현대·기아자동차가 VR(Virtual Reality·가상현실)등 신기술로 차량을 설계·디자인하는 기술 '버추얼 개발 프로세스'를 본격 가동한다.
현대·기아차는 지난 17일 경기도 화성시 남양기술연구소에서 버추얼 개발 프로세스중 VR을 활용한 디자인 품평장과 설계 검증 시스템을 미디어에 처음 공개했다.
현대·기아차는 지난 7월 미래 모빌리티 개발에 유연하고 신속하게 대응하기 위해 연구개발본부 조직체계를 '아키텍처 기반 시스템 조직'으로 개편, 그 일환으로, '버추얼차량개발실'을 신설하는 등 버추얼 개발 프로세스를 준비해왔다.
버추얼 개발이란 다양한 디지털 데이터를 바탕으로 가상의 자동차 모델 혹은 주행 환경 등을 구축해 실제 부품을 시험 조립해 가며, 자동차를 개발하는 과정을 상당 부분 대체하는 것을 말한다.
◇VR 품평장서 차량 디자인 평가...내년 모든 신차 확대 적용
자동차 디자이너가 원하는 대로 빠르게 디자인을 바꿔 품평까지 진행할 수도 있고, 실물 시제작 자동차에서 검증하기 힘든 오류 등을 빠르게 확인하고 개선해 자동차의 완성도를 높일 수 있다.
현대·기아차가 이날 공개한 VR 디자인 품평장은 20명이 동시에 VR를 활용해 디자인을 평가하는 곳이다. 실물 자동차를 보는 것과 똑같이 각도나 조명에 따라 생동감 있게 외부 디자인을 감상할 수 있고, 자동차 안에 들어가 실제 자동차에 타고 있는 것처럼 실내를 살펴보고 일부 기능을 작동할 수 있다.
VR 디자인 품평장 내에는 벽 쪽으로 36개의 모션캡처 센서가 설치 돼 있다. 이 센서는 VR장비를 착용한 평가자의 위치와 움직임을 1mm 단위로 정밀하게 감지해 평가자가 가상의 환경 속에서도 정확하게 디자인을 평가할 수 있게 한다.
평가자들은 가상의 공간에서 간단한 버튼 조작만으로 차량의 부품, 재질, 컬러 등을 마음대로 바꿔보며 디자인을 살펴볼 수 있다. 이 밖에도 사용성(UX)이나 시공간별 디자인 적합성을 평가해 고객의 눈높이에서 최적의 모델을 도출한다.
현대·기아차는 지난 10월 공개한 수소 전용 대형트럭 콘셉트카 '넵튠'의 최종 디자인 평가부터 해당 VR 디자인 품평장을 시범 운용하고 있으며, 앞으로 개발하는 모든 신차에 확대 적용할 예정이다.
현대·기아차 디자인 부문은 조만간 유럽, 미국, 중국과 인도 디자인센터 등과 협업해 전세계 디자이너들이 하나의 가상 공간에서 차량을 디자인하고, 디자인 평가에 참여하는 원격 VR 디자인 평가 시스템을 구축한다는 계획이다.
또 디자인 품평 외 아이디어 스케치 등 초기 디자인 단계로까지 VR 기술을 점차 확대하고, 실제 모델에 가상의 모델을 투영시켜 평가사는 AR(증강현실) 기술도 도입, 버추얼 개발 프로세스를 더욱 강화할 방침이다.
◇설계 및 품질 검증도 VR로 가능...완성도 향상
아울러 디자인 뿐만 아니라 차량 설계 및 품질 검증도 VR로 가능하다.
현대·기아차는 지난해 6월 VR을 활용한 설계 품질 검증 시스템을 구축해 그동안 시범 운영해 왔다.
이 시스템은 모든 차량 설계부문으로부터 3차원 설계 데이터를 모아 디지털 차량을 만들고 가상의 환경에서 차량의 안전성, 품질, 조작성에 이르는 전반적인 설계 품질을 평가한다.
이 시스템은 정확한 설계 데이터를 기반으로 실졔 자동차와 100%일치하는 가상의 3D 디지털 자동차를 만들 수 있다.
기존에도 디지털 차량 평가는 일부 진행됐지만, 큰 화면을 통해 2D 환경에서 주행 화면을 보는 것에 불과해 실제 차량의 성능을 정밀하게 검증하는 데 한계가 있었다.
그러나 이번 신규 VR 설계 품질 검증 시스템은 자동차 운행 환경까지 가상으로 구현해 부품간의 적합성이나 움직임, 간섭, 냉각 성능 등을 입체적으로 평가하는 것이 가능해 평가의 정확도를 획기적으로 높인 것이 특징이다.
VR 장비를 착용한 연구원들은 이 가상의 디지털 자동차를 직접 운행할 수 있고 컨트롤러로 운행 중인 차량을 마음대로 절개해 엔진의 움직임이나 부품의 작동 상황을 정밀하게 확인할 수도 있다.
이처럼 실제 차량에서 불가능했던 검증이 가능해짐에 따라 실물 평가보다 훨씬 더 빠르고 정확하게 개발 차량의 문제점이나 개선 사항을 파악해 설계에 반영하는 효과가 예상된다.
이외에도 ▲고속도로, 경사로, 터널 등 다양한 가상 환경 주행을 통한 안전성 ▲도어, 트렁크, 후드, 와이퍼 등 각 부품의 작동 상태 ▲운전석의 공간감 및 시야 확인 ▲연료소비 효율 향상을 위한 차량 내외부 공력테스트 ▲조작 편의성 등의 가상 검증이 가능하다.
◇차량 개발 기간 20%, 비용 15% 감축 효과
현대·기아차는 상품 기획 단계에서 생산까지 차량 개발 전 과정에 버추얼 개발 프로세스를 본격 도입함으로써 자동차 품질 향상은 물론 신차 개발 기간은 약 20%,개발 비용은 연간 15% 정도 줄 일 수 있을 것으로 기대하고 있다.
아울러 수익성 개선 효과가 기대되면서 고객들이 원하는 다양한 자동차를 선제적으로 준비하는 연구개발(R&D)이 가능해졌다는 분석이다.
한명빈 현대자동차그룹 디지털차량검증팀 팀장은 "VR 등으로 신차 제작기간이 짧아지고, 비용이 줄었다고 해서 차량을 많이 개발할 수 있게 된 것은 아니다"라면서 "절약된 시간과 비용 만큼 차량 품질 개선에 더욱 신경을 쓸 것"이라고 말했다.
알버트 비어만 현대·기아차 연구개발본부 사장도 "버추얼 개발 프로세스 강화는 자동차 산업 패러다임 변화와 고객의 요구에 빠르고 유연하게 대응하기 위하 주요 전략 중 하나"라며 "이를 통해 품질과 수익성을 높여 R&D투자를 강화하고, 미래 모빌리티에 대한 경쟁력을 높일 것"이라고 말했다.
