시뮬레이션 기반 설계로 더 안전하고 스마트한 인프라를 구축한 Elsewedy Electric PSP

Elsewedy Electric은 지역 전기 제품 제조업체에서 통합 에너지 및 인프라 솔루션 제공업체로 성장한 글로벌 선도 기업입니다. Elsewedy Electric의 감동적인 여정은 1938년 전기 장비 무역상으로 시작하여 꾸준히 성장해 왔으며, 현재 19개국에 진출해 31개의 생산 시설을 운영하고 있습니다. 또한 전 세계 110여 개국에 다양한 고급 제품을 수출하고 있습니다.

Mohamed Hussein은 Elsewedy Electric의 수석 기계 엔지니어입니다. 그는 기계 설계 석사 학위를 소지하고 있으며, NCEES에서 기계 공학 기초 시험(FE)에 합격했습니다. Hussein은 기계 설계 및 해석 분야에서 10년 이상의 경력을 보유하고 있으며, 특히 정적 및 기계 장비 관리에 전문성을 가지고 있습니다.  Elsewedy Electric 은 SOLIDWORKS Simulation과 같은 시뮬레이션 도구를 사용하여 다음과 같은 두 가지 독보적인 사례에서 운영을 간소화하고 프로젝트 성공을 보장합니다. 그가 참여한 프로젝트로는 사우디아라비아의 Cairo Monorail과 Rabigh 발전소가 있습니다. 

시뮬레이션의 역할

오늘날의 엔지니어링 환경에서 시뮬레이션은 팀이 복잡한 구조물과 장비의 동작을 해석하고 예측할 수 있도록 하는 강력한 도구입니다. Elsewedy Electric은 특히 다양한 메시 요소 유형을 유기적으로 처리하는 데 있어 시뮬레이션의 장점을 인식하고 있습니다.

통합 모델링 및 시뮬레이션의 주요 장점 중 하나는 다양한 문제를 해결할 수 있는 능력으로, Cairo Monorail 프로젝트의 레일 카트와 같은 복잡한 시스템을 종합적으로 해석할 수 있다는 것입니다.  이러한 기능을 통해 Elsewedy Electric 엔지니어들은 생산 단계에 도달하기 전에 설계를 검토하고 검증하여 현장에서 발생할 수 있는 잠재적인 문제를 최소화할 수 있습니다. 

시뮬레이션은 설계 정확도를 향상시키고 특히 카이로와 같이 인구 밀도가 높은 도시 환경에서 프로젝트를 수행할 때 Elsewedy Electric의 안전 및 신뢰성에 대한 노력을 강조합니다. 팀은 고지대에서 건설이 진행되는 Cairo Monorail 시스템 설치에 따른 어려움을 자세히 설명했습니다. 모노레일 프로젝트는 교통 체증을 완화하고 도시의 이동성을 개선하는 것을 목표로 하지만, 세심한 계획과 실행이 필요합니다. Cairo Monorail과 같은 프로젝트에서 설계 결함은 심각한 결과를 초래할 수 있습니다. 엔지니어링 팀은 사소한 실수라도 도시 환경에서 상당한 공공 안전 위험이나 운영 실패로 이어질 수 있음을 인지하고 있습니다. 따라서 시뮬레이션은 구현 전에 모든 설계 측면을 검증하는 데 매우 중요합니다.

Cairo Monorail 시스템 엔지니어링 팀의 주요 과제는 최대 25미터 높이에서 건설 작업을 수행하는 것이었습니다. 이러한 상황에서 전통적인 비계 설치 방식은 실용적이지 않아 Elsewedy는 고소 작업용 특수 카트를 개발하게 되었습니다. 이 혁신은 시뮬레이션이 이러한 독창적인 솔루션 설계에 얼마나 중요한지 보여주며, 시뮬레이션을 통해 시공 방법과 최종 제품 모두 최고 수준의 엔지니어링 기준을 준수하도록 보장할 수 있습니다. Hussein은 "시뮬레이션을 통해 물리적 테스트로 재현하기 어렵거나 위험하거나 비용이 많이 드는 극한 사례를 포함한 다양한 하중 조건을 테스트할 수 있었습니다."라고 설명합니다.

Elsewedy는 카트의 구조 해석을 수행하고, 안정성을 평가하고, 연결부를 설계하고, 들어올리기와 같은 특수 조건에서의 구조적 거동을 연구했습니다. 또한 최적의 성능을 보장하기 위해 휠 구조를 해석했습니다. 이를 통해 팀은 갑작스러운 충격과 진동이 카트의 프레임과 휠에 미치는 영향을 연구할 수 있었습니다. 시뮬레이션이 없었다면 카이로의 모노레일 프로젝트를 완수하는 데 훨씬 더 많은 시간이 걸렸을 것입니다. 프로젝트 시행 3년 후, 24대의 카트 모두 현재 성공적으로 운행되고 있습니다.

팀은 또한 사우디아라비아의 라빅 발전소 프로젝트와 같이 Elsewedy Electric이 수행한 정적 장비(정상 작동 중에는 움직이지 않고 고정된 상태를 유지하는 기계 또는 장치) 프로젝트에 대해서도 이야기했습니다. 이 팀은 사양부터 테스트 및 시운전에 이르기까지 정적 장비의 전체 수명 주기를 관리합니다. 이들은  저장 탱크의 내부 구조 설계, 특정 가압 장비의 노즐 하중 검증, 플랜지 설계에 시뮬레이션을 활용합니다. 때로는 작동 하중에 대한 신뢰성을 보장하기 위해 용기 지지대 설계에도 시뮬레이션을 사용합니다.  이러한 포괄적인 접근 방식은 프로세스를 간소화하고 압력 용기 및 열교환기를 포함한 최종 제품이 엄격한 산업 표준을 충족하도록 보장합니다. 

정적 장비 설계는 그 자체로 여러 가지 어려움을 수반합니다. 이러한 복잡성은 압력, 온도, 유체 역학과 같은 다양한 변수를 고려해야 하기 때문에 발생합니다. 압력 관련 장비의 고장은 대형 저장 탱크의 경우 재앙과 같은 비상 사태를 초래하고, 이는 환경 재해 및 인명 손실로까지 이어질 수 있습니다. 팀은 시뮬레이션을 통해 엔지니어가 실제와 같은 조건에서 이러한 시스템의 동작에 대한 중요한 인사이트를 얻을 수 있으며, 특정 운영 요구 사항에 맞춘 보다 효과적인 설계가 가능해졌다고 강조했습니다. "정적 장비는 Elsewedy Electric이 규정 또는 표준 요구 사항을 준수하는 데 도움이 됩니다." 많은 설계 코드 및 표준(예: ASME, API)은 특정 경우에 시뮬레이션을 요구하여 프로세스 초기에 규정 준수를 보장합니다." 라고 Hussein은 말합니다.

결론적으로, Elsewedy Electric은 최첨단 시뮬레이션 도구 활용에 대한 노력을 통해 엔지니어링 역량을 크게 향상시키고 있습니다. SOLIDWORKS Simulation과 같은 기술을 도입함으로써 안전성, 신뢰성 및 효율성 측면에서 업계 표준을 충족하고 능가하는 설계를 보장합니다. Elsewedy Electric이 지속적으로 혁신하고 발전함에 따라 시뮬레이션에 대한 집중은 에너지 및 인프라 솔루션의 미래를 형성하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.  Elsewedy는 현재 다쏘시스템과 협력하여 향후 프로젝트의 고급 시뮬레이션 요구 사항을 충족하기 위해 클라우드 기반 3DEXPERIENCE 플랫폼에서 SIMULIA 구조 및 유체 시뮬레이션 솔루션이 제공하는 가치를 모색하고 있습니다.