▲ 싱가포르 현지에서 줌을 통해 강연을 하고 있는 현대차그룹 싱가포르 글로벌혁신센터 정홍범 대표

자동차 산업은 1885년 가솔린차 발명 이후 지속적 발전과 혁신을 거듭해 왔지만 동력원의 전환, SW, 통신, 컴퓨팅, 인공지능(AI) 기술의 발전과 함께 현재 급속한 산업 구조 변화가 급진전되고 있다.

현대자동차는 어떻게 자동차 제조를 진화시키고 혁신하는지 보여주기 위해 싱가포르 글로벌 혁신센터(HMGICS)를 연내 구축 완료할 계획이다.

새로운 자동차 산업의 패러다임을 주도하고 다양한 시장의 니즈에 유연하게 대응하려는 현대차그룹의 전략중 ‘메타팩토리’를 기반으로 한 미래 제조플랫폼 개발 전략과 사례를 설명하고자 한다.

◆현대차그룹의 메타팩토리는?

메타팩토리란 ‘현실’의 스마트팩토리를 ‘디지털세계’인 메타버스에 그대로 옮긴 공장을 의미하는 것이다. 현대차 그룹은 올해말 싱가포르 글로벌 혁신센터(HMGICS) 완공에 맞춰 세계 최고 수준의 메타팩토리를 구축하고 지속적으로 고도화해 나갈 예정이다.

미래 제조업을 새로이 정의하고 이끌어 갈 HMGICS 메타팩토리는 그룹의 인간중심 경영철학을 확장해 내부 구성원인 근로자에 대한 존중에서 시작, 고객의 만족을 넘어서는 전인류의 행복 증진을 추구하는 방향으로 구현해 나갈 예정이다.

이의 활용을 통해 기존의 단순 반복 작업을 수행하는 근로자는 협동로봇과 함께 생산활동의 핵심적 주체로서 다양한 새로운 역할을 수행하게 될 것이다.

HMGICS의 전략과 과제를 공유하며 새로운 변화의 시대를 함께 대응해 가고자 한다.

현대차그룹은 메타팩토리를 완성하기 위해 어떻게 중장기적인 여정을 진행할 것인지, 스마트팩토리의 핵심기술인 로보틱스는 메타팩토리에서 어떻게 진화할 것인지에 대해 생각해 봤다.

이를 크게 ▲자동차 산업 전환의 특징과 현대차그룹의 대응(자동차산업의 새로운 트렌드 MECA)과 ▲싱가포르 글로벌 혁신센터 개요 및 메타팩토리(제조 산업 생태계의 변화)의 두 줄기로 나눠 살펴본다.

◆자동차산업 전환의 특징과 현대차그룹의 대응

자동차산업의 새로운 트렌드는 메카(MECA)다. 이 트렌드는 M(Mobility·모빌리티), E(Electrification·전동화), C(Connectivity·연결성), A(Autonomity·자율성) 등으로 요약된다.

현재 자동차 이용자들의 모빌리티는 소유에서 공유로 변화하고 있다. 현대자동차는 E-GMP라는 충전 플랫폼을 통해 전동화를 가속화하고 있다. 자동차 OEM 서비스 제공자로의 전환을 보여주고 있다. 또한 자동차는 커넥티드카라는 움직이는 통신과 연결성 플랫폼으로 진화하고 있다. 또한 자율주행기술로의 변화도 새로운 트렌드다. 현대차는 앱티브와 합작한 모셔널이라는 회사를 통해 자율주행 전기차를 만든다.

이처럼 현대자동차는 자동차 제조사에서 스마트 모빌리티 프로바이더(제공자)로의 변화를 추진하고 있다.

전동화와 자율주행기술은 공유의 모빌리티로 더욱 가속화되고 있다.

누가 시장을 지배할 것이냐. 아직도 제조 중점적이라고 본다면 IT기업은 서비스 중심으로 참여하고 있다. 그래서 IT기업과 치열한 영역 다툼이 있다. 굉장히 큰 변화를 겪고 있다.

현대자동차는 스마트모빌리티 프로바이더로서 2025년까지 △스마트 디바이스의 전동화 △스마트 서비스(서비스 기반 구축, 판매는 물론 소비 서비스 개척 확보) △수소 솔루션(화석에너지 아닌 자연에너지 저장, 이동이 향후 100년의 에너지)을 준비하고 있다. 이 분야에서 누구보다도 앞서 이니셔티브를 갖도록 추진하고 있다.

이에 따라 현대자동차는 제품 자체도 버추얼, 생산도 디지털 기반인 스마트 팩토리를 구축하고 있다.

올해 말 구축될 현대자동차 그룹의 이노베이션 센터는 판매도 버추얼, 생산전반도 버추얼로 이뤄지고, 생산 전반도 데이터 기반으로 이뤄지도록 할 것이다.

◆싱가포르 글로벌 혁신센터 개요 및 메타팩토리

제조 산업(특히 자동차) 생태계가 변화하고 있다.

첫째, 지금까지는 대량생산, 제품과 제조 방식의 진화가 이뤄져 왔지만 이제는 제조발전과 제조방식의 혁신이 일어나고 있다. 이와함께 한창 공유경제와 자율주행이 진행되고 있다. 즉, 지금까지 자동차 산업은 내부에서의 진화를 보였다면, 이제부터는 타 산업과의 생태계 전반적 변화와 산업 재편으로 이어질 것이다. 현대자동차그룹도 이 혁신적 변화 상황에 있다.

이 생태계의 두번째 큰 변화는 삶의 변화다. 특히 스마트시티에는 다양한 니즈가 요구된다. 이에 스마트 모빌리티 디바이스가 요구된다. 다양한 도시화, 지속 가능성, 도시 별 분권화 도시기능, 새로운 가치 등장 등의 요인이 발생한다. 여기에 맞춰 모빌리티에서 여러 폼팩터가 마련돼야 한다.

세 번째, 특히 4차 산업혁명 시대에서는 데이터에 의한 디지털화, 인공지능(AI), 빅데이터, 로봇, 3D프린터, 디지털 트윈 등이 변화를 촉진한다. 변화는 △다양한 스마트 모빌리티 등장 △서비스 프로바이더 필요성 △맞춤형 주문변화 등을 강력히 요구하고 있다.

이를 위해 유연하고 민첩한 다품종 생산이 필요하다. 공장이 작아지고 친환경 시설이 요구된다. 또한 도시화 진전에 따른 그 도시만의 삶의 경험이 녹아있는 마이크로 팩토리가 필요해진다. 따라서 소비자 거점으로 생산 거점이 이동하게 된다.

◆현대자동차 싱가포르 글로벌 혁신센터(HMGICS)의 배경 및 목적

▲ 싱가포르 현지에서 줌을 통해 강연을 하고 있는 현대차그룹 싱가포르 글로벌 혁신센터 정홍범 대표

HMGICS의 설립은 ‘인간 중심의 밸류체인 혁신센터’라는 의미를 갖는다.

이 혁신센터는 싱가포르 창이공항 서부지역의 혁신단체 전체를 엮는 스마트시티 지역에 위치하고 있다. 현대차는 이곳에서 제조혁신 플랫폼과 미래 모빌리티 상품개발 및 실증 오픈 이노베이션을 확대해 나가려 하고 있다. 여기서 개발된 기술이 현대자동차의 글로벌 공장에 제공된다.

HMGICS를 추진한 배경과 향후 계획은 다음과 같다.

우선 현대자동차의 계획은 ‘이 센터→물류공급망→제조’로 이어지는 과정을 데이터 기반으로 이뤄지게 하는 것이다. 이 공장에서 연내 아이오닉5 생산을 필두로 내년엔 아이오닉 기반의 로봇택시를 제조할 예정이다. 오는 2025년에는 목적형 기반 차량(PBV)을 내놓을 예정이다. 여기서 만들어지는 지능형 혁신 제조 플랫폼으로 제조하게 된다. 이는 유연한 생산방식으로서 컨베이어가 아닌 셀 방식으로 생산하는 것을 지향한다.

◆인간 중심 제조 공장···최종 목표는 버추얼로 정리되고 피지컬로 시행되는 공장

여기서 일하는 작업자가 생각하는 부분을 튜터링 시스템을 통해 작업자에 도움을 주게 된다. 제조현장은 코봇(협동로봇)을 통해 로봇으로 제조를 자동화하고 작업자는 좀 더 그들을 편하게 해 주는 ‘인간중심의 공장’으로 만들어진다. 미래 제조 방식에 있어선 일부 육체 노동이 있겠지만 데이터 만지는 작업자 비율이 높아질 것이다.

또한 현대자동차의 미래 제조공장은 자연친화적이 될 것이다. 즉, 자동차 생산공장이지만 데이터 생산을 하는 곳도 될 것이다. 현대자동차는 올해를 이 방식으로 자동차 양산을 준비하는 단계로 삼으려 하고 있다. 현재는 피지컬이지만 한편으로는 디지털 팩토리를 추진하고 있는데 연내 완공될 예정이다.

두 번째 단계는 내년부터 두 공장을 가동하면서 동기화하는 것이다. 이렇게 되면 명실상부한 사이버-피지컬 시스템(CPS·Cyber Physical System)이 된다.

세 번째 단계는 자동차를 자율 생산할 수 있는 메타 팩토리다. 최종 목표는 모든 부분이 버추얼로 정리되고 피지컬로 시행되는 공장의 완공이다. 이를 적용하면 제조 준비 단계 손실이나 실행 단계의 실수를 없앨 수 있게 된다.

이의 활용 사례로는 크게 세가지를 꼽을 수 있다. 즉, △메타 팩토리 스튜디오 △스마트작업 환경 △로봇 시뮬레이션이다.

먼저 메타팩토리 스튜디오는 전공정 데이터를 연결해 실시간 가상 3D를 실현한다. 디지털 트윈을 통해 최적 생산 과정을 사전 검증함으로써 시뮬레이션 결과를 실제와 상호비교하면서 실제 세계와 연결해 가동하게 된다.

둘째, 스마트 작업 환경에서의 활용 사례를 꼽자면 메타버스를 통해 사전에 모든 것을 검증하며, 실제현장에서 작업자가 버추얼 영역의 도움을 받아 여러 가지 현장의 작업을 할 수 있게 된다.

셋째, 로봇 시뮬레이션에서의 활용은 버추얼 팩토리에 대해 사전 검증하고 실제 현장에서 작동하는 부분이 된다. 많은 로봇을 운영하면서 로봇제어, 버추얼 및 사이버공간에서 로봇을 제어해 최적화할 수 있는 공장을 가능케 해 준다.