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아무리 그래도 CAD는 내 PC에서’라고 생각하시는 설계자께 – 클라우드 기반 CAD와 도면 협업에 대해

2021년 현재. 아직은 CAD 사용 시 라이선스를 구매하고 데스크탑에 설치해서 사용하는 것이 일반적이다. 하지만, 데스크탑 설치 방식의 CAD에 부족한 점이 전혀 없는 것은 아니다. 클라우드 사용이 보편화의 일로를 걷게 되면서, PTC의 온쉐이프(Onshape)라는 최초의 풀 클라우드 3D CAD 시스템을 시작으로 오토데스크, 다쏘시스템 등 유수의 CAD 제조사가 잇따라 클라우드 기반의 CAD 시스템을 선보여 왔다. 클라우드 기반 CAD는 PC에 설치하지 않고 클라우드 상에서 작동하는 CAD를 말한다. 다만, 고정 관념을 깨고 새로운 것을 받아들이기 위해서는 설계자들의 패러다임 자체가 바뀔 필요가 있다. 이번 기사를 통해 우리가 가지고 있는 고정 관념에 대해 돌아볼 수 있을 것이다.

캐드

클라우드 기반 캐드가 갖추어야 할 필수 요소

클라우드 기반 캐드가 보수적인 설계자로부터 살아남으려면 혁신적인 장점을 내세워야 한다. 하지만, 우선은 설치형 캐드가 가진 기본 기능은 모두 커버해야 그들의 선택을 받을 수 있다. 제품 생산에 곧바로 적용 가능한 파트와 어셈블리 및 도면 제작을 지원해야 하고, 파라메트릭, 직접 편집, 어셈블리 등을 포함해야 한다. 또한, 어떤 포맷이든 수용이 가능해야 한다.

대부분의 클라우드 기반 CAD는 Import 명령을 통해 시장에서 사용되는 CAD 포맷을 불러올 수 있다. 확장자로는 Parasolid(*.x_t, *.x_b), ACIS(*.sat), CATIA, SolidWorks(*.sldprt, *. sldasm), AutoCAD(*.dwg) 등이 해당한다. 이 외에도 IGES, EDIF, STEP 등의 중립 CAD 파일 포맷도 불러올 수 있어야 한다. 파일을 클라우드에 불러오면 원본 파일은 원본 파일대로 저장되고, 클라우드 환경으로 CAD 형상을 불러온다. 따라서 설계자들이 어떤 제품의, 어떤 버전의 CAD를 사용해왔다 해도 협업을 이룰 수 있다. Export 명령을 통해 내보낼 수 있는 확장자 역시 다양해야 한다.

협업, 클라우드 기반 캐드의 최대 장점 

클라우드 기반 CAD는 혼자 사용할 때도 충분히 유용하지만, 여럿이서 활용할 때 진가를 발휘한다. 지금까지 설계자들은 하나의 설계 파일을 수정하기 위해 해당 파일을 메일로 주고받으며 각자 수정을 추가했다. 문제는 이러한 과정에서 많은 복사본이 생긴다는 점이다. 이로 인해 최신 버전 대신 이전 버전에 수정을 가하는 실수를 저지르거나, 해킹의 위험에 노출되기도 한다. 반면 클라우드 기반 CAD에서는 복사나 잠금 작업 없이 공동 작업이 이뤄지기 때문에 파일을 주고받는 시간을 크게 줄일 수 있다.

그럼, 지금부터 설계자와 제조 기업이 클라우드 기반 캐드로 전환해야 할, 또는 관심을 가져야만 하는 이유에 대해 이야기해본다.

설치형 CAD에서 클라우드 기반 CAD로의 전환을 생각해 봐야 하는 6가지 이유

1️⃣ 편의성 관점

설치형 CAD – 번거롭고 까다로운 설치
설치형 캐드는 말 그대로 PC에 소프트웨어를 설치해서 사용한다. 요즘에는 소프트웨어 설치야 큰 문제 없이 원활하게 잘지만, CAD를 설치해서 어느 정도 사용하다 보면 윈도우즈를 밀고 다시 설치해야 하는 경우가 발생한다. 이때마다 CAD 설치는 물론 각종 설정을 맞추는 작업까지, 보통 번거로운 일이 아니다.  설치 과정에서 예상 못 한 문제점이 발생해서 시간을 더 낭비할 수도 있다. 설치할 때마다 반드시 필요한 CAD 라이선스 코드도 잘 보관해야 한다.

클라우드 기반 캐드 – 설치여 안녕~
클라우드 기반의 CAD 시스템은 ‘CAD 소프트웨어를 데스크탑에 설치하는 과정’을 없앰으로써, 지금까지 설계자들을 괴롭혀온 여러 문제를 해결했다. 사용자들은 설계 작업이 필요할 때면 언제든 크롬이나 사파리, 파이어폭스 등 기존에 사용하던 웹 브라우저를 통해 CAD 시스템에 접근하면 된다. 이는 휴대폰이나 태블릿PC에서도 마찬가지다. 모바일에서도 데스크탑에서와 마찬가지로 실제 설계 작업이 가능하다. 이에 따라 사용자들은 시간과 공간의 제약에서 벗어난다.

2️⃣ 성능 관점

설치형 CAD – 고사양 하드웨어는 필수
설치형 CAD를 데스크탑이나 워크스테이션에서 사용할 경우, 하드웨어의 성능이 CAD가 요구하는 사양에 미치지 못하면 거금을 들여 고성능 CPU 및 GPU, 대용량 RAM 및 디스크를 마련해야만 했다. 3D CAD의 경우 대형 어셈블리 모델을 로드하기 위해서는 32GB RAM과 24GB 그래픽 카드, 그리고 벽돌만 한 전원 공급기를 탑재한 PC를 장만해야 했고, 지금도 사정은 크게 달라지지 않았다. 

클라우드 기반 캐드 – 사장님 걱정하지 마세요~
클라우드 기반 CAD 시스템은 클라우드 상에서 컴퓨팅이 이루어지고 데이터도 보관되므로, 고사양 컴퓨터가 필요하지 않다. CPU의 영향을 받지 않는다. 온쉐이프의 경우도 컴퓨팅 인프라는 거의 제한 없이 제공되고, 로컬 머신의 그래픽 카드 자원 정도만이 렌더링을 위해 고려해야 할 유일한 요소다.

3️⃣이동성(편의성) 관점

설치 형 CAD – 이동성 제한
코로나-19 사태로 재택근무 명령이 떨어졌다. PC를 들고 집으로 가야 할까? 회사의 소프트웨어를 가정의 PC에 설치할 수도 없다. 노트북을 사용하는 설계자는 VPN 등을 이용해 가능하겠지만, 중소기업의 경우 지원 안 되는 경우가 더 많다. 도면을 보기만 해야하는 경우는 뷰어를 통해 확인하고 주석을 다는 정도는 가능하지만, 집에서 또는 출장 도중 CAD를 사용해 도면을 편집해야 하는 경우 설치형 CAD는 상당한 불편을 감수해야 한다. 이제 설계자들은 모바일 환경에서도 데스크탑과 마찬가지로 설계 내용을 자유롭게 편집할 수 있는 CAD 솔루션이 필요하게 되었다.

클라우드 기반 CAD – 언제 어디서나 가볍게
클라우드 기반 CAD 사용자들은 웹브라우저를 통해 CAD 시스템에 접근할 수 있다. 윈도우, 맥, 리눅스 등 OS에도 구애받지 않으며 사양이 낮은 노트북이나 태블릿 PC, 스마트폰에서도 속도나 성능의 제약 없이 자유롭게 사용할 수 있다. 이는 앞서 말한 클라우드 기반 CAD 솔루션의 경우 클라우드에서 컴퓨팅이 이뤄지기 때문이다. 대신 클라우드 기반 CAD의 성능은 인터넷 속도에 따라 달라질 수는 있다. 하지만, 아시다시피 우리나라의 인터넷 평균 속도는 29Mbps로 전 세계에서 가장 빠른 수준(세계 평균 6.3Mbps)이고, 조만간 대부분이 5G를 사용하게 될 것이기 때문에 걱정할 일은 아니다.

캡션: 클라우드 기반 CAD는 스마트폰에서도 속도나 성능의 제약 없이 자유롭게 사용할 수 있다.
클라우드 기반 CAD는 스마트폰에서도 속도나 성능의 제약 없이 자유롭게 사용할 수 있다.

4️⃣보안성 관점

설치형 CAD – 보안에 대한 위협
힘들여 설계한 데이터, 기밀 자료, 자산 관련 파일 등은 모두 회사의 귀중한 자산들이다. 외부로 유출되어서는 절대 안 되지만 알게 모르게 정보가 새어 나가는 경우가 많다. 이는 파트너, 벤더, 공급 업체에 데이터를 공유, 복사하는 과정에서 특히 자주 발생한다. 물론 문제를 예방할 방법은 있다. 물리적으로 안전하며, 네트워크에 연결되지 않고, 다른 사용자가 없으며, 기존 CAD 외에 다른 소프트웨어가 설치되지 않은 데스크톱에 데이터를 보관하면 된다. 하지만 과연 이것이 가능한가? 

실제로 오늘날 엔지니어의 데이터 공유 방식을 한 번 살펴보자. 대부분의 CAD는 파일 기반 시스템으로 이메일 전송, PDM에 보관, FTP 사이트에 업로드, 드롭박스(Dropbox)나 구글 드라이브(Google drive)와 같은 스토리지 서비스 등을 이용해 데이터를 저장, 공유한다. 이러한 방법은 그리 안전하지 않다.

 기존 작업 환경에서는 CAD 파일을 공유할 때마다 의식하지 못하는 사이에 통제되지 않는 파일의 사본이 무한정 생성될 수 있다.
기존 작업 환경에서는 CAD 파일을 공유할 때마다 의식하지 못하는 사이에 통제되지 않는 파일의 사본이 무한정 생성될 수 있다.

특히 이메일의 경우 공용 인터넷을 통해 데이터가 전송되기 때문에 자사에서 아무리 엄격한 데이터 보안 시스템을 구축해도 파트너사에 제대로 된 보안 대책이 없으면 말짱 도루묵이다. 실제로 이메일 한 번 보내는데 여러 복사본이 생성될 수 있기 때문이다. 다음의 경우를 보자. 메일이 발송되면 메일 서버에서 파일을 복사한다(복사 1). 수신자는 파일을 로컬 컴퓨터에 다운로드한다(복사 2). 또는 다른 메일 계정으로 전달할 수도 있다(복사 3). 별도 컴퓨터나 동료에게 보낼 수도 있다(복사 4). USB 드라이브에 복사해서(복사 5) 집에 가져갈 수도 있다. 이처럼 데이터 사본은 기하급수적으로 증식할 수 있다. FTP 사이트, PDM 또는 드롭박스 중 어떤 것을 사용하든 마찬가지로 위험하다.

클라우드 기반 캐드 – 빈틈없이 보호한다
그렇다면 더 안전하게 데이터를 공유할 수 없을까? 클라우드 기반 CAD 시스템에서는 가능하다. 복사본이 무한정 생성되는 문제에서 자유롭다. CAD 시스템과 CAD 데이터가 클라우드라는 하나의 위치에만 존재하여 원본 버전은 언제나 단 하나뿐이기 때문이다.

클라우드 기반 CAD에서는 작업자마다 권한을 다르게 부여할 수 있다. 권한은 편집이나 보기를 포함해 복사, 통합 문서 연결, 내보내기, 공유, 코멘트, 삭제 등으로 세분화되어 있다. (사진은 PTC의 온쉐이프 사례)
클라우드 기반 CAD에서는 작업자마다 권한을 다르게 부여할 수 있다. 권한은 편집이나 보기를 포함해 복사, 통합 문서 연결, 내보내기, 공유, 코멘트, 삭제 등으로 세분화되어 있다. (사진은 PTC의 온쉐이프 사례)

데이터 공유 방식도 사용자에게 다양한 권한을 할당할 수 있게 되어있다. 공유 대상에게 주어지는 권한은 편집, 보기, 복사, 통합 문서 연결, 내보내기, 공유, 코멘트, 삭제 등으로 세분화되어 있다. 이미 권한을 부여했다 하더라도 프로젝트가 끝나면 권한을 취소시킬 수도 있어 안전하다. 회사별, 팀별 그룹을 생성하여 여러 사용자에게 편하게 공유할 수 있어서, 원하는 사람에게만 정보를 공유하고 싶다면 이 기능을 이용하면 된다.

클라우드 기반 CAD인 온쉐이프의 경우 로그인 과정에서 이중 인증(Two-factor Authentication)이 도입돼 있다. 즉 아이디/패스워드 외에 구글 인증기, 다양한 OTP 앱 등을 적용해 이중 인증을 설정할 수 있기 때문에 훨씬 안전하다. 이처럼 단 하나의 원본을 가지고 있으며, 이에 접근하는 사용자를 완벽하게 통제할 수 있으므로 기밀 정보가 보호될 가능성이 매우 높다. 

또한, 온쉐이프의 경우는 AES-256 암호화와 SSL 그리고 강력한 TLS 1.2보안 인증을 받았다. AES(Advanced Encryption Standard)-256은 암호 알고리즘의 하나로 국가 표준이었던 DES(Data Encryption Standard)의 취약점을 보완하고 있다. SSL(Secure Sockets Layer)은 웹 브라우저와 웹 서버 간 데이터를 안전하게 주고받기 위한 표준 프로토콜로 마이크로소프트사 등 주요 웹 제품 업체가 채택하고 있다. 마지막으로 TLS(Transport Layer Security)는 SSL의 뒤를 잇는 강력한 프로토콜로, SSL보다 보안이 강화되었다.

5️⃣경제성 관점

설치 형 CAD – 고가의 라이선스와 하드웨어 비용
라이선스 당 수백만 원을 호가하는 CAD. MFG의 설문조사에 따르면 CAD 사용 시 가장 큰 어려움은 ‘CAD 라이선스와 유지 및 관리, 하드웨어 구매 등에 드는 비용’을 꼽았다. 설치형 CAD를 도입하는 과정에서 맨 먼저 맞닥뜨리는 것이 ‘사양’이라는 이름의 벽이다. 회사에서 고가의 워크스테이션을 지급해주는 ‘행복한 설계자’에게는 별문제가 없겠지만, 일반 컴퓨터가 지급되는 사용자는 업무에 불편함을 호소할 수밖에 없다. 우선 대용량 RAM을 추가하고, 전문가급 그래픽 카드도 필수적이고, 이외에도 CPU, 전원공급기 등 필요한 하드웨어가 산더미다. 그렇다면 클라우드 기반의 CAD 솔루션은 비용 문제를 어떻게 해결할 수 있을까.

MFG가 작년 4월 실시한 CAD 관련 설문조사에 따르면 CAD 사용 시 가장 큰 어려움은 ‘CAD 라이선스와 유지 및 관리, 하드웨어 등에 소요되는 비용’을 꼽고 있다.
MFG가 작년 4월 실시한 CAD 관련 설문조사에 따르면 CAD 사용 시 가장 큰 어려움은 ‘CAD 라이선스와 유지 및 관리, 하드웨어 등에 소요되는 비용’을 꼽고 있다.

클라우드 기반 형 – 합리적인 비용으로!
클라우드 기반 CAD 솔루션의 가장 큰 장점은 소프트웨어를 설치하지 않더라도 언제 어디서나 구동할 수 있다는 사실이다. 이는 워크스테이션에만 해당되는 이야기가 아니다. 노트북, 태블릿 PC, 휴대폰 등 인터넷이 갖춰져 있다면 그곳이 곧 사무실이다.

또한, 클라우드 기반 CAD의 경우 대부분 SaaS(Software as a Service) 방식 또는 서브스크립션 방식의 라이선스 모델을 채용한다. 이는 라이선스를 영구적으로 소장하는 것이 아니라 원하는 기간만큼 구독하는 개념이다. 최근 대부분의 소프트웨어 기업들이 구독형 라이선스 모델로 전환하고 있다. 이는 많은 기업이 비용을 단번에 지불하기보다는 다달이 내는 것을 선호하는 요구와 맞아떨어진다. 이는 기업 내 직원의 변동이 잦아지면서 유연성과 확장성이 높은 솔루션의 필요성이 높아졌기 때문이다.

중소기업에 있어 CAD 프로그램 한 카피 구매하기 위해 수백만 원을 단번에 지출하는 것은 커다란 리스크다. 사정이 여의치 않아 직원 수를 줄이기라도 하면 한층 더 난처해진다. 반면 클라우드 기반 CAD 솔루션은 필요할 때만 비용을 지불하면 되기 때문에 갑작스러운 상황 변화에 빠르게 대처할 수 있다.

6️⃣확장성 관점(데이터 관리)

설치 형 CAD – 업그레이드와 데이터 관리
설계만으로도 머리가 터질 것 같은데 손상된 파일, 체크인을 잊은 동료 직원 등 설계 이외의 요소들까지. 설계자를 괴롭히는 외적인 요인은 다양하다. CAD 소프트웨어에는 항시 업데이트 도는 버전 업그레이드가 수반된다. CAD 솔루션의 버전을 컨트롤하고 설계 데이터 간의 충돌을 막기 위해 필요한 것이 PDM 시스템이다. 

설계자들은 PDM을 통해 설계상의 변경 사항을 파악하고, 각자의 설계 변경 히스토리를 관리할 수 있다. 하지만 PDM의 도입으로 인해 설계자들은 지금까지 생각해본 적 없는 문제들과 맞닥뜨리게 되었다. 수천만 원에 이르는 시스템 자체 가격부터 번거로운 체크인(파일의 수정 권한을 반납하는 것) 및 체크아웃(파일의 수정 권한을 확보하는 것) 과정, 눈덩이처럼 불어나는 복사본까지.

사면초가에 빠진 설계자들
‘번거로운 CAD 파일 관리’는 기존 CAD 시스템이 가진 최악의 요소 중 하나다. CAD 파일 관리와 관련해 특히 설계자들을 힘들게 하는 문제로 세 가지를 들 수 있다.

기존 CAD 시스템에서는 폴더나 파일의 이름이 바뀔 경우 파일 참조가 깨져 일일이 수정해야 한다.
기존 CAD 시스템에서는 폴더나 파일의 이름이 바뀔 경우 파일 참조가 깨져 일일이 수정해야 한다.

첫 번째는 ‘파일 참조 갱신’이다. 기존 CAD 시스템을 시작하려면 파일 이름을 지정하는 방법과 폴더 구조를 표시하는 방법을 결정해야 한다. 문제는 그 방법이 변경되었을 때다. 파일이나 폴더 이름이 바뀌면 파일 참조가 깨져 도면이나 어셈블리를 불러올 수 없게 된다. 결국 설계자들은 설계 작업을 미뤄둔 채 깨진 파일 참조를 일일이 고쳐야 한다.

두 번째는 ‘백업 파일을 관리’하는 문제다. 하드디스크 드라이브, 백업 소프트웨어, 클라우드 스토리지 서비스 등 다양한 선택지 가운데 적절한 것을 골라야 한다. 또 주기적으로 백업을 복원해 모든 파일이 제대로 작동하는지 확인할 필요가 있다.

참조 파일 갱신 이상으로 성가신 것은 설계 파일이 손상되는 일이다.
참조 파일 갱신 이상으로 성가신 것은 설계 파일이 손상되는 일이다.

마지막 문제는 ‘손상된 파일’이다. 파일을 불러올 수 없다는 경고 메시지가 뜨면 사실상 설계자가 할 수 있는 일은 없다. 처음부터 다시 작업할 뿐이다.

여러 명의 사람이 같은 책을 읽고 토론을 한다고 가정해보자. 책 한 권을 돌려 본다면 모든 이들이 책을 읽기까지 오랜 시간이 걸릴 것이다. PDM 역시 마찬가지다. 책을 읽기 시작하는 것을 체크아웃, 책을 다 읽고 반납하는 것을 체크인이라고 볼 수 있다. 만약 누군가가 다 읽은 책을 반납하지 않는다면, 나머지 멤버들은 발만 동동 굴러야 한다. 기존의 CAD 시스템에서도 체크인과 체크아웃이 반복되면서 설계 기간은 엿가락처럼 마냥 늘어지기만 한다.

또 PDM 시스템에서는 파일을 체크아웃할 때마다 복사본이 만들어지며, 파일을 첨부해 협력사 직원에게 메일을 보낼 때도 복사가 이뤄진다. 이에 따라 비슷해 보이는 파일이 기하급수적으로 늘어나 최신 버전을 찾기 힘들어진다.

클라우드 기반 CAD – PDM이 필요 없어
상기 문제는 복잡한 문제처럼 보이지만, 이들 데이터 관리 문제는 클라우드 기반의 CAD 시스템을 통해 손쉽게 해결할 수 있다. 클라우드 기반의 CAD 시스템에서는 ‘파일’이라는 개념이 존재하지 않기 때문이다. 

PTC 온쉐이프의 경우를 예로 들면, 이 솔루션은 CAD의 기본 아키텍처를 바꿔 PDM의 필요성을 아예 없앴다. 온쉐이프에는 ‘파일’이라는 개념이 존재하지 않으며, 설계자들은 동일한 마스터 CAD 데이터에 수정을 가한다. 온쉐이프는 맨 처음 설계 데이터를 생성할 때부터 모든 설계 변경 히스토리를 자동으로 저장한다.

히스토리는 브랜치(branch) 형식으로 보여주기 때문에 설계자는 원하는 시점으로 돌아가 해당 시점에 이어서 설계 작업을 할 수 있다. 또 병합, 비교 등이 가능한 브랜치 편집 기능이 포함되어 있어 여러 설계자의, 다양한 버전의 데이터를 서로 비교한 뒤 다른 버전들을 병합할 수 있다. 파일 이름에 ‘최종’ 또는 ‘진짜 최종’과 같은 수식어를 붙일 필요가 없는 것이다.

온쉐이프의 브랜치 편집 기능. 설계 변경 과정이 모두 자동으로 저장되므로 설계자는 원하는 시점으로 돌아가 해당 시점부터 설계 작업을 이어서 하면 된다. 또 여러 버전의 데이터를 비교한 다음 최선 안을 선택하거나 다른 버전들을 병합할 수 있다.
온쉐이프의 브랜치 편집 기능. 설계 변경 과정이 모두 자동으로 저장되므로 설계자는 원하는 시점으로 돌아가 해당 시점부터 설계 작업을 이어서 하면 된다. 또 여러 버전의 데이터를 비교한 다음 최선 안을 선택하거나 다른 버전들을 병합할 수 있다.

PTC 공식 파트너인 모두솔루션의 김상진 부장은 “클라우드 기반 CAD, 특히 온쉐이프는 CAD 업계에서 가장 혁신적이며 앞으로 설계 분야가 나아가야 할 방향까지 제시하는 제품이다. 설계, 협업, 데이터 관리 등을 안전한 클라우드 기반에서 사용할 수 있는 데다가 저비용에 고효율까지 갖춘 클라우드 CAD 시스템이다. 아직 PTC 코리아의 판매 정책이 확정되지 않았지만, 올 상반기 중에 한국에서 판매될 것으로 예상한다.”라고 밝혔다.

About 이상준 기자

생산제조인을 위한 매거진 MFG 편집장 이상준입니다. 대한민국 제조업 발전을 위해 일합니다.

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