노면질감까지 가상공간 재현…R&D 거점 현대차·기아 남양연구소
R&D 디지털 전환 혁신으로 개발기간 줄이고 품질 향상
(화성=연합뉴스) 김윤구 기자 = 지난 1일 서울 도심에서 1시간30분가량 차로 이동해 도착한 경기 화성시 남양읍. 논밭을 지나 국내 최대 규모의 자동차 연구개발 거점인 현대차·기아 남양기술연구소가 눈앞에 보였다.
연구소 정문을 지나기 전에 스마트폰을 보안 봉투에 넣고 밀봉했다. 이전에는 스마트폰 카메라 부위에 스티커를 붙였지만, 보안 조치를 강화하면서 지금의 방식으로 바꿨다고 회사 관계자는 말했다.
가장 먼저 찾은 곳은 드라이빙 시뮬레이터 스튜디오다. 올해 2월 완공된 이 스튜디오가 언론에 공개된 것은 처음이다.
거대한 270도 곡면 스크린에 둘러싸인 운전석에 앉으면 실제 차 안에 탑승한 듯한 느낌을 받을 수 있는 곳이다.
스크린에는 시험장 도로가 펼쳐졌다. 주행이 시작되면 차량 앞좌석만 잘라낸 듯한 모양의 콕핏이 모션 플랫폼 위에서 전후, 좌우, 상하로 움직인다.
내부는 제네시스 G80의 모습으로 구현했다. 운전대를 꺾으면 콕핏 전체가 차량의 움직임에 맞춰 좌우로 기운다. 노면에서 전달되는 미세한 진동까지 구현했다.
스크린에 구현된 도로는 남양기술연구소 주행시험장을 1㎜ 단위까지 정밀하게 스캔해 경사와 노면의 요철, 과속방지턱, 아스팔트의 질감까지 옮겨놓은 공간이다. 유럽과 미국, 호주의 도로까지 구현했다고 주행성능컨셉개발팀 정필영 책임연구원은 설명했다.
젖은 노면 등 다양한 환경을 시험하고 평가할 수 있다.
드라이빙 시뮬레이터는 실제 도로와 차량을 가상으로 정밀하게 구현해 시작차 없이도 주행 성능을 평가하고 개발 속도와 완성도를 동시에 끌어올리고 있다.
정필영 책임연구원은 "가상 환경에서 차량이나 부품의 특성을 입력하면 곧바로 주행 평가를 수행할 수 있다"며 "단계별 개발 차량의 실차 평가와 드라이빙 시뮬레이터 평가를 병행하고 반복 검증해 차량의 성능과 신뢰성을 높이고 효율적으로 차량을 개발할 수 있다"고 말했다.
그는 "승차감과 핸들링을 동시에 평가할 수 있어 경쟁사가 굉장히 놀라워했다"고 전했다.
현대차·기아는 방대한 데이터 용량 문제를 해결하기 위해 세계 최초로 지형 서버 방식을 적용했다. 가상의 차량이 주행하는 위치 주변의 데이터만 실시간으로 주고받는 방식이어서 지연 없이 자연스러운 주행이 가능하다.
양산 모델은 물론 현대 N, 제네시스 마그마 같은 고성능차 개발에도 활용된다.
다음으로 향한 곳은 차량 치수 품질을 측정하고 분석하는 디지털 측정센터다.
파이롯트품질검증팀 한진수 팀장은 차량의 치수에 오차가 있어 틈새가 생기거나 하면 소음이나 누수 문제가 발생하기 때문에 치수 관리가 중요하다고 말했다.
차량 뼈대는 3차원 측정장비 2대가 동시에 움직이며 센서로 측정하고 있었다. 차 한 대당 측정 포인트는 1천 개에 이른다.
한 팀장은 "연관성 있는 포인트 간의 편차와 거리, 평행도를 계산해 품질을 판단한다"며 "600개 평가 항목이 있는 측정 체계는 양산 공장으로 이관돼 동일한 기준의 품질을 구현한다"고 설명했다.
후드와 도어, 테일게이트 등 무빙 부품은 독일 광학 기업 자이스의 스캔박스에서 로봇팔에 장착된 광학식 3D 스캐너를 이용해 측정한다.
부품과 완성차를 함께 검증하는 완성차 복합 측정실에서는 작업자가 휴대용 3D 스캐너로 형상을 측정했으며, 무빙 부품의 움직임을 검증하는 곳에서는 작업자가 차량의 도어를 닫으면서 초고속 카메라와 센서로 순간 변형량을 계측했다.
세 번째로 찾은 곳은 설계 데이터만으로 금형 없이 어떤 형상이든 만드는 적층 제조(Additive Manufacturing) 솔루션 센터다. 흔히 3D 프린팅으로 알려진 적층 제조는 재료를 한층 한층 쌓아 부품을 만드는 방식이다.
적층제조솔루션팀 한강희 팀장은 "비누 덩어리를 깎아 모양을 내는 것이 기존의 절삭 가공이라면, 적층 제조는 찰흙을 돌돌 말아 한 층씩 쌓아 올리듯 재료를 더해 형상을 만든다"라고 설명했다.
액상 레진을 자외선으로 경화시켜 부품을 만드는 장면과 로봇 팔이 녹색 불꽃을 튀기며 금속 와이어를 녹여 쌓는 모습을 볼 수 있었다.
현장에서는 현대차 포니의 실제 부품을 3D 스캔해 적층 제조로 복원한 부품도 전시돼 있었다.
금속 분말을 레이저로 녹여 쌓는 설비도 있었다. 김용욱 매니저는 "세계 최초로 도입한 금속 적층 설비로, 주조나 프레스로는 만들 수 없는 복잡한 형상이나 모터스포츠 부품처럼 강성 확보와 경량화가 동시에 요구되는 부품도 제작할 수 있다"고 설명했다.
마지막으로 찾은 노바 랩은 차세대 개방형 제어기 검증실이다. 연구실에는 차량 구조의 테스트 벤치 위에 와이어링과 제어기, 전장 부품을 그대로 연결한 와이어카 테스트가 진행되고 있었다.
이곳에서는 차량의 전원(48V)과 통신 체계(고속 이더넷)가 기존과 달라진 소프트웨어 중심 차량(SDV) 검증도 이뤄졌다.
이날 둘러본 네 곳의 연구시설은 차량을 개발하기 전에 가상환경과 데이터로 검증하고 소프트웨어를 통해 차량의 완성도를 높이는 장소였다.
남양연구소는 디지털 기반 연구개발(R&D) 기술로 차량 개발 방식을 바꿔가고 있다.
ykim@yna.co.kr
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