글 | 난드 코츠할(Nand Kochhar) 부사장, 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어 



자동차 업계에 대규모 트렌드들이 집중되면서 차량 복잡성이 증가하고 있다. 자율성과 연결성은 미래 차량 시스템의 정교함을 전례 없는 수준으로 끌어올릴 것으로 예상된다. 복잡성의 증가는 이미 시작됐다. 오늘날 차량에는 약 700개의 커넥터와 3,000개가 넘는 와이어로 구성된 40개의 개별 하네스가 들어간다. 그러나 롤랜드버거(Roland Berger)의 2020년 연구에 따르면, 프리미엄급 부분 자율주행 전기차의 전자부품 BOM(Bill Of Materials)은 비 자율주행 내연기관 차량의 2배 이상이 될 것으로 예상된다.

지금은 자동차 OEM과 부품협력업체가 디지털화, 첨단 기술, 제조 프로세스에 투자하기에 적절한 시기이다(그림 1). 이러한 투자는 미래 제품의 개발 속도를 높이고 자동차 회사가 역동적인 시장 상황에 더욱 탄력적으로 적응할 수 있도록 도울 것이다. 대부분 이러한 기술은 이미 몇 년 동안 자동차 산업에서 사용돼 왔다. 기업은 이제 이 기술을 새로운 방식으로 적용해 보다 빠르고, 민첩하며, 탄력적인 기업이 되기를 기대한다.




그림 1 | 디지털화는 차세대 자동차 설계 및 엔지니어링을 주도할 것이다. 기업들이 디지털 미래에 투자하기에 이상적인 시기는 지금이다.


예를 들어, 자동화와 로봇은 수십 년 동안 자동차 제조시설의 고정된 장치였다. 유연하며 자동화된, 연결 및 적응 능력이 뛰어난 산업용 기계에 대한 투자가 증가하면, 기계는 차량 생산 중에 더 많은 작업을 완료할 수 있으며, 생산 설계, 유연한 제조, 제품 자체의 구성 가능성을 새롭게 열 수 있다.

또한, 디지털화는 자동차 산업에서 첨단 기술, 혁신적인 디자인 그리고 더 긴밀한 협업을 촉진하는 강력한 도구가 될 것이다. 디지털화는 강력한 분석을 통해 더 나은 의사결정을 지원하고, 엔지니어링 영역, 팀, 조직 전반에서 직원들이 더 쉽게 협업할 수 있도록 지원한다. 또한, 디지털화는 차량 제조와 서비스 분야의 고급 기술 구현에도 도움이 될 수 있다.

유명 스포츠카 제조사인 포르쉐(Porsche)는 새로운 타이칸(Taycan) 전기차를 지원하는 생산 및 서비스 프로세스의 자동화와 디지털화의 선두주자로 떠올랐다. 포르쉐는 주펜하우젠(Zuffenhausen)에 있는 기존 공장 중 완전히 새로운 타이칸 전기 스포츠 세단 생산시설을 기록적인 기간 내에 건설해야 했으며, 동시에 스포츠카 생산이 중단되지 않도록 해야 했다. 포르쉐는 새로운 시설을 건설하기 위해 건물을 더 높여야 했는데, 여기서 또 다른 도전에 직면했다. 슈투트가르트(Stuttgart) 시가 기류에 미치는 영향을 최소화하기 위해 주펜하우젠 내 건물 높이를 규제하고 있기 때문이다.

포르쉐는 또한 차량에 대한 고객 맞춤화 수준으로 잘 알려져 있다. 고객은 차량 내부와 외부를 모두 개인 맞춤화할 수 있어 모든 기대치를 충족할 수 있다. 물론 타이칸도 다르지 않다. 이는 타이칸 생산시설의 모든 스테이션이 높은 수준의 유연성을 제공해야 한다는 것을 의미한다. 생산 프로세스가 여러 층에 걸쳐 분산되어 있으므로 물류 상의 어려움이 있지만, 이러한 제약을 해결하기 위해 포르쉐는 지멘스와 협력하여 단 1 cm의 높이도 낭비하지 않고 모든 레벨을 최대한 활용하는 독특한 제조 개념을 개발했다.




그림 2 | FlexiLine 생산 시스템은 무인운반차량을 사용하여 차체를 스테이션 간에 이동함으로써 향상된 유연성을 제공한다.


이 개념은 FlexiLine으로 알려져 있으며, 무인운반차량(AGV)이 한 스테이션에서 다음 스테이션으로 차체를 이동하는 새로운 생산 방식이다(그림 2). 고정 컨베이어 벨트 대신 지멘스 기술로 구동되는 AGV는 최대의 유연성을 제공한다. FlexiLine을 사용하면 실제 요구사항에 맞게 작동 주기를 조정할 수 있다. 예를 들어 AGV를 중지해 자동화된 작업을 수행한 후, 다음 스테이션으로 이동 속도를 높일 수 있다. 전체 생산 시스템은 적절하고 원활한 작동을 보장하기 위해 구축에 앞서 가상 시뮬레이션과 테스트를 거쳤다. 그 결과 매우 유연하고 공간에 최적화된 생산 시스템이 구축돼, 시스템은 불과 4개월 반 만에 구현할 수 있었다.

하지만 포르쉐의 디지털화 전환은 여기서 그치지 않았다. 포르쉐 최초의 완전 전기 양산 차량인 타이칸은 첨단 기술과 상호 연결된 복잡한 부품으로 가득 차 있다. 이로 인해 서비스 팀과 관리 팀이 작업을 빠르고 안정적으로 수행하기가 쉽지 않다. 차량의 학습 곡선이 가파르기 때문이다. 서비스 팀과 관리 팀을 더 효과적으로 지원하기 위해 포르쉐는 디지털화를 통해 증강현실 서비스 솔루션을 구축하고 있다.

PARiS(Porsche Augmented Reality in Service)로 알려진 이 솔루션은 CAD 데이터를 차량 개발 부서에서 직접 사용해, 더 큰 서비스 매뉴얼을 제작하는 대신 차량 시스템의 3D 애니메이션을 생성한다. 그리고 서비스 직원이 태블릿을 차량에 갖다 대면 부품 설명, 기술 데이터, 볼트의 정확한 조임 토크와 같은 화물 취급지시를 포함한 특정 차량 부품에 대한 3D 애니메이션 데이터가 즉시 표시된다.

포르쉐의 성공은 자동차 산업 디지털화의 힘을 보여주는 것이다. 차량 개발, 제조 설계, 실제 생산, 현장 서비스 조직을 포함한 여러 부서의 데이터를 연결하면, 디지털 스레드 전반에 걸쳐 혁신과 발전을 위한 새로운 기회를 조명할 수 있다. 실제로 포괄적인 디지털화 전략에 전념하는 기업은 미래의 자동차 산업을 주도할 수 있는 최고의 위치에 있을 것이다.  [AEM]

AEM_Automotive Electronics Magazine