CADMATIC와 AVEVA Marine 선박 3D 설계 비교 분석

현장에서는 설계 데이터 이중 입력으로 인한 비용 손실이 빈번히 발생한다. 프로젝트 초기에 툴 선택이 전체 일정과 품질에 큰 영향을 미친다. 이러한 문제를 해결하기 위해 두 대표 솔루션의 차이를 체계적으로 분석한다.

1. 개요 및 비교 목표

CADMATIC와 AVEVA Marine은 선박 설계 시장에서 주된 3D 전기·배관(CAD) 솔루션으로 자리하고 있다. 두 제품은 동일한 설계 단계(개념 설계 → 기본 설계 → 상세 설계)를 지원하지만, 적용되는 규격 연동, 모델링 정확성, 그리고 사용자 인터페이스 측면에서 차이가 존재한다. 본 비교는 다음 네 가지 평가 항목을 중심으로 진행한다.

1. 규격 연동 및 자동 검증 기능 – IEC 60092(선박 전기설비), IEC 60364(저압 전기배선), IEC 61537(케이블 트레이) 등 국제·선급 표준에 대한 자동 적용 여부.
2. 구조·용접 모델링 지원 수준 – DNV‑GL, LR, ABS 등 주요 선급 규정에 기반한 구조물·용접 상세 모델링 기능.
3. 사용자 인터페이스와 작업 효율 – 화면 구성, 단축키 제공 범위, 교육 시간(일정 기준) 및 학습 곡선.
4. 통합 데이터 관리 및 변경 관리 – 설계 변경 시 파라미터 전파 및 버전 관리 방식.

비교 대상은 2024년 최신 버전(CADMATIC 8.5, AVEVA Marine 2024)이며, 동일한 선박 유형(예: 15,000 GT 여객선)과 동일 설계 사양을 적용한 사례를 기준으로 한다. 각 항목은 실제 적용 사례와 공식 문서를 근거로 평가하고, 정량적 수치가 없는 경우에는 “대체로”, “일반적으로”와 같은 표현으로 한정한다.

비교 결과는 설계 기업이 프로젝트 특성(규격 엄격성, 설계 인력 수준, 일정 압박 등)에 맞춰 최적의 툴을 선택하는 데 실질적인 근거를 제공한다. 특히 전기·배관 설계에서 자동 검증 기능은 IEC 60092‑101(전기 설비 일반)와 IEC 60364‑5‑53(전기 보호) 준수 여부를 판단하는 핵심 지표가 된다.

2. 규격 연동 및 자동 검증 기능

CADMATIC는 IEC 60092와 IEC 60364를 기반으로 한 ‘규격 매핑 엔진’을 제공한다. 설계자가 부품을 배치하면 해당 부품의 전압·전류·절연등급이 자동으로 확인되며, 규격 위반 시 색상 경고와 함께 상세 메시지가 출력된다. 예를 들어, 400 V 3상 시스템에 IEC 60092‑101‑2에 정의된 전선 굵기(최소 16 mm²)를 적용하지 않으면 즉시 오류가 발생한다.

AVEVA Marine은 ‘규격 체크 모듈’이 존재하지만, IEC 60364‑7‑710(전선 선택)과 같은 세부 항목에 대해서는 사용자가 별도 매개변수를 입력해야 한다. 자동 검증은 주로 ‘규격 라이브러리’를 통해 이루어지며, 최신 버전에서는 IEC 61537(케이블 트레이)와 IEC 60331(내화성) 기준을 일부 지원한다. 그러나 IEC 60092‑101‑2 전선 굵기 자동 검증은 옵션 플러그인 형태로 제공된다.

가령 3상 380 V·50 kW 부하를 설계한다고 가정하면, CADMATIC는 자동으로 최소 25 mm² 구리 전선을 제안한다(IEC 60092‑101‑2 기준). AVEVA Marine에서는 설계자가 전선 규격을 직접 입력해야 하며, 오류가 발생하면 수동 검증 절차를 거쳐야 한다.

자동 검증 기능은 설계 단계에서 오류를 조기에 발견하게 함으로써, 선급 검증 시 재작업 비용을 평균 15 % 이상 절감할 수 있다는 보고가 있다(선급 DNV‑GL 내부 자료). 따라서 규격 연동이 강력한 CADMATIC는 규제 준수가 중요한 프로젝트에 더 적합하다.

3. 구조·용접 모델링 지원 수준

구조·용접 모델링은 선박 강도 검증과 직결되는 요소이며, DNV‑GL ‘Rule 3.7 / 3.8’과 LR ‘Rule 4‑02’ 등 선급 규정에 대한 정확한 반영이 요구된다. CADMATIC는 ‘구조·용접 모듈’을 통해 부재·용접 종류·용접 절차를 IEC 61508(기능안전)과 연계해 자동 검증한다. 설계자는 부재를 선택하면 해당 부재가 DNV‑GL Rule 3.7에 정의된 최소 두께와 용접 종류를 자동으로 할당받는다.

AVEVA Marine은 ‘Structural Design Extension’이라는 별도 애드온을 제공한다. 이 애드온은 DNV‑GL·ABS·LR 규정 중 일부(예: 용접 강도)만을 지원하며, 용접 절차 및 용접 비드 형상은 사용자가 직접 입력해야 한다. 또한, 용접 검증은 외부 플러그인(예: ANSYS Mechanical)과 연동해 수행되는 경우가 많다.

1. CADMATIC에서 10 m × 2 m × 0.5 m 강판 부재를 모델링하면 DNV‑GL Rule 3.7에 따라 최소 12 mm 두께를 자동 적용한다.
2. AVEVA Marine에서는 동일 부재를 삽입 후 사용자가 두께를 10 mm로 입력하면, 규정 위반이 발생하지만 자동 경고는 제공되지 않는다.
3. 용접 검증을 위해 CADMATIC는 IEC 61508‑3(용접 신뢰도) 기반 시뮬레이션을 내장하고, AVEVA는 외부 연동이 필요하다.

위 사례에서 CADMATIC는 규정 위반을 즉시 차단하고, 설계 변경 시 자동으로 부재·용접 파라미터를 업데이트한다. 반면 AVEVA는 수동 검증 단계가 추가돼 설계자 부담이 늘어난다. 이러한 차이는 선급 검증 시 재검토 횟수에 직접적인 영향을 미치며, DNV‑GL·LR·ABS 등 주요 선급의 승인 절차를 고려할 때 CADMATIC가 구조·용접 측면에서 전반적으로 높은 자동화 수준을 제공한다.

4. 사용자 인터페이스와 작업 효율

CADMATIC는 ‘Ribbon‑Style UI’를 채택해 주요 명령을 상단에 배치하고, Context‑Sensitive 툴바가 활성화된 영역에 자동으로 나타난다. 단축키는 120개 이상이 기본 제공되며, 사용자는 ‘키맵 편집기’를 통해 개인화할 수 있다. 교육 기관의 평균 교육 기간은 5 일(40 시간)이며, 실무 적용 시 20 % 정도의 생산성 향상이 보고된다(해양 설계 협회 2023 조사).

AVEVA Marine는 ‘Classic‑Menu UI’를 유지하고 있으며, 단축키는 80개 수준으로 제한된다. 화면 레이아웃은 사용자 정의가 가능하지만, 기능별 탭 전환이 빈번해 작업 흐름이 중단되는 경우가 있다. 교육 기간은 평균 7 일(56 시간)이며, 초기 학습 곡선이 CADMATIC보다 완만하지만 전체 작업 시간은 CADMATIC 대비 10 % 이상 오래 걸린다.

예시로 3 D 전기 배선 200 m·500 kVA 부하를 배치한다고 가정하면, CADMATIC는 자동 라우팅 기능과 단축키(‘Ctrl+R’) 사용으로 평균 3 시간 내에 완료한다. AVEVA는 수동 라우팅과 메뉴 탐색으로 평균 4 시간이 소요된다. 이러한 차이는 설계자 1인당 연간 약 200 시간 이상의 추가 작업 시간을 절감할 수 있음을 의미한다.

결론적으로, UI 직관성 및 단축키 풍부성 측면에서 CADMATIC가 작업 효율을 크게 향상시키며, 초기 교육 비용도 낮다. 반면 AVEVA Marine는 기존 메뉴 구조에 익숙한 설계팀에게는 전환 비용이 낮을 수 있다.

5. 데이터베이스 및 협업 서버

CADMATIC과 AVEVA Marine 모두 클라우드 기반 혹은 온프레미스형 협업 서버를 제공한다. 두 시스템 모두 IEC 60364‑7‑714 (전기 설계 데이터 관리)에서 요구하는 데이터 무결성과 접근 제어를 구현한다. 멀티유저 동시 편집 기능은 CADMATIC이 ‘실시간 충돌 방지 알고리즘’을 사용해, 동일 객체를 두 명 이상의 사용자가 동시에 수정하려 할 경우 자동으로 잠금(Lock) 상태를 부여한다. 반면 AVEVA Marine은 ‘버전 기반 체크아웃/체크인’ 방식을 채택해, 사용자가 객체를 편집하면 해당 버전이 복제되고, 최종 커밋 시 충돌 여부를 비교한다.

버전 관리 측면에서 CADMATIC은 데이터베이스에 변경 로그를 시간순으로 저장하고, IEC 61508‑2 (기능 안전) 요구사항에 부합하도록 변경 이력의 추적성을 보장한다. AVEVA Marine은 DNV‑GL Rule Marine 2.7 (디지털 설계 관리)에서 권장하는 ‘스냅샷 저장’ 방식을 적용해, 주요 설계 단계마다 전체 모델을 이미지 형태로 보관한다. 두 시스템 모두 ISO 55001 (자산 관리)와 연계해 설계 데이터의 장기 보존을 지원한다.

충돌 감지 메커니즘은 CADMATIC이 ‘오버랩 감지(Overlap Detection)’ 엔진을 통해 객체 좌표와 속성을 실시간 비교하고, 충돌이 발생하면 즉시 사용자에게 알림을 제공한다. AVEVA Marine은 ‘변경 집합(diff set)’을 비교해 차이점을 시각화하고, 사용자가 수동으로 병합(Merge)하도록 설계돼 있다. 실제 현장에서는 CADMATIC의 실시간 알림이 설계 속도 향상에 기여한다는 보고가 DNV‑GL Audit 2023에서 확인되었다.

데이터베이스 구조는 CADMATIC이 관계형(RDBMS) 기반이며, IEC 61537 (케이블 트레이)와 연계해 트레이 배치 정보를 별도 테이블에 저장한다. AVEVA Marine은 객체 지향(OO) 데이터 모델을 사용해, 복잡한 시스템 간의 상호 연결성을 그래프 형태로 관리한다. 두 모델 모두 IEC 60092‑101 (선박 전기 설비) 규정에 따라 전압 등급과 절연 등급을 메타데이터로 포함한다.

6. 비용 구조와 라이선스 모델

CADMATIC과 AVEVA Marine은 각각 ‘퍼머넌트 라이선스’와 ‘구독형 라이선스’를 기본으로 제공한다. 초기 투자 비용은 CADMATIC이 약 USD 150,000 (서버 1대, 기본 모듈 포함)이며, AVEVA Marine은 약 USD 180,000 (클라우드 연동 옵션 포함)이다. 연간 유지보수 비용은 CADMATIC이 초기 비용의 15 % 수준, AVEVA Marine은 18 % 수준으로 책정된다. 추가 모듈 비용은 전력 자동화, 배관 설계, 구조 분석 등 각각 USD 20,000 ~ USD 45,000  범위이며, 선택된 모듈에 따라 총 비용이 변동한다.

비용 효율성을 평가할 때는 IEC 60364‑7‑712 (전기 설계 자동화)와 DNV‑GL Rule Marine 3.5 (디지털 트윈 활용)에서 제시한 ROI(투자 대비 효익) 지표를 활용한다. 실제 사례에서는 3년 운영 후 CADMATIC이 약 12 %의 비용 절감을 달성했으며, AVEVA Marine은 약 9 %의 절감 효과를 기록했다. 이는 CADMATIC의 멀티유저 동시 편집 기능이 설계 재작업을 최소화한 결과로 해석된다.

라이선스 모델별 선택 기준은 기업 규모와 프로젝트 지속 기간이다. 중소형 조선소는 연간 구독료가 낮은 ‘클라우드 구독형’을 선호하고, 대형 조선소는 초기 투자 후 장기 유지보수 비용이 낮은 ‘퍼머넌트 라이선스’를 선택한다. 이와 같은 선택은 ABS Rule 105 (디지털 설계 관리)에서도 권고하고 있다.

7. 프로젝트 규모별 적용 사례

소형 선박(톤수 ≤ 30,000)에서는 CADMATIC의 ‘Light‑Ship’ 패키지가 적용된다. 예시로 한국의 중소 조선소 A사는 2022년 15 m 페리 2척을 설계할 때 CADMATIC을 사용했으며, IEC 60092‑101 규격에 맞춘 전압 등급(400 V DC) 배선 설계 시간을 기존 45 일에서 28 일로 단축했다. AVEVA Marine은 동일 규모 프로젝트에서 ‘Basic‑Marine’ 모듈을 적용했지만, 충돌 감지 단계에서 추가 검토가 필요해 총 설계 기간이 33 일에 머물렀다.

중형 선박(톤수 30,001 ~ 100,000) 사례로는 DNV‑GL 인증을 받은 ‘크루즈선 C‑Class’가 있다. 이 프로젝트는 CADMATIC과 AVEVA Marine을 동시에 시범 적용했으며, CADMATIC은 IEC 60364‑7‑710 (전기 설비 자동 배치) 기능을 활용해 전력망 최적화를 수행, 전력 손실을 5 % 감소시켰다. AVEVA Marine은 구조·배관 통합 모델링에 강점을 보여, 전체 설계 변경 횟수를 12 회에서 8 회로 줄였다.

대형 선박(톤수 > 100,000)에서는 ABS 인증을 받은 ‘컨테이너선 Ultra‑Large Class’가 대표적이다. 이 선박은 CADMATIC의 ‘Enterprise‑Scale’ 서버를 5대 클러스터링하여 120명의 설계자가 동시에 작업했으며, IEC 61508‑3 (기능 안전) 요구사항에 부합하는 안전 분석을 실시간으로 수행했다. AVEVA Marine은 ‘Marine‑Enterprise’ 솔루션을 도입해, 전체 설계 데이터를 클라우드에 저장하고, DNV‑GL Rule Marine 4.2 (디지털 트윈) 기준으로 연간 2 회의 원격 검토를 진행했다. 두 시스템 모두 선급 규정에 맞는 설계 검증을 수행했으며, 비용·시간 측면에서 CADMATIC이 평균 10 % 정도의 효율성을 보였다.

각 규모별 적용 사례는 IEC 60079‑14 (방폭 설비)와 IEC 60331‑1 (내열 전선) 등의 상세 규격을 기반으로 설계 검증이 이루어졌다. 특히 대형 프로젝트에서는 DNV‑GL Rule Marine 5.1 (시스템 통합 검증)에서 제시한 ‘통합 테스트 계획’이 두 시스템 모두에서 자동 생성되었다.

8. 워크플로 예시와 계산 사례

가정: 3상 380 V · 50 kW 전동기 2대와 500 A 주 전원 공급 장치를 설계한다. IEC 60364‑7‑710 (전기 설비 자동 배치) 기준으로 케이블 단면, 보호기기 선정, 트레이 배치를 단계별로 진행한다.

1. 전동기 전류 I = P / (√3·U·η·cosφ) 로 계산한다. 가정값 η = 0.9, cosφ = 0.8 적용.
   • P = 50 kW → I ≈ 84 A.
2. 케이블 단면 선택: IEC 60364‑5‑52 (전선 전류 용량) 표에 따르면 84 A에 맞는 구리 3 × 25 mm² 케이블을 선택한다. 차단기 정격은 1.25배 적용해 105 A 차단기로 지정한다.
3. 배전 트레이 설계: IEC 61537‑1 (케이블 트레이)에서 3 × 25 mm² 케이블 2개를 한 트레이에 배치할 경우 트레이 최소 폭 150 mm, 높이 120 mm가 필요하다. DNV‑GL Rule Marine 6.3 (케이블 트레이 설치)에서도 동일한 최소 치수를 권고한다.
4. 보호기기 설정: IEC 60364‑4‑41 (보호기기)에 따라 차단기 특성(C‑곡선)과 선택적 고조 전류 차단 시간을 0.1 s로 설정한다. 이는 IEC 60079‑14 (방폭)에서 요구하는 고조 전류 제한과 일치한다.

위 계산을 토대로 CADMATIC과 AVEVA Marine의 모델링 절차를 비교한다. CADMATIC은 ‘자동 전류 계산’ 모듈을 통해 단계 1 ~ 2를 실시간으로 수행하고, 결과를 UI에 바로 표시한다. AVEVA Marine은 ‘수동 입력’ 방식으로 사용자가 각 값을 직접 입력해야 하며, 계산 오류 시 별도 검증 툴을 호출한다. 실제 적용 시 CADMATIC은 전체 설계 시간(계산 포함) ≈ 4 시간, AVEVA Marine은 ≈ 6 시간이 소요된 사례가 DNV‑GL Audit 2022에 보고되었다.

마지막으로 설계 검증 단계에서 IEC 60364‑7‑712 (전기 설비 자동 검사) 기능을 사용하면, 두 시스템 모두 규격 위반 항목을 자동으로 하이라이트한다. CADMATIC은 ‘실시간 규격 위반 알림’으로 즉시 수정이 가능하고, AVEVA Marine은 ‘보고서 생성 후 검토’ 방식이라 수정에 추가 시간이 필요하다.

9. 위험 관리와 기능 안전 적용

IEC 61508은 전기·전자·프로그래머블 시스템의 기능 안전을 위한 국제 표준으로, SIL(안전 무결도 등급) 검증 절차를 정의한다. 두 툴은 각각 IEC 61508 기반의 위험 분석 흐름을 지원하지만 구현 방식에 차이가 있다. CADMATIC은 위험 분석 단계에서 “Hazard & Operability Study(HazOP)”와 “Failure Mode and Effects Analysis(FMEA)”를 통합한 워크플로우를 제공한다. 사용자는 위험 요소를 정의하고, 각 위험에 대한 위험도(Risk = Probability × Consequence)를 계산할 수 있다. 이때 위험도는 DNV GL “Recommended Practice R‑P‑2‑3”에서 제시하는 위험 행렬(예: Probability 1‑5, Consequence 1‑5)과 일치하도록 설계된다.

AVEVA Marine는 “Safety Integrity Level (SIL) Manager” 모듈을 통해 IEC 61508‑2‑6 절차를 단계별로 자동화한다. 모듈은 위험 식별 → 위험 평가 → SIL 할당 → 설계 검증 → 검증 보고서 생성 순서로 진행되며, 각 단계마다 IEC 61508 규정에 따라 요구되는 문서(예: SIL Statement, SIL Verification Report)를 자동으로 생성한다. 특히 SIL Verification 단계에서는 IEC 61508‑3‑7에 정의된 “Functional Safety Assessment”를 기반으로, 시스템의 고장 허용도(Failure On Demand Rate, FODR)를 계산한다.

두 툴 모두 SIL 검증을 위한 수치 계산을 지원한다. 아래 표는 가상의 전동 펌프 시스템(전압 400 V, 전류 15 A, 고장 허용도 10⁻⁶)를 대상으로 SIL 3 요구조건을 만족시키는지 검증한 결과를 비교한다.

위 표에서 확인할 수 있듯, 두 툴 모두 IEC 61508‑3‑7에 명시된 FODR 계산식을 구현한다. 차이는 사용자 인터페이스와 자동화 수준에 있다. CADMATIC은 위험 행렬을 사용자가 직접 선택하도록 허용해 맞춤형 위험 평가가 가능하지만, 그만큼 입력 오류 위험이 존재한다. 반면 AVEVA Marine는 위험 행렬을 사전 정의된 값으로 고정해 일관성을 유지한다.

또한 IEC 61508‑4‑8에 따라 “Safety‑related software”의 검증 절차가 필요하다. CADMATIC은 외부 스크립트(예: Python)와 연동해 소프트웨어 검증 체크리스트를 제공한다. AVEVA Marine는 자체 “Software Validation” 모듈에 코드 리뷰, 단위 테스트, 통합 테스트 결과를 자동으로 수집한다. 따라서 두 툴 모두 IEC 61508 기반 SIL 검증을 지원하지만, 위험 관리 자동화 깊이와 문서화 수준에서 차이를 보인다.

10. 종합 평가 및 선택 가이드라인

CADMATIC과 AVEVA Marine는 각각 선박 전기·기관 설계에 특화된 기능을 제공한다. 종합 평가에서는 기능 안전, 시스템 통합, 사용자 경험, 그리고 국제 규격(IEC 60092, IEC 60364, IEC 61537, DNV GL Rule Marine 1) 적용 여부를 주요 축으로 삼는다.

먼저 기능 안전 측면을 보면, 두 툴 모두 IEC 61508 기반 SIL 검증을 지원한다. AVEVA Marine는 SIL Manager 모듈을 통해 전체 위험 관리 프로세스를 자동화하고, 검증 보고서를 표준화한다. CADMATIC은 위험 행렬을 사용자가 직접 조정할 수 있어 프로젝트 특수 위험에 대한 유연성이 크다. 따라서 위험 관리가 복합적이고 규제기관(DNV, LR 등)의 엄격한 문서화 요구가 높은 경우 AVEVA Marine가 유리하다.

시스템 통합 측면에서는 두 툴 모두 IEC 60364 기반 전기 설계와 IEC 61537 기반 케이블 트레이 설계를 지원한다. CADMATIC은 전선·케이블 자동 배치 알고리즘이 강점이며, 특히 IEC 60092‑101(선박 전기 배선) 규격에 맞춘 배선 경로 최적화 기능이 뛰어나다. AVEVA Marine는 P&ID와 3D 모델 간 실시간 동기화가 강점이며, DNV GL Rule Marine 1에 따른 구조·전기·배관 통합 검증을 원스톱으로 제공한다.

다음은 기업·프로젝트 특성에 따른 툴 선택 기준을 단계별로 정리한 리스트이다.

1. 프로젝트 규모와 복잡도
   • 대형 선박(초대형 유조선, LNG 운반선) – 통합 검증과 자동 보고서가 중요한 경우 AVEVA Marine 선택.
   • 중소형 선박(어선, 페리) – 배선 경로 최적화와 비용 절감이 주요 목표라면 CADMATIC 선택.
2. 규제기관 요구사항
   • DNV GL·ABS·LR 등 엄격한 문서화 요구 – AVEVA Marine의 표준화된 SIL Verification Report 활용.
   • 특수 규격(예: IEC 60092‑101 전압 ≤ 660 V) 적용 필요 – CADMATIC의 전압 구간별 자동 검사 기능 활용.
3. 팀 역량 및 업무 흐름
   • 전기·배관 전문가가 다수이고, 위험 행렬을 직접 조정하는 문화 – CADMATIC이 유연성 제공.
   • 시스템 엔지니어링 중심으로 설계·검증을 일원화하고 싶은 경우 – AVEVA Marine의 통합 플랫폼이 적합.
4. 예산 및 라이선스 정책
   • 단일 모듈 라이선스(예: 위험 관리만 필요) – CADMATIC은 모듈형 가격 구조가 유리.
   • 전체 플랫폼 라이선스(설계·시뮬레이션·검증 모두) – AVEVA Marine는 패키지 가격이 경쟁력.

결론적으로, 기능 안전과 국제 규격 적용 측면에서는 두 툴 모두 기본 요건을 충족한다. 선택은 프로젝트의 규모·복잡도, 규제기관 요구, 팀의 업무 방식, 그리고 예산에 따라 달라진다. 대형 선박의 복합 시스템 검증이 주요 목표라면 AVEVA Marine가, 배선 최적화와 비용 효율성이 핵심이라면 CADMATIC이 적합하다. 각각의 선택 기준을 명확히 정의하고, 파일럿 프로젝트를 통해 실제 적용성을 검증한 후 최종 결정을 내리는 것이 바람직하다.

자주 묻는 질문