서 2029년에는 485억 달러에 이릅니다. 이러한 성장은 A&D 시장 전반에 걸쳐 예상되며, 우주 자율주행 내비게이션 시스템, 도시 항공 모빌리티(UAM) 시장 및 그 외의 시장이 향후 10년 동안 높은 속도로 성장할 것입니다.

자율주행 기술이 왜 그렇게 빠르게 성장하고 있는지 궁금하다면 A&D 산업에서 채택이 가속화되는 4가지 주요 이유가 있습니다.

1. 안전 및 운영 효율성 향상. 자율주행 기술은 까다로운 환경에서 정밀하고 일관된 작업을 수행할 수 있습니다.
2. 미션 역량 향상. 자율주행 기술은 정보, 감시 및 정찰(ISR)과 같은 장기적인 임무를 수행할 수 있습니다.
3. 작업자를 위한 지원 향상. 자율주행 기술은 비행 중 비상 사태를 처리하는 등 작업자의 부담을 줄일 수 있습니다.
4. 신흥 시장에서 새로운 기회 발굴. 자율주행을 사용한 현장 배송과 같은 새로운 애플리케이션은 향후 몇 년 동안 성장할 것입니다.

이러한 이점을 구현하기 위해 조직은 빠르게 변화하고 성장하는 시장에서 정확하고 안전하며 최대한 효율적으로 개발된 최적화된 자율주행 시스템을 구축할 수 있어야 합니다. A&D 분야의 리더 기업이 이러한 목표를 달성하기가 쉽지 않지만 자율주행 기술 개발 프로세스 전반에 걸쳐 넘어야 할 장애 요소입니다.

토대를 마련하기: 자율주행 기술 개발 프로세스

자율주행 기술 분야에서 혁신을 이루려면 엔지니어링 팀이 이 기술의 과제를 해결하면서 전체 제품 설계 및 개발 프로세스에 대해 엄격하고 포괄적인 접근 방식을 취하도록 보장해야 합니다. 중요한 건 이 프로세스가 직선형이 아니라는 것입니다. 자율주행 시스템은 지속적으로 개발 및 수정되는 순환형 방식을 취합니다. 이 프로세스의 각 부분을 분석하고 최적화해야만 새로운 규모의 혁신이 가능합니다.

자율주행 기술을 위한 고전적인 V 사이클 제품 개발 프로세스는 미션 엔지니어링에서 시작됩니다. 이때 팀은 미션 요구 사항을 파악하고 설계가 견고하고 규정을 준수하는지 확인하며 모든 변수를 고려해야 합니다. 이 단계의 주요 중점 영역에는 운영 개념(ConOps) 및 운영 설계 도메인(ODD)을 생성하는 것이 포함됩니다.

다음 단계는 제품 엔지니어링으로, 자율주행 시스템의 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성 요소가 미리 결정된 목표와 요구 사항을 가장 효과적으로 달성할 수 있도록 설계, 개발 및 최적화합니다. 특정 자율주행 기술에 따라 이 단계에는 광범위한 엔지니어링 작업이 포함될 수 있습니다. 몇 가지 예로는 카메라 시스템 설계, 유도, 내비게이션 및 제어(GNC) 시스템과 같은 임베디드 소프트웨어 개발, 디스플레이 시스템 및 증강 현실 헤드업 디스플레이(HUD)와 같은 인간-기계 인터페이스(HMI) 기술 개발 등이 있습니다.

다음 단계는 시스템 통합으로, 엔지니어는 전체 시스템 요구 사항을 충족하기 위해 하드웨어와 소프트웨어를 비롯한 모든 구성 요소와 하위 시스템이 원활하게 연동되도록 해야 합니다. 이 프로세스에는 센서 배치 최적화부터 사이버 보안에 대한 업계 표준 충족에 이르기까지 모든 것이 포함됩니다.

V 사이클의 다음 단계는 이처럼 복잡한 자율주행 시스템이 구현하는 제조 단계입니다. 그 후 엔지니어는 운영 단계에 도달하여 팀이 진단 및 개발된 시스템의 자율주행 수준을 비롯하여 이러한 시스템이 얼마나 효과적으로 작동하는지 정확하게 분석해야 합니다. 이 단계의 일환으로 엔지니어는 센서를 사용하여 시스템 운영에 대한 데이터를 수집하며, 이 데이터는 최종 단계인 유지에서도 활용할 수 있습니다.

이 개발 주기의 중요한 마지막 단계는 개발된 자율주행 시스템을 유지하기 위한 지속적인 분석, 업그레이드 및 현대화 프로세스입니다. 또한 엔지니어는 센서에서 수집된 데이터를 사용하여 유지 관행을 알리고 가동 중지 시간을 최소화합니다.

미션 엔지니어링부터 유지에 이르기까지 엔지니어와 연구원은 설계가 비용 및 시간 효율적인 방식으로 안전, 신뢰성, 성능 및 정확성을 보장하는 주요 과제를 해결하고 있는지 확인해야 합니다. 이 블로그 시리즈에서 볼 수 있듯이 시뮬레이션 소프트웨어는 팀이 가상 환경에서 자율주행 소프트웨어 정의 차량의 성능을 예측하고 개선하도록 도울 수 있습니다. 실제로, Ansys의 고유한 모델 기반 접근 방식은 개발의 모든 단계에서 지속적인 확인 및 검증을 가능하게 하여 사용자가 차세대 지능형 커넥티드 시스템을 신속하게 제공할 수 있도록 지원합니다.

A&D 분야에서 예측 기술의 미래

자율주행 기술이 성장함에 따라 시스템 자체가 인간의 운영에서 자율운영으로 전환하는 것을 볼 수 있을 것이다. 자율주행의 미래를 살펴보면, 이 분야의 전문가들은 앞으로 수십 년 동안 중요한 기능을 위해 인간에게 의존하는 자동화에서 완전한 자율주행 시스템(예: 항공기가 독립적으로 중요한 결정을 내리는 것)으로 성장할 것이라고 생각합니다. 이러한 미래를 현실화하려면 기업이 이 분야에서 진정한 혁신을 이룰 수 있도록 지원해야 합니다.

이렇게 성장하는 분야에서 선두를 유지할 수 있도록 Ansys는 고충실도와 빠르게 조정 가능한 개발 툴을 통해 경쟁 우위를 제공할 뿐만 아니라 혁신의 선두에 설 수 있는 전략적 이점을 조직에 제공합니다. 자율주행 기술에 대해 자세히 알아보고 e-book을 비롯한 추가 리소스를 다운로드해 보십시오.