디지털 트랜스포메이션이 모든 산업에서 혁신적인 변화를 가져오는 가운데, 자동차 산업에서도 지속 가능한 경쟁력을 갖기 위해 비즈니스를 디지털 기반으로 바꾸고, 이를 뒷받침하기 위한 제품 개발의 혁신을 추진하고 있습니다.

제품의 소비 목적이 소유에서 경험으로 변화하면서, 제조기업의 비즈니스 모델도 일회성 제품 판매에서 구독(subscription) 기반의 지속적인 서비스 제공으로 바뀌고 있습니다. 이에 따라 많은 제조업체가 서비스 공급업체로 변화를 추구하는 추세입니다.

현대자동차 역시 지난 2019년 전통적 제조업체에서 ‘스마트 모빌리티 솔루션 공급사’로 전환하겠다는 비전을 소개했습니다. 친환경 자동차나 자율주행차, UAM(도심 항공 모빌리티) 등 모빌리티 디바이스와 통합 플랫폼 기반의 모빌리티 서비스를 결합한 솔루션 기업으로 거듭나겠다는 것인데요.

“자율주행 시대를 맞아 자동차 개발의 복잡성이 더욱 커지고 있으며, 이에 대응하는 것은 수익 향상뿐 아니라 기업 생존의 문제로 심각하게 받아들이고 있다.”

한용하 연구위원, 현대자동차 버추얼이노베이션리서치랩

알테어가 지난 9월 진행한 ‘알테어 테크놀로지 콘퍼런스 2021’에서는, 자동차 R&D 영역의 디지털 트랜스포메이션을 위해 현대자동차가 추진하고 있는 ‘디지털 엔지니어링’ 전략이 소개됐습니다.

이 전략은 제품 개발 초기의 요구사항부터 시스템/부품 단위의 설계 및 검증 그리고 양산까지 전체 개발 프로세스를 디지털 데이터 기반으로 연결하는 것입니다. 이를 위해 ▲전체 개발 데이터를 디지털화하는 디지털 트윈 ▲디지털 데이터를 하나로 엮는 디지털 스레드 ▲데이터 기반의 가상 개발 방법론인 MBSE를 추진하고 있다는 것이 한용하 연구위원의 설명입니다.

현대자동차는 디지털 트윈을 디지털 트랜스포메이션의 핵심 수단으로 보고 있습니다. 그리고, 제품 수명주기 전반에 걸쳐 모델링과 시뮬레이션을 일원화하는 체계를 만들어 디지털 트윈을 전사적으로 활용하는데 중점을 두고 있습니다.

이런 디지털 트윈을 연구개발 영역에 적용하기 위해 현대자동차가 만든 시스템이 ‘버추얼 개러지’인데요. 시뮬레이션 모델이나 가상 차량 모델을 버추얼 개러지 한 곳에 저장하고, 연구원은 여기에서 연구에 필요한 최적의 가상 모델을 선택해 사용할 수 있다고 합니다.

“버추얼 개러지의 모델은 실물 프로토타입을 대체할 수 있는 버추얼 프로토타입을 지향하고 있다.”

한용하 연구위원, 현대자동차 버추얼이노베이션리서치랩

버추얼 프로토타입은 기능 기반의 1D 시뮬레이션 모델과 형상 기반의 3D 시뮬레이션 모델, 자동차의 공간감이나 조작 편의성 등을 평가할 수 있는 VR 평가 모델을 아우르고 있으며, 특히 VR 모델은 디지털 생산뿐 아니라 판매 카탈로그나 마케팅 등에도 활용할 수 있도록 제작되고 있습니다.

버추얼 개러지를 완성하기 위한 전략이 디지털 데이터를 하나로 엮는 디지털 스레드(digital thread)인데요. 데이터를 한 곳에 모으는 것뿐 아니라 이들 데이터를 연결하는 네트워킹 체계라고 볼 수 있습니다. 현대자동차가 디지털 스레드의 목표로 잡은 것은 자동차를 개발하는 과정에서 많은 부품과 복잡한 개발 프로세스 영역의 데이터를 표준화하고 투명하게 관리해서, 추적성을 확보하고 재활용까지 가능하도록 하는 것입니다.

“현대자동차에서는 R&D 데이터 허브의 개념으로 디지털 스레드를 구현한 디지털 엔지니어링 센터를 운영하고 있다. 이 데이터 허브의 지향점은 개발 연구원 누구나 언제 어디서든 단일 소스의 신뢰할 만한 데이터를 편리하게 쓸 수 있는 시스템이다.”

한용하 연구위원, 현대자동차 버추얼이노베이션리서치랩

이런 디지털 스레드가 실현되면 자동차 제조사뿐 아니라 많은 협력업체가 양방향으로 데이터를 주고받으면서 소통할 수 있는 가상 데스크톱 인프라(VDI)나, 생산과 판매 이후 자동차의 운행.작동 데이터를 실시간 모니터링하고 개발 단계에 피드백할 수 있는 ‘스마트 비클 모니터링’ 시스템 등이 가능해질 것으로 보입니다.

나아가, 현대자동차는 디지털 데이터 및 모델을 기반으로 하는 가상 자동차 개발의 핵심 방법론으로서 MBSE(모델 기반 시스템 엔지니어링)을 다양한 분야에 적용할 계획이라고 합니다.

“MBSE는 복잡한 시스템 내부의 인풋과 아웃풋을 논리적으로 연결하고 전체적으로 조망하는 전체 아키텍처 모델을 만드는 것에서 시작한다. 그리고 요구사항의 세분화, 동적 거동의 정의, 시스템 단위의 목표 설정, 구조 설계, 검증 등 전체 엔지니어링 단계를 MBSE 방법론으로 정리하고자 한다.”

한용하 연구위원, 현대자동차 버추얼이노베이션리서치랩

• 더 자세한 내용은 캐드앤그래픽스 2021년 10월호에서 볼 수 있습니다.