4차 산업혁명 시대를 선도할 현대로템의 신제조기술 열전

스마트 팩토리와 3D 프린팅 기술, AI 기술로 대변되는 4차 산업혁명 시대. 지금의 산업 시장은 새로운 기술의 발견이 핵심이 아니라 이미 나온 기술을 잘 조합해 새로움을 만들어 내는 것이라고 전문가들은 이야기합니다. 기술의 경계가 허물어지고 다양한 분야의 산업들이 결합하는 요즘, 더 큰 시너지 창출을 위해 현대자동차그룹과 그룹사들이 의미 있는 행사를 준비했습니다. 생산 기술(생산 Manufacturing, 기술 Engineering) R&D 성과를 공유하고 사내 파트너와 협력 강화를 위해 함께(WE) 소통하는 주간(WEEK)이라는 의미의 ME:WEek(엠이:위크)가 바로 그것입니다. 

▲ 140여 개의 신기술을 발표하며 관계자들의 큰 관심을 모은 엠이:위크 현장

지난 10월 셋째 주, 현대자동차그룹 의왕 생산기술연구개발동에서 무려 140여 개의 신기술이 발표되며 그룹사와 부품협력사, 대학 및 연구기관 등 약 4000여 명이 참관한 이 뜨거웠던 현장에 현대로템도 그룹사 특별 전시로 4가지 신기술을 소개하며 달라질 미래 산업의 청사진을 제시했습니다. 엠이:위크에서 현대로템이 어떤 미래 기술을 선보였는지 현대로템 블로그에서 지금 소개해 드립니다.

효율적인 철도 유지보수를 위한 CBM 기술

철도는 친환경 교통수단으로 환경과의 공존은 물론 인류에게 새로운 미래를 제시하기 때문에 녹색 교통이라 불립니다. 안전하고 편리한 철도 체계 구축을 위한 첨단 기술이 철도와 만나 스마트하게 변모하고 있습니다. 그중에서도 현대로템이 집중한 부분은 철도 유지보수를 위한 스마트 유지보수 시스템, 즉 CBM 기술입니다. 

▲ 열차의 각종 데이터를 분석하고 진단하는 과정

CBM은 상태 기반 유지보수(CBM: Condition Based Maintenance) 기술을 뜻합니다. 열차의 각종 센서와 IoT(사물 인터넷) 기술을 활용해 열차의 주요 장치를 실시간 감시하고 운행 중 일어날 수 있는 특이사항을 사전에 예고하며 상태 정보와 고장이력 등을 빅데이터로 분석해 차량 정비 주기를 최적화하는 유지보수 기술입니다.   

 

▲ 스마트시스템팀 조현직 책임연구원이 관람객들에게 CBM 기술에 대해 설명하고 있다

현대로템은 이번 엠이:위크에서 차상 통신 네트워크를 활용해 주요 장치 데이터를 수집할 수 있고 실시간 수집된 데이터 분석을 통해 차량 상태를 진단 가능하게 하는 등 다양한 CBM 기술을 공개했습니다. 또한 고장이력이나 상태 정보는 빅데이터로 관리하고 최적 알고리즘을 활용해 사전에 정비할 수 있는 기술도 소개되었습니다. 현대로템의 CBM 기술은 웹 기반 UI로 사용자 맞춤 환경을 구성할 수 있으며, VR과 AR을 활용한 유지보수 교육이나 지원이 가능하다는 점에서 타 유지보수 기술과 차별화되는 특징을 지닙니다. 

승차감과 주행성능 향상을 위한 MR 댐퍼 기술

MR유체란 자기장의 변화에 따라 점도가 변하는 유체를 일컫는 말입니다. MR유체는 빠른 반응속도로 액상 및 고상간 가역적 변화가 가능하고 오염에 둔감한 반면 사용 온도범위가 넓은 장점을 갖고 있는 스마트 유체의 한 종류로서, 승차감 개선을 위해 2000년 초반부터 해외 고급승용차의 댐퍼에 적용되고 있습니다. 현대로템은 2008년 MR댐퍼를 적용한 차륜형장갑차의 주행성능 시험에 성공하였으며 2014년 핵심소재 및 관련 기술의 국산화에 성공하였습니다.

▲ MR 댐퍼에 활용된 유체가 자기장에 반응하는 실험 장면

최근에는 현대자동차 그룹사간 기술교류 활동을 통해 방산용으로 개발된 기술을 현대차에 적용하려는 개발이 진행되고 있습니다. 뿐만 아니라 지진에 안전한 빌딩과 같은 방진용 건축물, 고속철도차량, 세탁기와 같은 백색가전, 퍼스널모빌리티, 전기차, 선박용 엔진마운트, 항공기용 랜딩기어 등 다양한 분야로 개발이 확대되고 있어 곧 많은 분야에서 관련 기술이 적용된 제품을 만날 수 있을 것으로 기대해 봅니다.

생산성 향상을 위한 차세대 공장 자동화&시뮬레이션

현대로템의 플랜트사업본부는 철강과 자동차, 발전, 환경산업 등 국가의 기간이 되는 산업분야의 인프라 구축을 위해 설비 엔지니어링에서 제작, 조달, 설치 및 시운전 서비스까지 원스톱으로 제공하는 업무를 수행합니다. 이번 ME:WEek에서 플랜트사업본부가 소개한 기술은 차세대 공정이라 불리는 공장 자동화와 시뮬레이션입니다. 

▲ 프레스 라인 3차원 시뮬레이션 프로그램

자동차 공장 설비는 프레스 라인, 생산라인 운반설비 및 생산, 조립, 이송, 도장 설비의 과정을 거칩니다. 이러한 과정은 지금까지 사람의 손을 거쳤지만 앞으로 사람의 일을 최소화하고 기계가 역할을 대신하는 것이 이 기술의 핵심입니다.

차세대 공장 자동화&시뮬레이션 기술이 실현되면 작업자들은 기계에 대한 작업 지시를 통해 운전상 편의를 제공받을 수 있게 됩니다. 현대로템은 이 설비의 개발을 위해 업무를 능률적으로 지원할 수 있는 소프트웨어 기술을 소개해 생산 공정을 진일보시켰다는 평을 받았습니다.  

현대로템 플랜트사업본부는 앞으로도 실용적인 기술 개발에 집중하며 4차 산업혁명 시대에 부합하는 스마트 팩토리 솔루션을 제공하기 위한 연구를 꾸준히 진행할 것입니다. 앞으로는 더 많은 부분에서 기계가 능동적인 판단을 통해 작동하게 할 것이며, 사람이 세세하게 조작하는 수고를 줄일 수 있는 신기술을 선보일 예정입니다.

방산 생산 기술력을 강화하는 금속 3D 프린팅 기술

2018년 대한민국의 방위 산업 규모는 세계 6위에 이르렀습니다. 대한민국의 기술력으로 만들어진 전차 등 다양한 방산 제품이 세계 곳곳을 누비고 있습니다. 짧은 시간에 비약적으로 발전한 방산 분야에서 더 큰 성과를 거두기 위해 현대로템은 금속 3D 프린팅 기술의 강화를 발표했습니다. 

특히 와이어 용융 제조 방식이라 불리는 WAAM(Wire Arc Additive Manufacturing) 공법의 개발은 그중에서도 가장 혁신적이라 꼽힐 만합니다. WAAM은 3D프린터와 유사하지만 얇은 금속 와이어를 용접하듯(Arc) 붙이는 방식입니다. 이 방식은 정밀도가 떨어져 중대형 부품을 만드는 데 적합하지만 만드는 과정에서 비싼 레이저 열원 대신 GTAW(아크) 열원을 쓰기 때문에 대형품의 적층을 빠르게 할 수 있다는 장점이 있습니다. 이로 인해 방산분야는 물론 항공, 조선 등의 대형 구조체를 만드는 분야에서도 각광받는 기술이 될 것으로 보입니다. 

▲ 3D 프린터로 조형물을 제작하는 과정

WAAM 방식 이전에는 해외에서 단조재를 구매하여 단조/가공하는 공정을 거쳤기 때문에 자재 손실이 발생한다는 단점이 있었습니다. 이러한 단점을 보완하기 위해 탄생한 것이 WAAM 방식으로, WAAM 기술을 통한 원가 절감이 가능해집니다. 경쟁사에 비해 신기술/신공법적인 측면에서 한발 앞선 기술력을 보유하게 됐다는 점에도 주목할 필요가 있습니다. 특히 이 기술은 소량의 부품을 생산하는 경우에 주물이나 금형의 작업 과정을 생략할 수 있어 더욱더 높은 경쟁력을 확보하게 됩니다.

현대로템은 또한 WAAM 기술의 단점을 보완하기 위한 노력을 기울이고 있는데요. WAAM의 취약점인 소형 부품에 적합한 PBF (Powder Bed Fusion, 3D 프린팅의 방식 중 하나) 등의 공법 기술력을 확보해 앞으로는 한층 완성도 높은 금속 3D 프린팅 기술을 활용할 수 있을 것으로 보입니다. 

▲ 엠이:위크가 진행된 현대자동차그룹 의왕 생산기술연구개발동의 모습

현대로템의 미래 주요 산업분야에 적용될 신기술 열전, 어떻게 보셨나요? 이미 도래한 4차 산업혁명 시대에 현대로템은 시장을 선도하기 위해 다양한 기술을 확보했으며 앞으로도 끊임없이 신기술 개발을 이어갈 것입니다. 파트너사와의 상호 협력을 통해 기술교류를 활발히 하는 것은 물론, 핵심기술을 발굴해 글로벌 경쟁력을 높여 나갈 계획입니다. 기술 경쟁력을 기반으로 세계 시장에서 우뚝 설 현대로템의 행보에 많은 관심과 응원 부탁드립니다!