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내일의 자동차 만들기: 포드(Ford)의 협업·디지털·복합소재 기반 모빌리티 비전

"미래는 만들어진다(The Future is Built)"?

최근 프리코노믹스(Freakonomics) 팟캐스트에서 CEO 짐 해킷(Jim Hackett)이 포드 모터(Ford Motor Co.) 미래 비전 논의. 진행자 스티븐 더브너(Stephen Dubner)는 포드가 최근 "빌트 포드 프라우드(Built Ford Proud)" 캠페인에서 전기차(EV) 신흥 강자 테슬라(Tesla) 조롱하면서도, 해킷은 기본적으로 고객 데이터 판매에 포드 미래 걸고 있다고 지적.

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출처: "New ad campaign elicits emotion, takes shot at Tesla", Autonews.com

더브너가 해킷에게 포드 vs 테슬라 주장 요구. 해킷 응답:

해킷이 신용 신청 데이터 판매만 말하는 게 아니라, 실리콘밸리 등에 팔 기술 개발 시도 중이란 점 유의.

2018 CES에서 포드 교통 모빌리티 클라우드(Transportation Mobility Cloud) 피칭, 서비스·앱 신속 개발 지원해 사람 이동 효율화, 스마트 커넥티드 교통 실현 주장. 포드는 C-V2X(Cellular Vehicle-to-Everything) 기술도 홍보, 도시 다양한 구성요소·앱 간 정보 공유 가능케 해 차량-보행자-자전거-전체 인프라 간 연결, 충돌 회피 안전 시스템, 교통 신호 우선권 등 구현.

한편 포드는 세단 생산 중단, 트럭·SUV·머스탱(Mustang)만 생산, 2022년까지 16개 EV 모델 공개 약속.

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유니티 원(Uniti One) 전기차, 디지털 트윈 기술(위)과 탄소섬유 강화 열가소성 복합소재(아래) 활용해 자동차 설계·생산 재정의 시도. 출처: 유니티(Uniti), KW 스페셜 프로젝트(KW Special Projects).

미래는 협업적, 디지털, 스마트, 복합소재 활용

하지만 오늘 저는 스웨덴 스타트업 유니티(Uniti, https://www.uniti.earth/) 유튜브 영상 보고 있습니다. 포드와 대비가 극적일 수 없습니다.

회사 첫 모델 2인승 유니티 원(Uniti One), 유기적 신속 반복 설계 프로세스와 지멘스 PLM 소프트웨어로 실현: NX 생성 설계·디지털 트윈 플랫폼, 심센터(Simcenter), 팀센터(Teamcenter), 테크노매틱스(Tecnomatix), 마인드스피어(MindSphere), 파이버심(Fibersim for composites). "실패 빠른(Fail-fast)" 반복 프로세스로 4개월 만에 스케치, 3D 프린트 모델, CAD 메시, 가상현실 경험 집단 피드백으로 작동 프로토타입 3개 개발. 후자는 수천 잠재 고객 참여해 차량 디지털 인터페이스 진화 도움, 태블릿 PC 기반으로 전통적 대시보드 제거. 스티어링 휠도 조이스틱 컨트롤로 교체.

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설계 프로세스에 디지털 제조와 테크노매틱스로 양산 라인 가상 프로토타이핑 포함. 출처: 지멘스(Siemens)

유니티는 디지털 트윈 기술 완전 수용, 도로 위 각 차량뿐 아니라 각 생산 공장도 디지털 트윈 보유 계획. 실제 운행 데이터로 각 차량 고유 사용·이슈 기반 차량 개선. 각 디지털 트윈으로 물리적 차량 이슈를 부품 생산, 설계 등 원인으로 추적해 수리, 부품 교체, 기타 수정 제안. 그 데이터 미래 설계 개선뿐 아니라 생산 공장도 개선 입력.

따라서 유니티는 사물인터넷 연결 스마트 센싱 차량뿐 아니라 실세계 제품 성능 기반 지속 학습·개선 스마트 첨단 제조도 추구. 지멘스, 에어본(Airborne), 사빅(SABIC)과 열가소성 복합소재 부품 대량 생산 실현 위해 동일 컨셉 작업 중.

하지만 유니티는 장비나 시설 커밋 전 다양한 제조 옵션 시험 중. "작동 공장 먼저 시뮬레이션 가능" 호른(Horne) 설명. "비용 모델링 전부 하고 실제 수백만 달러 쓰기 전 물류 전부 확인. … 디지털화가 전체 프로세스 엄청 효율적으로 만듦."

그러나 유니티 위치는 커밋: 실버스톤 파크(Silverstone Park), 역사적 F1 레이스트랙이자 브리티시 그랑프리 개최지, 현재 첨단 제조 개발 허브로 전환. KW 스페셜 프로젝트(KW Special Projects, 복합소재 섀시·적층 제조), 다네카(Danecca, 배터리), 유니파트(Unipart, 글로벌 공급망 물류) 등 현지 기업 파트너십 도움. (윌리엄스 어드밴스드 엔지니어링(Williams Advanced Engineering)이 유니파트와 합작사 하이퍼뱃(Hyperbat Limited) 결성, 새 공장(홈페이지 Fly-through 클릭) 세워 EV 배터리 생산. 윌리엄스도 EV용 탄소섬유 섀시 공개. 영국은 글로벌 EV 설계·생산 리더십 전략 수립뿐 아니라 펀딩도 함, 아래 ToPCaT 개발 포함).

실버스톤 4.0 파일럿 플랜트 - 2020년 가동 예정 - 유니티 원 생산, 전 세계 라이선스 '디지털' 조립 공장 청사진 역할.

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KW 스페셜 프로젝트(KWSP), 유니티 원용 탄소섬유 강화 복합소재 섀시 개발. 출처: KWSP

ToPCaT: 열가소성 카본 튜브(ThermoPlastic Carbon Tub)

유니티 파트너 KWSP가 회사 섀시 선택 제공: 토피캣(ToPCaT, ThermoPlastic Carbon Tub) 탄소섬유 강화 열가소성 모노코크. 기술 개발 2015년 시작, 기존 오토클레이브 경화 에폭시 모노코크 대비 경량이면서 저비용 대안 목표. 열가소성 복합소재로 사이클 타임 대폭 단축, 재활용 가능, 토피캣 고성능·저툴링 비용·모듈러 구조로 설계·생산 유연성 제공하는 반복 제조 주장.

Composites in Manufacturing 2017년 7월호 기사에 따르면 KWSP 매니징 디렉터 키런 솔터(Kieron Salter) 향후 10년 소재 큰 변화 예견. 복합소재 선호하지만 적층 제조 공정으로 생산되는 하이브리드 소재 더 많이 쓰일 것 예측: 자기 치유, 환경 적응 형상 변경, 구조 건강 모니터링/진단 제공 소재. "자동차 부문이 티핑 포인트에 매우 가까움" 솔터. "향후 10년, 지난 세기 목격한 만큼 변화 볼 수 있을 것."

개발 기술이 미션 반영

유니티와 KWSP는 금속, 하이브리드, 미래 개발될 신소재 열려 있으나, 탄소섬유 복합소재를 미션 핵심 부분으로 수용: 전기차 설계 작동에 필수적인 경량, 성능, 비용 제공하므로.

유니티는 디지털화가 자사 DNA 일부라 설명. 15-20명 팀이 기본 설계와 작동 프로토타입 3개 기록적 시간 완료 가능케 해 가치·성과 창출. 유니티가 테슬라보다 고객 기반과 관계·관여 더 깊게 간다고 봄, 디지털 커뮤니케이션으로 사전 주문·크라우드펀딩 투자자 업데이트로 시장 가치 입증.

유니티 마일스톤 및 미래 목표

유니티 자체 V2V(차량 간), V2I(차량-인프라) 역량 개발도 논의 - 포드 C-V2X, 교통 모빌리티 클라우드 같은 영역. 하지만 유니티 노력은 부차적, 혁신 영역 중 하나로 프레임, 고객 돕는 동기: 안전한 시티 주행 개선, 주차 거래 보안 새 방식 제공 등.

이게 다 너무 좋아서 사실 아닐 수도. 현실은 유니티 차량이 밀집 도심 지역 틈새 시장 겨냥, 혼잡과 오염이 지금 해결 필요한 실존 이슈인 곳. 하지만 유니티가 보여주는 생성 설계, 프로토타입 가상 테스트, 디지털 트윈, 제조 공정·생산 라인 시뮬레이션, 스마트 유연 제조 셀 구성 생산 라인 트렌드 - 그것이 자동차와 그 너머 미래입니다.

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