MBD·PMI JT/STEP 내보내기 기준면·공차 누락 생기는 CMM 검사 불일치 정합화
도면 없이 3D 모델과 PMI만으로 협력사·가공팀·검사팀이 제품 정보를 해석하는 방식이 늘어나고 있습니다. MBD(Model Based Definition)는 3D 모델 안에 치수, 공차, 기준면, 표면거칠기, 재질, 제조 요구사항을 함께 담아 2D 도면 의존도를 줄이는 방식입니다.
하지만 MBD가 제대로 작동하려면 단순히 모델에 주석을 붙이는 것으로 끝나지 않습니다. PMI가 JT 또는 STEP AP242로 내보내질 때 기준면(Datum), 기본치수, 위치도, 프로파일 공차, MMC/LMC/RFS 조건이 누락되면 CMM 검사 결과가 달라질 수 있습니다.
특히 협력사가 JT 뷰어로만 형상을 확인하고, 품질팀은 CMM 소프트웨어에서 PMI를 자동 인식하는 구조라면 Graphical PMI와 Semantic PMI의 차이를 반드시 구분해야 합니다. 화면에 기호가 보인다고 해서 CMM이 공차식을 정확히 계산한다는 뜻은 아니기 때문입니다.
핵심 답변: MBD·PMI 릴리즈는 기능 기준면과 검사 기준면을 먼저 고정하고, JT·STEP AP242 내보내기에서 Semantic PMI, 단위, 좌표계, 기본치수, MMC/LMC/RFS, 데이텀 타겟이 유지되는지 검증해야 합니다. 이후 CMM 프로그램에서 A-B-C 기준면 시퀀스와 보너스 공차 적용 로직을 샘플 파트로 확인하고, 검사성적서의 CTQ 항목과 동일한 용어로 연결해야 합니다.
기능 요구와 기준면 전략을 먼저 고정해야 하는 이유
MBD·PMI 릴리즈에서 가장 먼저 결정해야 할 것은 어떤 면과 축을 기준으로 부품 기능을 판단할지입니다. 기준면은 단순히 A, B, C 문자를 붙이는 작업이 아니라 조립 상태, 가공 기준, 검사 좌표계를 연결하는 기준입니다.
예를 들어 씰 압축률, 갭·플러시, 축선 정렬, 구멍 위치, 조립면 밀착이 CTQ라면 해당 기능을 가장 잘 대표하는 면이 1차 Datum이 되어야 합니다. 가공 편의 때문에 잡은 면을 검사 기준으로 그대로 사용하면 실제 조립 기능과 CMM 합부 판정이 어긋날 수 있습니다.
기능 기준면·가공 기준면·검사 기준면 구분
| 구분 | 의미 | 실무에서 확인할 항목 | 오류가 나는 지점 |
|---|---|---|---|
| 기능 기준면 | 조립과 사용 조건에서 기능을 결정하는 기준 | 상대 부품과 접촉하는 면, 씰면, 축선, 체결면 | 검사 기준과 다르면 합격품이 조립 불량으로 이어질 수 있음 |
| 가공 기준면 | 가공 지그, 클램핑, 공정 순서에서 사용하는 기준 | 클램프 위치, 공정 변형, 잔류응력, 가공 순서 | 가공 편의 기준을 기능 기준으로 착각하면 공차 의도가 흐려짐 |
| 검사 기준면 | CMM·게이지·스캐너가 좌표계를 잡는 기준 | A-B-C 시퀀스, 접촉점, 데이텀 타겟, 정렬 알고리즘 | PMI 기준면과 CMM 좌표계가 다르면 판정 결과가 달라짐 |
따라서 PMI를 만들기 전에 설계, 가공, 품질 담당자가 같은 기준면 체계를 공유해야 합니다. 특히 곡면 부품, 박판 부품, 사출품, 주조품처럼 고정 방법에 따라 형상이 달라지는 부품은 데이텀 타겟과 측정 조건을 검사 계획에 함께 명시해야 합니다.
ASME·ISO GPS 해석 기준도 함께 명시
GD&T 기호가 같아 보여도 ASME Y14.5 계열과 ISO GPS 계열은 일부 해석 방식과 용어가 다를 수 있습니다. 고객사가 요구한 규격, 사내 도면 표준, 협력사 검사 기준이 다르면 같은 PMI를 보고도 다른 해석이 나올 수 있습니다.
릴리즈 문서에는 최소한 적용 규격, 단위, 좌표계, 기준면 우선순위, 기본치수 정의, 공차 해석 방식을 함께 기록해야 합니다.
JT·STEP AP242 내보내기에서 빠지기 쉬운 PMI 항목
NX, CATIA, Creo, SolidWorks 등에서 PMI를 작성한 뒤 JT 또는 STEP AP242로 배포할 때는 화면에 보이는 주석만 확인하면 부족합니다. 중요한 것은 협력사 뷰어와 CMM 소프트웨어가 해당 PMI를 데이터로 읽을 수 있는지입니다.
STEP AP242는 Managed model based 3D engineering을 위한 표준으로, 3D 형상뿐 아니라 PMI와 제품 데이터 교환을 위한 흐름에서 자주 사용됩니다. 하지만 실제 결과는 CAD 내보내기 옵션, 수입 소프트웨어 지원 범위, PMI 작성 방식에 따라 달라집니다.
Semantic PMI와 Graphical PMI 차이
Graphical PMI는 사람이 화면에서 볼 수 있는 주석입니다. 기호, 문자, 프레임이 보이기 때문에 검토자는 문제가 없어 보인다고 판단하기 쉽습니다. 반면 Semantic PMI는 소프트웨어가 공차의 의미를 해석할 수 있도록 구조화된 데이터입니다.
CMM에서 자동으로 위치도, 프로파일, MMC 보너스 공차, 기본치수, 데이텀 참조를 계산하려면 Semantic PMI가 필요합니다. Graphical PMI만 남아 있으면 CMM 소프트웨어는 기호를 그림처럼 볼 수는 있어도 공차식을 계산하지 못할 수 있습니다.
내보내기 전 반드시 확인할 옵션
| 확인 항목 | 확인 이유 | 누락 시 문제 |
|---|---|---|
| Semantic PMI | 기계가 공차 의미를 해석할 수 있는 데이터 | 기호는 보이지만 CMM 자동 판정이 불가능 |
| 단위 | mm·inch 혼용 방지 | 치수와 공차 스케일이 달라짐 |
| 모델 좌표계 | CAD·뷰어·CMM 기준 정렬 | 기준면과 측정 방향이 뒤틀림 |
| 기본치수 | 위치도·프로파일 공차 해석 기준 | 공차 영역 계산이 달라짐 |
| MMC/LMC/RFS | 보너스 공차 적용 여부 결정 | 합격품이 불합격 처리될 수 있음 |
| 데이텀 타겟 | 곡면·박판 부품의 접촉 조건 정의 | CMM이 임의 접촉점으로 좌표계를 잡을 수 있음 |
| 뷰와 주석 방향 | 협력사 검토 가독성 확보 | PMI가 보이지 않거나 엉뚱한 방향에서 해석됨 |
2D 도면을 함께 배포하는 경우에는 PDF 출력 설정도 별도로 검증해야 합니다. 레이어, 투명도, 얇은 선 처리, 주석 스케일 설정에 따라 GD&T 프레임이나 기준면 기호가 출력에서 사라질 수 있습니다.
내부 참고 : AutoCAD 앤노테이션 스케일·뷰포트 배율 불일치
PDF 레이어 출력 누락과 검사 기준
CMM 좌표계와 PMI 기준면을 맞추는 검사 절차
CMM 검사는 모델을 불러왔다고 자동으로 설계 의도와 동일해지는 작업이 아닙니다. 검사 장비는 실제 부품을 접촉하거나 스캔하면서 좌표계를 만들고, 그 좌표계 위에서 치수와 공차를 계산합니다.
따라서 PMI에 표시된 Datum A-B-C와 CMM 프로그램의 Alignment 순서가 일치해야 합니다. A면을 먼저 잡고, B 기준으로 회전을 막고, C 기준으로 원점을 고정하는 방식이 설계 의도와 맞는지 샘플 파트로 확인합니다.
검사 계획서에 들어가야 할 입력값
- CTQ 항목: 조립 간극, 체결 위치, 씰면, 축선 정렬, 프로파일 등 기능 요구사항
- 기준면 체계: A-B-C 순서, 데이텀 타겟, 접촉점, 접촉 면적, 좌표계 원점
- 측정 방식: 접촉식 CMM, 비접촉 스캔, 게이지, 광학 측정 등
- 공차 계산: MMC/LMC/RFS, 보너스 공차, 기본치수, 공차역 방향
- 판정 기준: 합격/불합격 기준, 측정 불확도, 소수점 자리수, 반올림 규칙
- 성적서 연결: CTQ 코드, 검사 항목명, PMI ID, 모델 버전, 릴리즈 번호
MSA와 샘플 파트 검증이 필요한 이유
CMM 프로그램이 PMI를 정상적으로 읽어도 측정 장비의 반복성·재현성이 충분하지 않으면 판정 신뢰도가 떨어집니다. 공차 폭이 좁은 CTQ라면 Gauge R&R, 검교정 상태, 온도·습도, 고정구 반복 위치, 측정자 편차까지 확인해야 합니다.
특히 MMC 보너스 공차가 적용되는 위치도는 의도적으로 경계 조건에 가까운 샘플 파트를 만들어 CMM 성적서 결과가 규칙과 맞는지 확인하는 것이 좋습니다.
MBD 릴리즈 방식별 장단점과 실패 모드
MBD 릴리즈는 조직의 CAD, PLM, 협력사 뷰어, 검사 시스템 수준에 따라 방식이 달라집니다. 처음부터 MBD 단독으로 전환하기보다 도면과 MBD 병행, 샘플 파트 검증, 성적서 매핑을 단계적으로 진행하는 것이 안전합니다.
| 릴리즈 방식 | 장점 | 확인 방법 | 흔한 실패 모드 |
|---|---|---|---|
| MBD 단독 JT·STEP AP242 + Semantic PMI | 데이터 일관성이 높고 CMM 자동화에 유리 | JT2Go, STEP AP242 검증 도구, CMM 수입 테스트 | Semantic PMI 일부 누락, 협력사 해석 불일치 |
| 도면 + MBD 병행 | 전환기 협력사 대응이 쉽고 검토 가시성 높음 | 도면과 PMI 수치·기호·기준면 동등성 체크 | 도면만 수정되고 PMI 업데이트 누락 |
| 2D PDF 단독 | 배포와 열람이 쉽고 기존 협력사 대응 가능 | PDF 출력, 레이어, 선두께, 주석 가시성 확인 | GD&T 기호 누락, 주석 스케일 오해 |
| MBD + 검사 템플릿 | CTQ 추적성과 검사성적서 자동화에 유리 | PLM 필드, CMM 성적서, CTQ 코드 매핑 | 필드명 불일치, 개정 이력 추적 실패 |
실패 모드 1｜MMC 기호가 보이지만 보너스 공차가 적용되지 않음
브래킷 홀 위치도에 MMC가 적용되어 있었지만 JT 내보내기 후 CMM에서 RFS로 계산된 사례를 생각해 볼 수 있습니다.
화면에는 MMC 기호가 보였지만 Graphical PMI로만 남아 있었고, CMM은 이를 공차 계산 데이터로 읽지 못한 것입니다.
이 경우 해결 방법은 Semantic PMI 보존 옵션으로 재수출하고, CMM 수입 단계의 기호 매핑 테이블을 점검하는 것입니다. 검사성적서에는 “위치도 @ MMC”처럼 판정 규칙이 드러나도록 CTQ 항목명을 정리합니다.
실패 모드 2｜곡면 데이텀 타겟이 누락되어 좌표계가 틀어짐
곡면 커버 부품에서 3점 데이텀 타겟으로 기준면 A를 정의했지만 STEP AP242 변환 후 접촉점 좌표와 패치 크기 정보가 검사 소프트웨어에 전달되지 않을 수 있습니다.
이 경우 CMM 작업자가 임의 접촉점을 사용하면 좌표계가 달라지고 전체 프로파일 판정이 흔들립니다.
대응 방법은 데이텀 타겟을 단순 기호가 아니라 접촉점 좌표, 접촉 면적, 계산 방식까지 포함한 검사 계획으로 구조화하는 것입니다.
실패 모드 3｜도면과 PMI가 서로 다른 값을 가짐
도면과 MBD를 병행 배포하는 전환기에는 도면 치수는 수정했지만 PMI는 과거 값으로 남거나, 반대로 PMI는 수정됐지만 PDF 도면이 예전 값으로 배포되는 문제가 발생할 수 있습니다.
이 경우 협력사는 어떤 문서가 우선인지 판단하기 어렵습니다.
릴리즈 규칙에는 동등 문서 여부, 우선 문서, 개정 번호, 변경 이력, 폐기 기준을 명확히 넣어야 합니다.
협력사 배포 패키지와 검사성적서 연결 기준
MBD 릴리즈에서 중요한 것은 CAD 파일을 넘기는 것이 아니라 협력사가 같은 기준으로 가공하고, 품질팀이 같은 기준으로 검사하며, 성적서가 같은 용어로 기록되는 것입니다.
협력사에 전달할 최소 패키지
- 3D 원본 또는 중립 파일: NX, JT, STEP AP242 등 고객·협력사 합의 포맷
- PMI 포함 파일: Semantic PMI 보존 여부가 검증된 파일
- 검토용 뷰어 안내: JT2Go, STEP AP242 검증 뷰어 등 열람 도구
- 검사 계획서: Datum 시퀀스, 측정 방법, CTQ, 샘플 수, 판정 기준
- 샘플 검사성적서: CTQ 코드, 치수 항목, 공차식, 합부 결과 예시
- 변경 이력: 모델 개정, PMI 변경, 도면 병행 여부, 폐기된 파일 목록
CTQ와 검사성적서 필드명 맞추기
검사성적서의 항목명이 “Hole Position”이고 설계 CTQ 명칭은 “P01 위치도@MMC”라면 나중에 추적이 어려워집니다.
PLM, 검사 계획서, CMM 프로그램, 성적서의 필드명을 같은 체계로 맞추면 불량 원인 분석과 협력사 대응이 쉬워집니다.
| 연결 항목 | 권장 표기 | 목적 |
|---|---|---|
| CTQ 코드 | CTQ-POS-001 | 설계·검사·성적서 추적 |
| PMI ID | PMI-FCF-014 | 모델 주석과 성적서 항목 연결 |
| 공차 조건 | 위치도 ⌀0.2 @ MMC | A | B | C | CMM 계산 규칙 명확화 |
| 측정 기준 | A면 6점, B축 2점, C홀 중심 | 좌표계 재현성 확보 |
| 판정 결과 | 합격·불합격 + 측정값 + 보너스 공차 | 품질 이력과 고객 보고 대응 |
릴리즈 전 최종 체크리스트
아래 항목은 MBD·PMI 릴리즈 전 설계 검토, 품질 검토, 협력사 배포 승인 단계에서 함께 확인하는 것이 좋습니다.
| 체크 항목 | 확인 질문 | 담당 |
|---|---|---|
| 기준면 전략 | 기능 기준면과 검사 기준면이 일치하는가? | 설계·품질 |
| 좌표계 | CAD 모델 좌표계와 CMM Alignment가 같은가? | 설계·검사 |
| PMI 보존 | JT/STEP에서 Semantic PMI가 유지되는가? | 설계·품질 |
| 공차 조건 | MMC/LMC/RFS, 기본치수, 데이텀 타겟이 누락되지 않았는가? | 설계·검사 |
| 뷰어 검증 | 협력사가 사용하는 뷰어에서 PMI가 정상 표시되는가? | 품질·협력사 |
| CMM 검증 | 샘플 파트에서 보너스 공차와 프로파일 판정이 맞는가? | 검사 |
| MSA | 측정 변동이 CTQ 판정에 충분히 작은가? | 품질 |
| 성적서 연결 | CTQ 코드와 검사성적서 항목명이 동일한가? | 품질·PLM |
| 변경 이력 | 도면과 PMI 중 어느 문서가 우선인지 명확한가? | 설계관리 |
공식 참고자료와 검증 도구
MBD·PMI 릴리즈는 CAD 기능만의 문제가 아니라 표준, 뷰어, 검사 소프트웨어, 협력사 운영 환경이 함께 맞아야 합니다. 아래 자료는 포맷과 검증 기준을 확인할 때 참고할 수 있습니다.
공식 참고자료
- Siemens Designcenter NX Model-Based Definition — NX MBD와 3D 모델 기반 제품 정의 개념 확인
- Siemens JT2Go — JT 파일과 PMI, 모델 뷰 확인용 공식 뷰어
- NIST STEP File Analyzer and Viewer — STEP AP242 semantic PMI, graphic PMI, validation properties 검증 참고
- ISO 10303-242:2020 — STEP AP242 Managed model based 3D engineering 표준 정보
- Siemens Xcelerator Documentation — NX, Teamcenter, JT 관련 제품별 세부 옵션 확인
공식 자료를 확인할 때는 “PMI를 지원한다”라는 문구만 보지 말고, 실제로 사용하는 CAD 버전과 CMM 소프트웨어 조합에서 어떤 공차와 기호까지 해석되는지 샘플 데이터로 검증해야 합니다.
MBD·PMI 릴리즈와 CMM 검사 FAQ
MBD·PMI만으로 도면 없이 릴리즈해도 되나요?
가능 여부는 고객 요구사항, 계약 문서, 사내 표준, 협력사 수용 능력에 따라 달라집니다. MBD 단독 릴리즈를 하려면 PMI가 기준면, 치수, 공차, 표면거칠기, 재질, 검사 기준을 충분히 포함해야 하며 협력사 뷰어와 CMM 시스템에서 해석 일치가 검증되어야 합니다.
JT와 STEP AP242 중 무엇을 써야 하나요?
JT는 경량화된 3D 검토와 협업, 뷰어 배포에 유리하고 STEP AP242는 중립 포맷 기반의 모델 기반 엔지니어링 데이터 교환에 많이 사용됩니다. 어느 하나가 항상 우위라기보다 CAD, PLM, CMM, 협력사 뷰어가 지원하는 PMI 범위를 기준으로 결정해야 합니다.
Semantic PMI가 없으면 CMM 검사가 불가능한가요?
수동으로 공차를 입력해 검사할 수는 있습니다. 하지만 자동 검사 프로그램 생성, 공차식 해석, 보너스 공차 계산, 검사성적서 자동 연결을 목표로 한다면 Semantic PMI가 필요합니다. Graphical PMI만 있으면 화면 검토는 가능하지만 자동 판정 신뢰도가 떨어질 수 있습니다.
CMM에서 MMC 보너스 공차가 적용되는지 어떻게 확인하나요?
MMC가 적용된 홀 또는 핀 특징을 샘플 파트로 선정하고, 실제 측정값이 보너스 공차 계산에 반영되는지 성적서에서 확인합니다. CMM 소프트웨어의 기호 매핑, 치수 프레임 해석, 실제 크기 조건, Datum 참조를 함께 점검해야 합니다.
협력사가 PMI를 제대로 읽는지 어떻게 확인하나요?
릴리즈 전 협력사에 샘플 JT 또는 STEP AP242 파일을 전달하고, 협력사가 사용하는 뷰어 화면과 CMM 수입 결과를 회신받습니다. 화면 캡처뿐 아니라 공차식, 기준면, CTQ 항목, 성적서 결과까지 확인해야 실제 해석 일치 여부를 판단할 수 있습니다.
2D PDF를 함께 배포하면 더 안전한가요?
전환기에는 2D PDF 병행 배포가 협력사 이해를 돕습니다. 다만 PDF와 PMI가 서로 다른 값을 가지면 오히려 혼란이 커집니다. 반드시 우선 문서와 개정 기준을 명시하고, PDF 출력 과정에서 GD&T 기호, 레이어, 선두께, 주석 스케일이 정상인지 확인해야 합니다.
MSA 결과가 좋지 않으면 어떻게 해야 하나요?
측정 시스템의 반복성·재현성이 공차 폭에 비해 크다면 합부 판정 신뢰도가 낮아집니다. 이 경우 공차를 임의로 완화하기보다 측정 고정구, 접촉점, 환경 조건, 측정자 방법, CMM 프로그램을 개선한 뒤 다시 검증해야 합니다.
MBD·PMI 기반 릴리즈의 핵심은 도면을 없애는 것이 아니라 설계 의도, 제조 기준, 검사 기준, 성적서 판정이 하나의 데이터 흐름으로 연결되는 것입니다. JT·STEP AP242로 PMI를 내보낼 때는 화면 표시가 아니라 Semantic PMI 보존 여부를 확인하고, CMM 좌표계와 CTQ 성적서까지 샘플로 교차 검증해야 협력사 해석 오류와 불필요한 불합 판정을 줄일 수 있습니다.
