스바루, 머신러닝을 통해 개발 효율성 향상

데이터 기반 모델링을 통해 스바루가 엔진 캘리브레이션 프로세스를 획기적으로 개선했습니다.

일본의 완성차 제조업체인 스바루는 내연기관 엔진을 캘리브레이션하는 과정에서 규제 강화와 자동차 업계의 대대적인 변화로 인해 큰 어려움에 직면해 있었습니다. 제어 알고리즘의 복잡성이 증가함에 따라 더욱 정밀하고 효율적인 캘리브레이션 프로세스가 요구되었고, 이는 방대한 양의 측정 작업과 미세 조정 작업을 야기하여 시간과 비용을 크게 증가시켰습니다.

이러한 도전 과제를 해결하기 위해 스바루는 수년 동안 데이터 기반 모델링 도구인 이타스 ASCMO와 IAV와의 협업을 통해 개발된 자동화 소프트웨어인 INCA-FLOW를 결합하여 성공적으로 활용해 왔습니다.

일반적으로 엔진 시험대 측정 캠페인에는 DoE(실험계획법) 방식이 사용됩니다. 이 방식은 제한된 수의 측정 포인트를 신중하게 선택하여 신뢰성 있는 모델을 구축하는 것을 목표로 합니다. 기존에는 과도한 온도나 압력 상승 등 시스템 한계로 인한 위험 구역을 전문가가 사전에 직접 배제해야 했습니다. 그러나 측정 캠페인을 시작할 때는 정확한 시스템 한계를 알 수 없는 경우가 많아, 임계 상태에 도달하거나 중요한 측정 영역을 간과할 위험이 늘 존재했습니다. 이는 비효율적인 측정으로 이어졌으며, 최악의 경우 고비용을 초래하는 시스템 고장으로 이어지기도 했습니다.

이타스 ASCMO-ODCM (Online DoE with Constraint Modeling)은 이러한 프로세스를 완전히 혁신했습니다. 전문가의 경험적 지식에만 의존하는 대신, 머신러닝 기법을 활용하여 측정 캠페인 진행 중에 전체 측정 범위를 스스로 탐색합니다. 이를 통해 시스템 한계를 자동으로 학습하고 위험한 측정 포인트는 사전에 알아서 배제합니다. 기반이 되는 분류 모델은 능동 학습 기법을 통해 작동 중에 지속적으로 고도화되며, 전체 측정 범위를 안전 구역과 위험 구역으로 정밀하게 분류하여 안전하면서도 종합적인 측정 전략을 실현합니다.

또한 INCA-FLOW는 이타스 INCA를 자동화할 뿐만 아니라, 특별히 개발된 툴박스인 TBC(Toolbox Testbench Connector)를 통해 이타스 ASCMO-ODCM 및 엔진 시험대 시스템을 포함한 기존 툴 체인과 원활하게 연동됩니다.

INCA-FLOW는 모든 프로세스를 자동으로 시작하고 관리합니다. 이타스 ASCMO가 생성한 ExpeDes 기반의 DoE 데이터를 온라인 DoE(ODCM)의 기초로 활용하고, 엔진 시험대 시스템과 이타스 INCA에 명령을 보내 목표하는 측정 포인트를 정확하게 조준하도록 제어합니다. 통합 라이브러리와 특화 기능을 사용하여 설계 포인트들을 단계별로 매끄럽게 캘리브레이션합니다. Soft limit 위반이 발생할 경우, 시스템은 target point 재접근과 같은 보정 조치를 제공합니다. 이후 포인트의 측정 가능 여부에 대한 피드백이 다시 ODCM으로 전송되며, ODCM은 다음에 조준해야 할 최적의 포인트를 결정하거나 측정의 종료 여부를 판정합니다.

이타스 ASCMO, 이타스 ASCMO-ODCM 및 INCA-FLOW의 결합을 통해 스바루는 업무 효율성을 대폭 개선했습니다. 구체적으로 다음과 같은 세 가지 핵심 이점을 확보했습니다.

• 임계 측정 포인트 회피: 위험한 측정 포인트를 사전에 차단함으로써 상당한 개발 시간을 절약했을 뿐만 아니라, 엔진 손상 위험과 그에 따른 수리 비용을 대폭 줄였습니다.
• 정밀한 측정 영역 제한: 시스템 연관성이 높은 주요 영역에서 성공적인 측정 횟수를 확보했습니다. 이를 통해 이타스 ASCMO 내에서 매우 견고하고 강력한 예측 모델을 구축할 수 있게 되었으며, 전체 캘리브레이션 프로세스의 효율성이 극대화되었습니다.
• 전문가 의존도 해소: 측정 준비 프로세스가 획기적으로 단순해졌습니다. ODCM과 INCA-FLOW를 기반으로 테스트 설정 및 실행 단계가 모두 자동화되어 수동 개입이 전혀 필요하지 않게 되었습니다.

전반적으로 이러한 최적화를 통해 스바루는 자원을 절약하고 위험을 최소화하는 동시에, 나날이 까다로워지는 자동차 업계의 요구 사항에 완벽하게 대응하고 있습니다.
자세한 정보는 이타스 ASCMO 제품 페이지에서 확인하실 수 있습니다.