전기 자동차 모델 개발하기

스웨덴의 한 기업이 지역 별로 소규모 공장을 건설하여 전기자동차를 생산할 계획을 세웠다. 이는 디지털 트윈을 이용하여 공장의 여건과 생산 프로세스에 유연하게 맞추어 동일하게 최적화할 수 있다.

베티나 그라이퍼(Bettina Greiffer): 프리랜서 에디터

전기자동차 Zbee 모델의 제조사인 스웨덴 기업 Clean Motion은 Siemens의 기술과 솔루션으로 디지털 모델 팩토리를 건설하였다. Clean Motion의 글로벌 확장 계획은 최종 소비자와 가까운 현지의 소규모 공장에서 전기자동차를 생산하는 것이다. 이러한 소규모 생산 프로세스는 현지 시장에 맞게 적응할 수 있어야 한다. 이를 위해 Clean Motion은 Glocal이라고 명명한 제조 프로세스와 물류 프로세스를 개발하였다. 이는 부품을 글로벌하게 지역에서 구매하여 현지에서 제조가 이루어진다는 의미이다.

스웨덴의 첫 번째 공장은 마스터 공장으로, 이곳에서 새로운 제품을 테스트하고, 파일럿 생산과 양산 이전 생산을 담당한다. 이곳에서는 모든 프로세스가 가상의 디지털 모델 팩토리, 즉 시스템의 디지털 트윈을 통해 개발하고 테스트 검증된다. 디지털로 정의된 제품과 제조 프로세스 보장을 위해, 중앙에서 통제되는 납품 네트워크 간의 협업을 완성한다. Clean Motion은 이 디지털 프로세스를 위해 Siemens의 Digital Industries Software를 통해 부품, 제조 프로세스를, 공장의 디지털 트윈을 토대로 공장 컨셉트를 연구하고 제작하였다.

생산 시퀀스 최적화하기

전기자동차에 대한 Clean Motion의 비즈니스 모델은 자체 생산 유닛을 이용한 중앙 구매와 물류 조직을 기반으로 한다.

디지털화 전략의 일환으로 디지털 모델 팩토리는 Siemens의 PLM(제품 라이프 사이클 매니지먼트) 소프트웨어를 통해 건설하였으며, 이를 통해 새로운 모델 도입을 위해 생산 시퀀스를 조정하고 최적화하였다. Clean Motion은 먼저 인도에 독립적인 물리적 공장을 건설하였으며, 다음 목표는 같은 방식으로 전 세계에 공장을 건설하는 것이다. 이는 디지털 모델 팩토리의 디지털 트윈을 맵핑하는 Siemens의 Digital Industries Software 솔루션을 사용하여 가능하다.  

Clean Motion은 또한 Siemens의 클라우드 기반 개방형 IoT 운영 시스템인 Mindsphere를 사용할 계획이다. 이를 통해 공장을 서로 연결되고, 차량 이용에 대한 실시간 데이터뿐만 아니라 공장의 실시간 데이터를 포함하여 폐쇄된 제어 회로가 가능하다. 우리는 Siemens의 IoT 솔루션을 이용하여 생산 현황과 부품 사용을 실시간으로 기록할 수 있습니다. 이러한 정보를 통해 기존 사업 모델을 최적화하고, 새로운 사업 기회를 얻을 수 있습니다. 또한 제조에 대한 정보를 활용하여 전 세계에서 동일하고 높은 품질로 생산을 보장받을 수 있습니다. (괴란 폴케손, Clean Motion CEO)

새로운 비즈니스 모델을 위한 기반이 되는 데이터

Clean Motion은 설계와 시뮬레이션 그리고 디지털 트윈을 위해 NX, Teamcenter, Simcenter, Tecnomatix을 사용한다.

Clean Motion은 전기자동차 Zbee 모델을 현지 공장에서 자체 생산 유닛을 갖춘 중앙 구매와 물류 조직을 기반으로 제조와 정비를 진행할 예정이며, 현지의 소규모 공장에 연간 약 5,000대의 생산 역량을 갖추고, 생산과 판매 그리고 예비 부품 시장을 통합하여 전기자동차의 전체 라이프 사이클을 위한 모든 부품을 갖출 계획이다.

이와 관련하여 Clean Motion이 사용할 Siemens의 Digital Industries Software 솔루션은 다음과 같다.

NX 소프트웨어, 컴퓨터 지원 설계, 제조 및 엔지니어링을 위한 통합 솔루션 (CAD/CAM/ CAE),

라이프사이클 매니지먼트 솔루션으로서 Teamcenter 포트폴리오,

시뮬레이션을 위한 Simcenter 포트폴리오,

디지털 트윈 구성 및 정비를 위한 디지털 제작용 Tecnomatix 포트폴리오.

생산 네트워크 유닛

Clean Motion은 소프트웨어 솔루션을 지속적으로 구현할 목적으로 AWS(Amazon Web Services)의 클라우드에서 Teamcenter로 Siemens의 Managed Services를 사용할 계획이다. 우리는 중앙에서 제어되는 네트워크 시스템으로 생산 유닛을 콘트롤합니다. 이는 Siemens와 같은 파트너가 없었다면 불가능했을 것입니다.(니클라스 앙카르크로나, Clean Motion 이사)

Clean Motion의 비즈니스 모델은 디지털화에 대한 견고한 기반을 제공합니다. AWS를 통해 호스팅 클라우드 서비스로 제공되는 당사의 소프트웨어는 다음으로 중요한 엔드-투-엔드 솔루션을 제공할 수 있습니다.(마츠 프리베르크, Siemens Digital Industries Software 스웨덴)

전기자동차 Zbee 모델은 가상의 모델 디지털 트윈을 기반으로 한다. Siemens의 PLM 소프트웨어로 부품과 생산 그리고 퍼포먼스로부터 디지털 트윈을 만들어, 제품 생산을 시뮬레이션하고 최적화하며 점검의 기회를 제공한다. Clean Motion은 디지털 트윈으로 자동차를 제작하기 전에 자동차의 전체 라이프 사이클을 시뮬레이션한다.

 

MM 백그라운드

유연한 생산은 어떤 모습일까

전기자동차 Zbee 모델을 위한 지역별 소규모 공장은 현지 시장과 생산량 그리고 건물에 유연하게 적응할 수 있어야 한다. 이러한 공장은 다음과 같은 세 가지 레벨이 있다.

제일 아래에 있는 1단계 공장은 단순 조립 공장으로, 접합되어 있는 전체 차체와 어셈블리를 납품받는다. 특수 공구에 들어가는 투자비가 매우 경미하며 필요한 최소 생산 면적은 100m² 미만이다. 

2단계 공장에는 사전 조립된 차체 부품이 납품된다. „ 1단계 공장에 비해 Zbedml GFRP 바디를 접합하기 위한 차체 장치가 필요하다.

최고 단계인 3단계 공장은 전체 차체 제작과 조립이 가능한 공장이다. 제조 공정은 각각의 새로운 시장에 맞게 „Out-ofthe- Box” 솔루션으로 간단하게 조정할 수 있다. 생산은 차체 제작과 조립 두 개의 유닛으로 나뉘어져 있다. 차체 제작 공정은 8개의 GFRP 컴포넌트로 경량 차체를 제작하고, 공정을 통해 매시브 구조로 접합된다. 조립 공장에서는 파워 트레인, 배터리, 차체, 섀시 컴포넌트 그리고 Zbee 소프트웨어 등 모든 컴포넌트를 조립한다.