바퀴를 다시 만드는 것을 멈추세요: CAD-3D 파이프라인을 확장하는 방법

많은 엔지니어링 팀이 똑같은 난관에 부딪힙니다. CAD 파일이 쌓여간다. 리뷰 속도가 느려지고 있습니다. 모델을 봐야 하는 사람은 모델을 열 수 없고, 열 수 있는 사람은 다른 사람들을 위해 변환할 시간이 없습니다.

이 가이드는 그러한 문제를 겪고 있는 모든 사람을 위한 것입니다. 3D 엔지니어, 디자이너, 개발자 및 이들을 지원하는 IT 직원. 이 글에서는 확장 가능한 CAD-실시간 3D 파이프라인에 필요한 요소와, 임시 스크립트 및 일회성 변환 방식이 대규모 환경에서 더 이상 작동하지 않는 이유, 그리고 실제 운영 환경에서 이 문제를 해결한 기업들의 사례를 분석합니다.

이는 어떤 도구를 선택하든 관계없이 자신의 파이프라인을 평가하는 데 사용할 수 있는 실용적인 프레임워크입니다.

이 가이드는 누구를 위한 것인가요?

3D 엔지니어, 디자이너 또는 개발자: 파이프라인이 수행해야 하는 작업에 대한 기술적 분석입니다.

IT 책임자 또는 데이터 엔지니어링 책임자: 이는 여러분에게 중요한 거버넌스, 비용 및 확장성 관련 질문을 다룹니다.

두 그룹 모두 공통의 목표를 가지고 있습니다. 바로 복잡한 3D 데이터를 사일로에서 꺼내 필요한 사람들에게 안정적이고 반복적으로 제공하는 것입니다.

제1장: 현실 격차 - CAD 데이터가 사일로에 갇히는 이유

직접 봐야 믿을 수 있다. 팀이 자신들이 만들고 있는 것을 3차원으로 실시간 시각화할 수 있을 때, 더 나은 의사결정을 내릴 수 있습니다. 설계상의 결함을 더 일찍 발견할 수 있습니다. 제품 출시 속도를 높여줍니다.

대부분의 조직은 이런 식으로 운영되지 않습니다. 디자이너와 엔지니어는 특수 CAD 도구를 사용하여 미래의 제품을 설계합니다. 제품 마케터부터 공장 관리자에 이르기까지 팀의 모든 구성원이 평면도와 정적인 슬라이드를 검토합니다. Unity 이러한 단절을 현실 격차 라고 부릅니다. 모델을 가장 잘 이해하는 사람이 종종 그 모델을 열 수 있는 유일한 사람이기 때문입니다.

현실 격차를 초래하는 구체적인 병목 현상은 세 가지가 있습니다.

• 압형. CAD, PLM 및 실시간 엔진은 기본적으로 서로 다른 언어를 사용하는 경우가 드뭅니다. 그들 사이의 모든 인수인계는 데이터 손실이나 수동 재구축의 위험을 수반합니다.
• 시간. 복잡한 조립품 하나를 수작업으로 변환하고 최적화하는 데 며칠이 걸릴 수 있습니다. 수백 개의 조립품과 수십 개의 제품 라인으로 곱해보면, 미처리 주문량은 상당할 수 있습니다.
• 전문적 지식. 이러한 도구들 간에 데이터를 이동하는 방법을 아는 사람들은 대개 소수의 전문가들입니다. 그들이 바쁘거나 자리를 비우면, 그로 인해 파이프라인이 멈춰버립니다.

이러한 문제들은 모두 새로운 것이 아닙니다. 달라진 점은 그들을 무시했을 때 드는 비용이라는 것입니다. 제품이 더욱 복잡해졌습니다. 검토 주기는 더욱 분산되어 있으며, 종종 여러 시간대와 분야에 걸쳐 진행됩니다. 그리고 3D 모델이 원본 파일만큼 빠르게 업데이트되어야 한다는 기대가 점점 커지고 있습니다.

현실과의 격차를 해소하기 위해 구축된 파이프라인은 단순히 파일을 한 번 변환하는 데 그치지 않습니다. 이 시스템은 조직이 새로운 어셈블리를 생산하는 규모와 관계없이 모든 반복 과정에서 전문가의 모니터링 없이도 작동해야 합니다. 이것이 바로 일회성 변환과 확장 가능한 파이프라인의 차이점이며, 이 가이드의 나머지 부분에서 다루는 주제입니다.

제2장: 3D 파이프라인에서 확장성이란 무엇을 의미하는가

CAD에서 3D로의 변환 워크플로우를 파이프라인이라고 부르는 것은 쉽습니다. 확장 가능한 모델을 만드는 것은 더 어렵습니다. 차이점은 다섯 단계로 요약되는데, 각 단계는 사람이 매번 수동으로 다시 작업하지 않고도 제대로 작동해야 합니다.

1. 섭취하세요. 파이프라인은 설계팀이 실제로 사용하는 모든 형식을 수용해야 합니다. 기계 CAD 도구, BIM 패키지, 포인트 클라우드 스캔 또는 다른 엔진에서 내보낸 메시 등 어떤 형식이든 상관없습니다.

2. 전환하다. 매개변수 기반인 CAD 데이터와 다각형 기반인 실시간 3D 데이터는 서로 다른 것이며, 아무리 수동으로 정리하더라도 대규모 데이터에서는 그 차이가 변하지 않습니다. (3장에서는 그 이유를 다룹니다.) 파이프라인은 이 번역을 자동으로 수행해야 합니다.

3. 최적화 (하다). 일반적으로 원본 CAD 파일을 불러오면 용량이 너무 커서 실시간으로 처리하기 어렵습니다. 파이프라인은 사람이 모든 파일을 일일이 열어보지 않고도 파일을 최적화해야 합니다(예: 형상 단순화, 관련 세부 수준 생성).

4. 중앙집권화하고 통치하라. 모델이 변환되면 누군가는 해당 모델을 찾고, 최신 버전을 파악하고, 누가 모델을 보거나 변경할 수 있는지 제어할 수 있어야 합니다.

5. 분배하다. 완성된 결과물은 최종 사용자가 사용하는 애플리케이션이나 장치에 도달해야 하며, 원본 파일이 변경될 때 자동으로 업데이트되어야 합니다.

이러한 단계 중 하나만 제대로 처리하고 나머지는 제대로 처리하지 못하는 워크플로는 파이프라인이 아닙니다. 병목 현상이 발생하지만 단계는 더 적습니다. 다음 장에서는 이러한 각 단계에서 기술적으로 어떤 일이 발생하는지 살펴보고, 5장에서는 이 목록을 여러분의 파이프라인을 포함한 모든 파이프라인을 평가하는 데 사용할 수 있는 체크리스트로 변환합니다.

제3장: CAD에서 실시간 3D로의 파이프라인 구조

먼저 질문부터 시작해 보겠습니다. 3D 엔진이 CAD 파일을 직접 열 수 없는 이유는 무엇일까요?

정답은 기하학입니다. CAD 도구는 정확한 매개변수 곡면(때로는 BRep 또는 NURBS라고도 함)을 사용하여 형상을 기술합니다. 그러한 정밀도가 바로 기계 엔지니어가 마이크론 단위까지 부품을 설계하는 데 필요한 것입니다. 하지만 3D 엔진은 파라메트릭 표면을 렌더링하지 않습니다. 이들은 메시를 렌더링합니다. 메시는 평면 삼각형들의 모음으로, 빠른 속도로 모양을 정확하게 표현할 수 있도록 구성됩니다. 하나를 다른 하나로 바꾸는 것은 선택 사항이 아닙니다. 3D 엔진에서 사용할 수 있도록 복잡한 데이터를 최적화하는 것은 모든 CAD-3D 파이프라인이 수행해야 할 첫 번째 작업입니다.

그 단계에서는 단순한 형태 이상의 것을 보존해야 합니다. 유용한 파이프라인은 다음을 유지합니다.

• 계층 구조 덕분에 천 개의 부품으로 이루어진 조립품은 천 개의 부품으로 구성된 상태를 유지합니다.
• 재질과 색상이 그대로 유지되어 모델이 원래 모습과 비슷하게 보입니다.
• 메타데이터를 통해 하위 팀에서 모델을 검색, 필터링 및 보고할 수 있습니다.

여기서는 포맷 호환성이 중요합니다. Unity Asset Transformer AutoCAD, CATIA, STEP, IFC, Revit 및 glTF 파일을 포함하여 70개 이상의 CAD, BIM, 메시 및 포인트 클라우드 형식을 지원합니다. 엔지니어링 팀은 단 하나의 도구만 사용하는 경우가 드물기 때문입니다. 파이프라인이 현재 CAD 팀에서 사용하는 형식만 처리하도록 설계되었다면, 다른 팀, 다른 공급업체 또는 인수 합병으로 인해 다른 형식이 도입될 경우 뒤처지게 될 것입니다.

형상 변환이 완료되면 실시간 사용에 앞서 일반적으로 더 가볍게 만들어야 합니다. 일반적인 최적화 기법은 다음과 같습니다.

• 삼각형의 개수를 줄이는 축소법.
• 리토폴로지는 복잡한 메쉬를 단순화된 메쉬로 재구성하는 기술입니다.
• LOD(Level of Detail) 생성 기능으로 멀리 있는 물체는 자동으로 낮은 해상도로 렌더링됩니다.

마지막으로, 파이프라인은 완성된 에셋을 웹 뷰어로 스트리밍하거나, 3D 엔진 프로젝트로 다운로드하거나, XR 헤드셋으로 전송하는 등 유용한 곳으로 이동시켜야 합니다. 원본 CAD 파일이 변경되면, 확장성이 뛰어난 파이프라인은 이 전체 과정을 자동으로 다시 실행하고 모델 사용자에게 새 버전이 준비되었음을 알립니다.

이 장의 모든 단계는 수동으로 수행할 수 있으며, 단일 모델의 경우 실제로 수동으로 수행하는 경우가 많습니다. 문제는 대규모 반복인데, 4장에서 바로 이 부분을 다룹니다.

제4장: 건설 vs. 구매 - '충분히 좋은 파이프라인'이 대규모 생산에서 실패하는 이유

대부분의 CAD-3D 변환 파이프라인은 처음부터 파이프라인 형태로 시작되지 않습니다. 그것들은 대본으로 시작됩니다. 한 엔지니어가 프레젠테이션에 사용할 모델 하나를 변환해야 했기 때문에, 일회성 내보내기 코드를 작성했고, 성공적으로 작동했습니다. 6개월 후, 그 스크립트는 매주 실행되지만 아무도 모든 예외 상황을 기억하지 못하고, 새로운 CAD 도구가 추가되면 제대로 작동하지 않게 됩니다.

이는 모든 기술 의사 결정권자가 결국 직면하게 되는 자체 개발 vs. 구매라는 질문이며, 대규모 개발에 드는 실제 비용에 대해 솔직하게 이야기해 볼 가치가 있습니다.

• 취성 . 수작업으로 작성된 스크립트는 일반적으로 작성자가 가지고 있던 CAD 파일을 기반으로 작성됩니다. 새로운 기하학적 구조, 새로운 형식 또는 특이한 계층 구조는 사후에 디버깅하기 어려운 방식으로 기존 시스템을 손상시키는 경향이 있습니다.
• 핵심인물 리스크 . 파이프라인이 어떻게 작동하는지에 대한 지식은 대개 한두 사람의 머릿속에만 존재하는 경우가 많습니다. 해당 부품을 구할 수 없을 때는 파이프라인이 중단됩니다.
• 숨겨진 유지 보수 비용 . 새로운 CAD 버전, 새로운 파일 형식, 그리고 새로운 다운스트림 대상(예: 웹, XR 헤드셋, 모바일)이 나올 때마다 스크립트는 해당 사항을 지원하도록 업데이트해야 합니다. 그건 엔지니어링 시간인데, 기한이 지나기 전까지는 예산 항목으로 표시되지 않아요.
• 진실의 원천은 하나가 아니다 . 중앙 집중식 자산 관리가 없으면 각 팀은 동일한 모델의 서로 다른, 약간씩 동기화되지 않은 복사본을 갖게 됩니다.

그렇다고 해서 직접 만드는 것이 항상 잘못된 것은 아닙니다. 특정 용도에 특화되고 안정적인 사용 사례의 경우, 스크립트 방식이 딱 필요한 수준의 엔지니어링일 수 있습니다. 이러한 위험은 특히 제품 라인, 형식, 접근 권한이 필요한 팀 수, 잦은 디자인 변경 등으로 인해 판매량이 증가할 때 두드러지게 나타납니다.

그 시점에서, 목적에 맞게 설계된 파이프라인의 진정한 경쟁자는 기존 아키텍처가 실제로 확장 가능한지 되돌아보고 질문하기보다는 기존 시스템을 계속해서 땜질하는 유혹입니다. 다음 장에 제시된 평가 기준은 벤더, 자체 개발 시스템 또는 이 둘의 조합을 평가할 때 객관적인 판단을 내리는 데 도움이 되도록 설계되었습니다.

제5장: 기술적 의사결정자를 위한 평가 체크리스트

자체 구축한 파이프라인이든 외부 업체에서 구매한 파이프라인이든, 어떤 파이프라인을 평가하든 동일한 질문이 적용됩니다. 이 체크리스트를 사용하여 여러 옵션을 동등한 조건에서 비교하세요.

포맷 적용 범위

• 이 제품은 몇 가지 CAD, BIM, 메시 및 포인트 클라우드 형식을 기본적으로 지원합니까?
• 가져올 때 계층 구조, 재질, 메타데이터 및 애니메이션이 유지되나요, 아니면 원시 형상만 유지되나요?

자동화 심화

• 사람이 일일이 파일을 열어보지 않고도 수백 개의 파일을 일괄 처리할 수 있나요?
• 해당 제품 API 또는 소프트웨어 개발자 키트 제공하여 팀에서 스크립트를 작성하고 확장할 수 있도록 지원합니까? 즉, 정해진 수동 단계에만 국한되지 않도록 합니까?
• 소스 파일이 변경될 때 이를 감지하고 자동으로 다시 실행할 수 있습니까?

거버넌스 및 접근 제어

• 해당 프로젝트는 역할 기반 접근 제어를 지원하여 기여자, 검토자 및 보기자가 각각 권한이 있는 범위 내에서만 보고 작업할 수 있도록 합니까?
• 팀 간에 중복된 정보가 흩어져 퍼지는 것을 방지하고, 단일한 진실된 정보를 유지하도록 강제할 수 있을까요?

배포 유연성

• 표준 멀티테넌트 클라우드 환경에서 실행될 수 있습니까? 또한, 데이터를 자체 인프라 내에 보관해야 하는 팀을 위해 가상 프라이빗 클라우드 또는 온프레미스 환경에 배포할 수 있습니까?
• 귀사 IT팀에서 이미 사용 중인 ID 및 액세스 관리 시스템과 연동됩니까?

기존 도구와의 통합

• 팀에서 이미 사용하고 있는 디자인 도구, 즉 CAD 패키지뿐만 아니라 Blender, Maya, Photoshop과 같은 CAD 이외의 콘텐츠 제작 도구와도 호환됩니까?
• 기존 버전 관리 워크플로에 적합한가요, 아니면 워크플로를 포기해야 하나요?

총 소유 비용

• 가격은 좌석당, 사용량당, 아니면 고정 플랫폼 이용료인가요? 팀 규모와 자산 라이브러리가 커짐에 따라 가격은 어떻게 조정되나요?
• 파이프라인을 건설하는 비용뿐 아니라, 일단 가동된 후 유지 보수하는 데 드는 실제 엔지니어링 비용은 얼마입니까?

어떤 도구도 모든 선에 완벽하게 자국을 남기지는 못할 것입니다. 이 체크리스트의 목적은 완벽한 답을 찾는 것이 아닙니다. 이는 여러분이 수용하는 공백이 여러분이 선택한 공백인지, 아니면 이미 사업에 필요한 전력 공급망이 구축된 후에 발견한 공백인지를 확인하기 위한 것입니다.

제6장: 현장 증거

프레임워크는 유용하지만, 증거가 뒷받침될 때 더 신뢰할 수 있습니다. 서로 다른 세 산업 분야에 속한 세 조직이 동일한 근본적인 문제에 접근한 방식을 소개합니다.

Autoliv

세계 최대 자동차 안전 부품 공급업체 인 오토립(Autoliv)은 정적인 도면으로는 불가능한, 보다 상호작용적인 방식으로 복잡한 안전 제품을 고객에게 선보일 필요가 있었습니다. Autoliv는 Unity Asset Transformer 사용하여 CAD 데이터 전송 및 최적화를 자동화함으로써 제품당 4일이 걸리던 프로세스를 6시간으로 단축했습니다. 이는 일회성 성공이 아니라, 오토립이 시장에 출시하는 모든 신제품에서 지속적으로 나타나는 차별점입니다.

BMW 그룹

BMW 그룹은 훨씬 더 큰 규모로 동일한 문제에 직면했습니다. 바로 방대한 글로벌 3D 자산 라이브러리 전반에 걸친 버전 관리 문제, 일관성 없는 파일 형식, 그리고 협업 마찰이었습니다. BMW는 회사 전체의 디자인, 엔지니어링 및 마케팅 팀이 3D 콘텐츠를 저장, 검색 및 공동 작업하는 방식을 표준화하기 위해 Unity Asset Manager 기반의 3D 자산 관리 플랫폼인 " 3D Mine"을 구축했습니다.

세부 사항은 다르지만, 각 이야기의 전체적인 흐름은 같습니다. 확장 가능한 파이프라인을 통해 기술적 병목 현상을 일상적이고 반복 가능한 인프라로 전환했고, 각 조직은 절약된 시간, 막혔던 팀의 업무 진행 상황, 또는 이해관계자 참여도 측면에서 그 차이를 측정했습니다.

제7장: 기업 규모의 거버넌스 및 보안

빠르게 진행되지만 지적 재산권이 유출되는 파이프라인은 문제를 해결하는 것이 아니라, 단지 감수해야 할 위험의 종류만 바꾸는 것일 뿐입니다. 기술 관련 구매자에게는 속도만큼이나 거버넌스가 중요한 경우가 많습니다.

일반적으로 가장 중요한 세 가지 영역은 다음과 같습니다.

역할 기반 접근 제어. 3D 에셋을 다루는 모든 사람에게 동일한 수준의 접근 권한이 필요한 것은 아닙니다. 실용적인 시스템은 프로젝트 전체를 관리하는 관리자, 파일을 업로드하고 편집하는 기여자, 후속 작업에서 에셋을 사용하는 소비자, 그리고 단순히 보기만 하는 시청자를 구분합니다. 조직 수준과 프로젝트 수준 모두에서 이러한 세부적인 접근 제어를 제대로 구현하면 "쉬운 공유"가 "실질적인 접근 제어 부재"로 이어지는 일반적인 실패 사례를 방지할 수 있습니다.

배포 제어. 일부 조직은 3D 자산을 안전한 다중 테넌트 클라우드에 저장하는 데 아무런 문제가 없다고 생각합니다. 특히 규제 산업이나 민감한 지적 재산을 다루는 기업의 경우, 데이터가 자신들이 통제하는 인프라 내에 유지되어야 합니다. 기업용으로 구축된 파이프라인은 기본적으로 안전한 클라우드 스토리지를 제공해야 하며 , 필요한 팀을 위해 AWS 또는 Azure와 같은 인프라에 배포되는 가상 프라이빗 클라우드 또는 온프레미스 옵션도 제공해야 합니다.

신원 통합. 접근 제어는 그 뒤에 있는 신원 확인 시스템의 성능만큼만 강력합니다. 엔터프라이즈급 파이프라인은 별도의 병렬 사용자 계정 및 권한 세트를 유지 관리하는 대신 조직에서 이미 운영 중인 ID 및 액세스 관리(IAM) 시스템과 통합되어야 합니다.

이는 파이프라인이 회사의 실제 제품 설계를 대규모로 처리하기 시작하는 순간부터 더 이상 협상 불가능한 기반이 되는 사항입니다.

제8장: 여러분의 파이프라인을 위한 로드맵

유니티의 엔터프라이즈 가이드라인은 이러한 아키텍처를 구성하는 한 가지 방법을 설명합니다. 애셋 트랜스포머는 데이터 수집 및 최적화를 처리하고, 애셋 매니저는 생성된 애셋을 중앙 집중화하고 관리하며, 파이프라인 오토메이션은 전체 시퀀스를 대규모로 오케스트레이션하는 역할을 합니다. 이 모든 구성 요소는 Unity 에서 3D 데이터 엔진이라고 부르는 기능을 통해 함께 작동합니다. 그것은 하나의 참조 아키텍처일 뿐, 유일한 아키텍처는 아닙니다. 5장의 체크리스트를 통해 해당 옵션 또는 다른 옵션이 실제로 조직의 요구 사항에 부합하는지 여부를 확인할 수 있습니다.

제9장: 다음 단계는 무엇일까요?

확장 가능한 CAD-실시간 3D 파이프라인은 단 하루 만에 구축되는 것이 아니지만, 첫걸음은 간단합니다. 5장의 체크리스트를 참고하여 현재 프로세스를 검토하고 부족한 부분을 찾아보세요.

그다음으로 몇 가지 실질적인 조치를 취해 보겠습니다.

• Unity Asset Transformer 및 Unity Asset Manager 의 기술 문서를 살펴보면 3장의 단계가 특정 구현에 어떻게 적용되는지 확인할 수 있습니다.
• Unity Industry 무료 평가판을 시작하여 직접 보유한 CAD 파일을 사용하여 워크플로우를 테스트해 보세요.
• 조직에서 여러 팀에 걸친 배포 또는 가상 프라이빗 클라우드 배포를 계획해야 하는 경우 Unity 담당자에게 문의하십시오 .

어떤 방식을 선택하든 목표는 동일합니다. 3D 데이터를 구축하는 사람들과 해당 데이터를 봐야 하는 모든 사람들 사이의 현실 격차를 해소하는 것입니다.