모델 기반 설계를 사용한 위험 완화: GasTOPS와의 Q&A

"모델 기반 설계를 통해 설계 단계에서 추진 시스템을 모델링하고 시뮬레이션함으로써 위험을 완화하며, 시스템을 구축하기 전에 문제를 사전에 해결할 수 있습니다."

과제

USS Makin Island의 추진 제어 알고리즘 개발

솔루션

MATLAB 및 Simulink로 모델 기반 설계를 사용해 선박의 주요 시스템 모델링, 제어 알고리즘 개발 및 검증, 선상 교육 및 HIL 테스트 설정을 위한 코드 생성

결과

  • 시뮬레이션 시간 2/3 단축
  • 주요 설계 문제 조기 식별
  • 반복적으로 모델 재사용

GasTOPS는 방위, 항공, 해양, 에너지 및 운송 산업의 고객을 위한 첨단 기계 유체 감지 및 분석 제품을 설계하고 제조하며 지원합니다.

새로운 업무 방식을 모색하게 된 계기는 무엇인가요?

우리는 USS Makin Island의 하이브리드 가스 터빈 및 전기 추진 시스템의 동적 응답을 분석해야 했습니다. 또한 우리는 시스템의 제어 전략을 설계해야 했습니다. 우리는 정확한 플랜트 모델과 파라미터 연구를 수행하고, Hardware-in-the-Loop 테스트를 위한 코드를 생성할 수 있는 역량이 필요했습니다. 초기에는 Fortran과 자체 개발 툴을 사용했으나, 우리는 엔지니어들이 소프트웨어 툴을 개발하는 대신 터빈 및 추진 시스템 분석과 같은 본연의 전문 역량에 집중할 수 있기를 원했습니다.

왜 모델 기반 설계를 선택했나요?

우리의 하이브리드 시스템은 기계, 전기 등 다양한 분야에 걸쳐 있습니다. 모델 기반 설계를 통해 이러한 복잡한 멀티도메인 시스템을 실제 구축하기 전에 시뮬레이션함으로써 위험을 완화할 수 있습니다. 시뮬레이션을 통해 멀티도메인 시스템을 이해하는 것은 우리 비즈니스에 매우 큰 가치를 제공합니다.

현재까지 어떤 성과를 얻었나요?

통상적으로 이러한 프로젝트에서는 시뮬레이션 결과를 얻는 데 6개월이 소요됩니다. 하지만 모델 기반 설계를 통해 우리는 두 달 내에 결과를 도출할 수 있었습니다. Simulink® 시뮬레이션을 통해 우리 팀과 고객은 해상 시운전 이전에 선박 시스템의 성능을 미리 확인할 수 있었습니다. 우리는 제어기 설계를 검증하고, HIL 테스트 코드를 생성하며, 선상 교육 환경을 구축하기 위해 모델 요소를 재사용함으로써 비용을 절감하였습니다.