자동차 분야 개방형 제조 플랫폼부터 로봇·VR까지 효율은 높이고 비용은 낮추고

글로벌 자동차 제조사가 개방형 플랫폼을 비롯한 로봇, 가상현실(VR)·증강현실(AR) 등 최신 첨단 공정을 도입해 눈길을 끈다.

이는 향후 전기차와 자율주행 시대를 대비해 품질과 효율은 높이면서도 비용은 낮추기 위한 노력의 일환으로 볼 수 있다. 지금까지는 대부분의 완성차 업체가 여러 공정을 나눠 진행하고 검사했기 때문에 종합적인 테스트 결과 도출이 쉽지 않았고 생산성이 떨어졌다.

업계 관계자는 “스마트 팩토리, 자동화, 지능화, 개방형이라고 하면 일자리가 줄어든다는 것은 오해”라며 “해당 기술을 통해 생산 과정에서 신뢰성을 실시간으로 체크할 수 있어 오차율을 줄일 수 있어 인력을 다른 곳에 더욱 효율적으로 배치할 수 있다. 상호보완적 관계라고 보는 게 맞다”고 설명했다.

그러면서 “생산을 보다 유연하게 할 뿐만 아니라 품질 향상에도 크게 기여해 모든 이해 관계자들에게 혜택을 주고 새로운 제조 및 물류 공정을 재창조할 수 있다”고 덧붙였다.

◆현대차 그룹, 협동 로봇으로 전장 집중 검사하고 자율주행 무인택시도 선보인다

현대자동차 그룹은 지난해 11월 자사 미디어 채널인 HMG 저널과 HMG TV를 통해 6대의 로봇을 이용해 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS) 장치를 비롯한 안전 관련 시스템을 일괄 검사할 수 있는 ‘전장 집중 검사 시스템’을 공개했다.

현대·기아차가 2015년부터 3년간 연구개발한 협동 로봇은 세계 최초로 단일 공정에서 전방충돌방지보조(FCA), 차로이탈방지보조(LKA), 후측방충돌방지보조(BCA), 스마트크루즈컨트롤(SCC), 서라운드뷰모니터(SVM) 등 5가지 ADAS 관련 장치와 전방주행정보표시장치(HUD)를 포함한 6가지를 약 85초 이내에 자동으로 검사할 수 있다.

현재 해당 시스템은 제조기술 부문의 연구를 담당하는 생산기술개발센터에서 선행 개발 및 적용된 상태다. 추후에는 생산·제조 공장 뿐 아니라 서비스 센터에도 확대해 시간 단축, 고객 편의 등 질적 향상을 이루겠다는 복안이다.

이외에도 현대차그룹의 주력 계열사인 현대모비스는 자율주행차 핵심 기술을 선제적으로 확보하기 위해 지난 3월 러시아 최대 인터넷 검색엔진 사업자인 얀덱스와 ‘딥러닝 기반의 자율주행 플랫폼 공동개발을 위한 양해각서(MOU)’를 맺었다.

현대모비스는 얀덱스와 함께 인공지능(AI) 기술 기반의 완전 자율주행 플랫폼을 만들기로 했다. 단순히 플랫폼 공동 개발을 넘어 실제 모빌리티 서비스 적용을 통해 소비자 반응을 검증하는 과정까지 협업을 진행하는 것으로, 우선 올해 말까지 자율주행 플랫폼을 공동으로 제작하고 이에 대한 성능 검증을 마치기로 했다.

양사는 이렇게 검증된 자율주행 플랫폼을 기반으로 오는 2020년부터 러시아 전역에 최대 100대의 무인 로보택시를 제공할 예정이며, 궁극적으로는 글로벌 시장에 다양한 무인 모빌리티 서비스를 전개한다는 방침이다.

◆BMW 그룹, OMP 통해 제조 현장 문제점 해결하고 VR·AR 도입 생산성 높여

BMW 그룹은 2016년부터 클라우드 서비스를 사용해왔으며 개방형 제조 플랫폼(OMP)을 통해 다른 기업에 자사의 솔루션을 제공하는 등 협력 시너지를 내고 있다.

BMW는 지난달 마이크로소프트(MS)와 산업 사물인터넷(IoT) 개발 및 인더스트리 4.0 솔루션을 강화하기 위한 파트너십을 맺고 OMP를 발표했다.

OMP는 기술 프레임을 공유할 수 있는 업계 커뮤니티로, 복잡하고 독점적인 제조 과정을 없애기 위해 설계됐다. OMP 커뮤니티는 현재 추가 파트너를 모집 중이며 연내 4~6곳을 확보하고 최소 15건의 사용 사례를 생산 환경에 적용할 예정이다.

OMP 참여자들은 자동차 및 광범위한 제조 부문에서 스마트 공장 솔루션을 공유할 수 있으며 미래 산업용 IoT 개발을 가속화할 수 있다. OMP를 통해 제작과정의 시간 단축, 생산 효율성 향상을 통한 다양한 제조 현장의 문제점들이 해결될 것으로 기대된다.

OMP는 MS 애저 산업 IoT 클라우드 플랫폼을 바탕으로 만들어졌으며 커뮤니티 구성원들에게 개방형 데이터 모델 및 개방형 제조 표준을 바탕으로 오픈 소스 컴포넌트를 갖춘 참조 아키텍처를 커뮤니티 구성원들에게 공급한다. 또 기계가 스스로 학습할 수 있도록 전통적인 독점 시스템에서 관리되는 데이터 모델의 잠금을 해제하고 표준화해준다.

BMW는 같은달 사용하기 쉽고 효과적인 VR 및 AR 애플리케이션(앱)을 도입해 빠르고 유동적인 생산 공정을 수립하기도 했다. 이 앱은 작업 훈련과 숙련도를 높이는 용도, 조립 라인에서의 워크스테이션 계획 또는 수많은 품질 관리에 있어 강력한 도구로 쓰인다.

BMW 측은 “최대 25톤 가량되는 복잡한 부품 등 차체 부위 생산을 위한 프레스 도구를 점검하는데 많은 시간이 소요된다”며 “이때 시간이 관건인데 물품 수령소에서 검사가 수행되는 경우 불완전하게 인도된 공구는 임시 보관소로 이전되기 전에 반환될 수 있다”고 언급했다.

독일 뮌헨에 위치한 BMW 그룹 도구 제작 및 공장 엔지니어링 부대의 직원들이 삼각대에 표준 태블릿을 장착하면 VR 앱은 생성된 이미지를 주문된 도구의 CAD 시공 데이터로 합친다. 드릴 구멍 및 기타 명확한 표면 특징 등 평균 50개의 기준을 바탕으로 모든 생산 사양이 구현됐는지 여부를 파악할 수 있다.

BMW는 뮌헨 공장에서 목표 및 실제 비교를 적용하고 있다. 앱을 통해 차량의 시공 개념 성숙도와 올바른 설치 위치를 점검한다. 예를 들어 휀더가 올바른 치수인지, 배기 시스템이 올바른 위치에 설치됐는지 또는 필요한 모든 부품이 장착됐는지를 판단할 수 있게 한다.

◆폭스바겐 그룹, 지멘스·아마존·MS 등과 산업용 클라우드로 디지털화 확대한다

폭스바겐 그룹은 산업용 클라우드 분야에서 지멘스, 아마존, MS 등 다양한 파트너와 생산 및 물류의 원활한 디지털화를 확대하기 위한 전사 역량을 모으고 있다. 장기적으로는 세계 1500여개의 공급업체와 협력사의 3만개 이상의 접점 등 자사 글로벌 공급망을 통합한다는 각오다.

폭스바겐은 지난달 지멘스와 자사 산업용 클라우드의 통합 파트너로 선정됐다고 밝혔다. 이로써 122개의 폭스바겐 공장 내 다양한 제조사의 기계와 장비들이 클라우드 안에서 효율적으로 네트워킹되도록 하는 데 주요 역할을 담당할 것으로 기대된다.

지멘스와 기계·장비 공급업체는 폭스바겐의 산업용 클라우드에서 사용할 수 있는 클라우드 기반의 개방형 IoT 운영 시스템인 ‘마인드스피어’의 응용 프로그램과 앱을 개발한다는 계획이다. 폭스바겐은 이를 향후 모든 산업용 클라우드 파트너들이 사용할 수 있도록 한다는 전략이다.

일례로 지멘스와 마인드스피어 파트너들은 사전에 계산·최적화된 유지보수 주기를 통해 기계의 유지보수를 예측할 수 있는 응용 프로그램을 제공한다. 이들은 클라우드를 통해 폭스바겐의 모든 공장에 배치될 수 있고, 공급업체와 기계 제조사 역시 데이터 분석으로 얻은 지식으로 폭스바겐의 생산 환경과 공급망을 보다 효율적으로 제어할 수 있게 된다.

폭스바겐은 아마존 웹 서비스(AWS)와도 공동으로 산업용 클라우드를 개발하고 있다. 제조 환경을 위해 특별히 개발된 IoT, 기계 학습 애널리틱스 및 전산 서비스를 포함하고 있는 해당 아키텍처는 향후 폭스바겐의 새로운 디지털 생산 플랫폼(DPP)이 될 전망이다.

폭스바겐은 산업용 클라우드를 통해 생산 효율성과 유연성을 더욱 향상시킬 수 있는 새로운 가능성을 연다는 목표다. 여기에는 자재 흐름의 보다 효율적인 제어, 납품 병목 현상 및 공정 중단 조기 발견·제거, 모든 공장 내 기계·장비 최적화 작동 등이 포함된다.

또 데이터 교환이 간소화된 클라우드 기반 플랫폼은 폭스바겐이 다양한 현장에 새로운 기술과 혁신을 신속하게 제공하기 위한 필수 조건으로 스마트 로보틱스 및 공장 간 현장 프로세스를 분석하고 점검할 수 있는 데이터 분석 기능이 들어간다.

이외에도 폭스바겐은 지난해 10월 MS와 전략적 제휴를 맺고 ‘폭스바겐 오토모티브 클라우드’ 개발을 추진하기로 한 바 있다. 원 디지털 플랫폼(ODP)으로 알려진 폭스바겐 그룹 전반의 클라우드 플랫폼과 모든 차내 디지털 서비스가 MS의 애저 클라우드 플랫폼 및 애저 loT 엣지 서비스를 기반으로 구축될 예정이다.

◆포드, ‘올 뉴 포커스’ 생산에 완전 자동화 과정 도입한다

포드는 지난해 말 ‘올 뉴 포커스’ 생산에 완전 자동화 과정을 최초로 도입했다고 밝혔다.

완전 자동화된 고온성형 공정은 대형 용광로, 로봇, 3000°C의 레이저를 사용해 운전자와 탑승자를 보호하는 데 필수적인 자동차의 모양을 형성하고 그 일부를 절단한다. 유럽 신차 평가 프로그램(유로 NCAP)에서 최고 등급(5스타)을 받았으며, 올 뉴 포커스 생산의 핵심이기도 하다.

올 뉴 포커스의 세이프티 셀에는 자동차 산업에서 사용되는 가장 강력한 철인 보론 스틸을 사용한다. 이는 사고 발생 시 생존 공간을 확보하도록 도움을 주며, 정면 충돌시 충격을 40% 더 잘 견디게 해준다.

데일 위시노스키 포드 유럽 부사장은 “포드는 고온성형 공정을 가속화하고 개선하기 위해 현대 재료와 자동화를 도입하며 수천년간 철을 더 강력하게 하기 위해 기술을 개발하고 있다”고 말했다.