영화 <아이언맨(Iron Man)>의 주인공 토니 스타크가 홀로그램 설계도를 허공에 띄우고 인공지능의 도움을 받으며 슈트를 제작하는 모습을 기억하십니까? 그로부터 15년이 흐른 현재, 영화 속 장면이 현실에도 구현되고 있습니다. 그 중심에는 아우디의 ‘360팩토리’가 있습니다.

<‘360팩토리’의 핵심 기술> 세 번째 이야기에서는 가상기술과 인공지능을 기반으로 하는 스마트한 생산 시스템을 살펴보겠습니다.

가상기술로 프로토타입을 구현하다

그동안 공장에서는 본격적으로 제품 개발·생산에 들어가기 앞서 프로토타입(prototype, 시제품)을 제작했습니다. 시간과 비용의 소모를 감수하더라도 사전 검증을 거쳐 위험도를 줄이자는 취지였습니다.
하지만 아우디가 도입한 가상 조립 계획(virtual assembly planning)에 따르면 프로토타입을 실물로 제작할 필요가 없습니다. 대형 스크린 ‘파워월(Powerwalls)’과 총 26,000개의 CPU로 구성된 시각화 클러스터, 사용자가 장착하는 헤드 마운트 디스플레이의 결합을 통해 자동차를 눈앞에서 보는 것처럼 경험할 수 있기 때문입니다.

전문가들은 고객의 관점에서 가상 모델을 경험하며 다양한 설계 및 장비를 빠르고 효율적으로 점검할 수 있습니다. 설계 단계에서의 검증 과정은 단축되고, 생산 시기는 그만큼 앞당겨집니다. 또한 표준 하드웨어 및 소프트웨어에서 실행할 수 있어 제약 없이 신속하게 설치·구현 가능하며, 그만큼 많은 사람들이 사용할 수 있습니다.

특정 사양에 부합하는 모델을 구현하는 것도 가능합니다. 전문가들은 시간과 장소의 제약 없이 3D 시뮬레이션으로 부품 단계부터 조립 이후까지의 설계·개발 프로세스를 점검합니다. 다양한 장소에서 혁신적이고 유연한 협업이 가능해졌으며, 자원도 절약됩니다.

제품부터 공장까지, 모든 것을 스캔하라!

가상 조립 계획의 핵심은 ‘데이터’입니다. 현실의 데이터를 더욱 많이 수집할수록 가상 공간을 더욱 실감 나게 구현할 수 있기 때문입니다. 특히 데이터만 있다면 모델 뿐 아니라 조립 라인을 구현하는 것도 가능하다는 점이 흥미롭습니다.
아우디는 인공지능과 머신러닝에 기반한 소프트웨어를 활용하여 공장 구조 및 각종 시설물, 설비 등을 포함한 가상의 조립 라인을 구현하고 있습니다. 공장 전체에 걸쳐 구축된 조립 라인을 일일이 스캔한 결과인데요. 이 작업은 사람이 아니라 로봇 강아지 ‘스팟(Spot)’이 불과 48시간 만에 진행했습니다.

가상의 아우디 공장을 주로 방문하는 사람들은 3D 프로세스 워크샵 담당자들입니다. 이들은 자신의 아바타로 입장하여 동료와 협업하며 조립 순서 및 물류 측면을 설계합니다. 필요한 도구를 설정하는 등 작업 환경을 최적화하며 새로운 아우디 차량을 제작하는 것도 가능합니다. 매일 구성 요소 및 다양한 차종의 정보가 업데이트되기 때문에 디지털화 및 시각화의 이점을 적극적으로 활용할 수 있습니다.

인공지능, ‘매의 눈’으로 품질 이상을 감시하다

앞서 말씀드린 가상 조립 라인 구현 외에도, 잉골슈타트 공장과 네카줄름 공장에서 인공지능을 활용하는 파일럿 프로젝트가 운용되고 있습니다.
잉골슈타트 공장에서는 인공지능 알고리즘을 활용하여 컴포넌트의 결함을 식별합니다. 연구진은 딥러닝을 기반으로 수 개월에 걸쳐 인공 신경망을 훈련시켜 솔루션을 개발했습니다. 인공신경망에 기반한 소프트웨어는 가장 작은 결함까지 식별하여 안정적으로 표시합니다.
네카줄름 공장에서는 대량 생산 스폿 용접 품질 확인을 위해 인공지능을 활용합니다. 아우디 A6 차체의 구성 요소를 이어붙이기 위해 필요한 용접 포인트는 총 5,300여개인데요. 기존에는 생산 직원이 무작위로 초음파 분석을 이용해 검사했지만, 인공지능은 실시간으로 품질 이상을 자동 감지할 수 있습니다.

지금까지 아우디의 미래를 이끌어갈 360팩토리의 핵심 기술에 대해 살펴보았습니다. 지속 가능한 프리미엄 모빌리티 회사로 나아가기 위해 생산 과정을 첨단화시킨 360팩토리가 자동차의 패러다임을 바꿔가는 과정을 지켜봐주십시오!