[르포] "가상공간서 달리고 검증한다"…남양기술연구소서 본 ‘미래차 경쟁력’

1일 경기 화성시 현대차그룹 남양기술연구소 미디어 랩투어
현대차·기아, ‘드라이빙 시뮬레이터 스튜디오’ 구축⋯지형 서버 최초 도입
차량 제작 전 가상 공간서 차량 성능 검증⋯ 개발 기간 단축·비용 절감 효과
노바 랩·적층 제조 솔루션 센터 등 운영⋯미래차 기술력 경쟁력 강화

▲내부에서 바라본 드라이빙 시뮬레이터. (사진=현대자동차그룹)

"드라이빙 시뮬레이터에 ‘지형 서버’ 방식을 세계 최초로 적용했습니다. 주문자상표부착생산(OEM)사들과 비교해도 절대로 뒤쳐지지 않습니다."

1일 경기 화성시 현대차·기아 남양기술연구소. 이날 찾은 '드라이빙 시뮬레이터 스튜디오'에서는 큼지막한 곡면 스크린 바로 앞에 놓여진 차량 한 대가 시험 운행으로 바삐 움직였다. 드라이빙 시뮬레이터 바깥 연구원의 조작에 따라 가속하거나, 코너에 진입하면 원심력에 따라 회전했다. 노면의 잔진동과 과속방지턱을 넘는 충격까지 그대로 구현됐다. 스티어링 휠과 시트, 페달, 내부 트림 등은 모두 양산 부품을 그대로 적용한 모습이다.

현대차·기아가 야심차게 도입한 시뮬레이터를 통해 실제 차량을 제작하기 전 실제 도로가 아닌 실내 공간 안에서 가상으로 차량 성능 평가와 검증이 이뤄진다. 최대 자랑거리는 남양연구소 주행시험장을 1㎜ 단위로 스캔한 데이터를 기반으로 세계 최초의 '지형 서버' 방식을 적용했다는 점이다. 지형 서버 방식은 가상의 차량이 주행하는 위치 주변의 데이터만 실시간으로 주고받는 방식이다. 초고용량 렌더링 데이터를 사용해도 지연 없이 자연스러운 주행을 할 수 있다.

회사 측은 세단부터 스포츠유틸리티차량(SUV) 등 원하는 차종을 비롯해 다양한 차량의 조건을 원하는 대로 데이터로 입력한 뒤 직접 주행 성능을 볼 수 있다고 강조한다. 해외에 차량을 보내지 않고도 현지와 동일한 환경을 구현할 수 있는 것도 장점으로 꼽힌다.

정필영 주행성능컨셉개발팀 책임연구원은 "단계별 개발 차량의 실차평가와 드라이빙 시뮬레이터 평가를 병행하고 반복 검증함으로써 차량의 성능과 신뢰성을 한층 높이고 더욱 효율적인 차량 개발이 가능하다"며 "별도로 해외에 차를 보내 실험할 필요 없이 데이터만 받아 실제와 같이 구현할 수 있다"고 말했다.

드라이빙 시뮬레이터 도입한 배경에는 빠르게 변화하는 차량 개발 환경이 깔려있다. 전동화와 소프트웨어 중심 자동차 확산으로 검증해야 할 기능은 크게 늘어난 반면, 개발 기간은 오히려 단축해야 하는 상황이다. 시제품을 반복 제작하는 기존 방식만으로는 시간과 비용 부담이 커질 수밖에 없다. 시뮬레이터를 이용하면 개발 기간과 비용을 대폭 줄일 수 있는 데다, 더 많은 검증을 통해 품질도 높일 수 있다.

▲연구원들이 노바 랩에서 와이어카를 활용해 차량 기능과 제어기 검증을 하고 있다. (사진=현대자동차그룹)

이날 둘러본 남양기술연구소의 연구개발 혁신은 드라이빙 시뮬레이터에 그치지 않았다. 차세대 개방형 제어기 검증시설인 '노바 랩(NOVA Lab)'에서는 실차 제작 전 와이어카를 활용해 회로와 통신, 제어기 기능을 검증하고 있었다. 신차 한 대를 개발하는 과정에서 이 단계에서만 평균 150~200건의 문제점을 찾아낸다. 연구진은 차량 구동 부하 장치와 첨단운전자보조시스템(ADAS) 시뮬레이터를 활용해 스마트 크루즈 컨트롤과 차로 유지 보조 등 첨단 운전자 보조 시스템도 실차에 가까운 환경에서 시험하고 있었다.

김상연 파이롯트전장제어개발팀 파트장은 “시험차가 제작되기 전 차량 전체 시스템을 실물로 연결해 기능과 통신, 진단을 검증하는 최초의 단계”라며 “완성된 차에서는 트림 내부에 위치한 제어기를 탈거하거나 회로를 분석하기 어렵지만 와이어카에서는 기본 기능들을 훨씬 빠르고 정확하게 검증할 수 있다”고 설명했다.

또 다른 공간인 적층 제조 솔루션 센터(AMSC)에서는 설계 데이터만으로 금형 없이 부품을 제작하는 3D 프린팅 기술을 활용해 시제품은 물론 모터스포츠용 경량 부품과 단종 차량의 A/S 부품까지 생산하고 있었다. 이어진 디지털 측정 센터(DMC)는 차량의 치수 품질을 데이터로 관리하는 곳이다. 측정 데이터를 바탕으로 가상 공간에서 최적의 조립 상태를 찾고, 품질 개선 방향을 도출하는 역할을 맡고 있다.

현대차·기아는 이처럼 가상 검증과 소프트웨어 기반 개발, 3D 프린팅 기술을 연구개발 전 과정에 접목하며 차량 개발 방식을 바꾸고 있다. 실제 차량을 만들고 시험하던 기존 방식에서 벗어나 디지털 기술을 활용해 개발 기간과 비용을 줄이는 동시에 미래차 시대에 요구되는 품질 경쟁력까지 확보하겠다는 구상이다.

▲광학식 3D 스캐너로 수치 측정을 하는 모습. (사진=현대자동차그룹)