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[설계]매번 시뮬레이션을 반복하느라 시간과 비용이 부담된다면? - 메타모델로 바로 예측해 보세요.

  • 25-07-11 00:00
  • 웹스시스템코리아
조회수 14

지난 글에서는 데이터 기반의 설계가 왜 중요한지, 또 SmartSIM을 통해 어떻게 손쉽게 설계 변수와 결과를 분석할 수 있는지 알아보았다. 이제 다음 단계로 나아갈 차례이다.

✅설계 변수를 바꿀 때마다 매번 시뮬레이션을 해야 하는가?
✅반복 시뮬레이션과 테스트의 시간 및 비용을 크게 줄일 방법은 없을까?

바로 이 고민에 대한 강력한 해답은... 메타모델(Meta-model) 이다.

메타모델(Meta-model)이란 무엇인가?

메타모델이란 실제로 수행한 시뮬레이션이나 시험에서 얻은 데이터를 바탕으로, 수학적/통계적 학습을 통해 구축된 예측 모델을 의미한다.

좀 더 쉽게 말하면, 실제 해석을 반복하지 않고도 몇 초 만에 시뮬레이션과 거의 유사한 결과를 예측해주는 일종의 가상 시뮬레이션 모델이라고 생각하면 된다. 이렇게 구축된 메타모델은 새로운 입력 조건이 주어질 때마다 즉각적인 결과를 제공하여, 설계 과정의 효율성을 획기적으로 높여준다.

메타모델이 중요한 이유: 설계 효율성 극대화

설계 현장에서는 이런 고민을 자주 듣는다.

"설계 변수 하나 바꿀 때마다 해석을 돌리려니 너무 시간이 오래 걸립니다."

"시뮬레이션이 끝날 때까지 기다릴 수 없어서 감(感) 이나 경험에 의존하게 되네요."

바로 이런 상황에서 메타모델이 매우 큰 가치를 발휘한다. 메타모델이 있다면, 설계자는 더 이상 반복적인 시뮬레이션을 하지 않아도 된다. 설계자가 새로운 변수를 입력하면, 메타모델이 즉시 결과를 예측해주기 때문이다. 설계자는 시간과 비용을 줄이면서도, 더 정확한 판단과 빠른 설계 결정을 내릴 수 있다.

SmartSIM에서 제공하는 다양한 메타모델 종류

SmartSIM은 아래와 같은 메타모델들을 제공한다.

Isotropic Kriging
MLS (Moving Least Squares)
Polynomial Regression

각 메타모델은 나름의 강점과 활용 방법이 있으며, 설계 환경과 데이터 특성에 따라 선택적으로 사용할 수 있다. 각 메타모델의 구체적인 내용에 대해서는 SmartSIM 탐구 시리즈의 다음 편에서 하나씩 자세히 다뤄볼 예정이다.

메타모델 기능 활용 사례

실제 고객 사례를 통해 메타모델의 강력한 효과를 쉽게 이해할 수 있다.

모 제조기업 A사는 제품 설계 중 설계 조건을 바꿀 때마다 매번 구조해석을 수행하느라 시간과 비용이 과도하게 들어갔습니다. 하지만 메타모델링 기능을 도입한 이후, 동일한 설계 조건에서 새로운 결과를 얻는 시간이 "하루 → 1분 이내"로 대폭 줄어들었습니다.

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