현대자동차그룹 조성현 책임연구원 인터뷰
자동차 산업은 기술 혁신이 활발히 일어나는 분야 중 하나다. 엔진이 배터리로 변하고 수동주행에서 자율주행으로 변하는 시점에서 차량 성능을 좌우하는 것은 다름 아닌 소프트웨어다. 소프트웨어 중심 자동차(Software Defined Vehicle, SDV)의 등장이다. 소프트웨어의 중요성이 강조됨에 따라, 제조 공정이나 업무 방식도 변하는 추세다. 차량에 대해 증가하는 요구사항과 다양한 옵션을 충족하기 위해서는 효율적인 아키텍처 구축이 선행될 필요가 있다.
SDV 뒷받침하는 아키텍처 설계의 위엄
SDV는 차량에 적용되는 다양한 기능을 소프트웨어로 정의하고 구현하는 개념으로, 자동차 산업 트렌드를 주도하고 있다. 전통적인 자동차 제조 기술에서 한 걸음 진보한 SDV는 차량 기능을 하드웨어뿐 아니라 소프트웨어를 통해 확장 및 개선하는 유연성을 제공한다.
이와 함께 SDV는 OTA로 원격 업데이트가 가능하며, 인터넷 연결을 통해 다양한 서비스 및 클라우드 기반 데이터를 활용할 수 있다. 무엇보다 개인화 및 사용자 경험을 지향함으로써 음악, 엔터테인먼트, 내비게이션 등을 개별 설정하기도 한다.
이에 자동차 시스템과 소프트웨어 개발은 지속적인 업그레이드가 가능한 SDV를 위해 새롭게 정의되는 추세다. SDV 설계 및 개발을 가속화하기 위한 모델 기반 설계가 대표적인 예다. 지난 8월 열린 매스웍스 오토모티브 컨퍼런스에서는 매스웍스 솔루션을 활용한 다양한 고객 사례를 비롯해 SDV, 시스템 엔지니어링 등을 포함한 오토모티브 기술 트렌드가 공개됐다.
그 중에서도 현대자동차그룹 조성현 책임연구원이 발표한 차량 성능 아키텍처 개발과 툴 활용에 대한 내용이 주목을 받았다. 조성현 책임연구원은 발표에 앞서 “차량 개발단계에서 고객의 요구사항을 만족하고 성능을 개선하는 것은 항상 도전적인 과제다”고 언급했다.
SDV로 진화함에 따라, 자동차 산업에서는 하드웨어 성능과 함께 소프트웨어 성능 검토가 동시에 요구된다. 이에 업계에서는 가상차량을 활용해 신속하게 성능 개발 및 검증용 차량 모델을 구성하는 작업이 강조되고 있다.
이와 함께 시스템 레벨에서 컴포넌트 모델을 차량 단위로 통합해 시뮬레이션을 활용한 성능 개발 및 검증도 중요해지고 있다. 오늘날 엔지니어 커뮤니티에서는 이와 같은 차량 아키텍처 구축 과정에 관심을 갖고 프로젝트에 차츰 적용하고 있다. 기존 문서 중심 방식으로는 수많은 요구사항에 신속하게 대처하기 어렵기 때문이다.
제동 성능을 예로 들어보자. 조성현 책임연구원은 지난 2018년부터 현대차에서 차량 성능 아키텍처 개발 및 제동 성능 타겟 설정에 대한 업무를 담당해왔다. 조성현 책임연구원은 차량 양산이 목적인 부품 설계 전 단계에서 아키텍처 성능을 어떻게 구현할지에 대한 연구를 수행하는 아키텍처 개발에 매진하고 있다.
조성현 책임연구원은 “아키텍처 구축에 대한 방법론을 찾는 것은 업무 중 하나다. 이와 함께 시스템 시뮬레이션이라고 하는 검증도구를 만드는 업무도 담당하고 있다”고 말했다. 현재 해당 팀에서는 효율적인 업무 추진과 제동 성능 개선을 위해 매스웍스의 시스템 컴포저(System Composer)를 활용해 차량 모델을 구성하고 있다.
차량 아키텍처 구축에 일어난 혁신
조성현 책임연구원은 차량 개발 초기에는 차종, 제원 등과 관련해 목표가 모호하거나 정의되지 않은 것이 많다고 말했다. 조성현 책임은 “대략적인 차량 사이즈나 중량, 공략 시장 등 기본적인 정보를 받으면, 거기서부터는 하나씩 성능을 정의하는 과정을 거친다. 아직 명확하지 않은 가정값을 성능 목표로부터 결정해가는 과정이다”고 말했다. 이어 그는 “가정값이 결정값으로 변경되면, 개발팀은 변경값을 대입해 차량의 윤곽이나 성능이 구체화하게 되며 이를 통해 성능 검토를 수행한다”고 덧붙였다.
이처럼 차량 아키텍처 개발 과정은 일반적으로 고객과 스테이크홀더의 요구사항을 반영하는 것으로부터 출발한다. 이후 아키텍처 모델을 통해 요구사항으로부터 기능을 할당하고 시스템을 정의한다. SDV 개발 전략에 따른 기능과 요구사항이 다양해지면서, 개발 환경은 복잡해졌다. 기존 문서 방식으로는 요구사항 반영과 그에 따른 기능 추가가 어려워진 것이다.
이러한 고민을 해결하기 위해 조성현 책임연구원이 속한 개발팀은 적절한 아키텍처 모델링 소프트웨어를 검색하는 과정에서 시스템 컴포저를 발견했다. 이후 브레이크 성능을 검증하는 파일럿 프로젝트에서 시스템 컴포저를 접한 개발팀은 요구사항 관리, 아키텍처 모델링, 시뮬레이션 모델 등 각 모듈을 수월하게 연결함으로써 툴에 대한 이점을 체감했다.
이 소프트웨어는 요구사항으로부터 할당된 펑셔널·시스템·하드웨어 리콰이어먼트에 대한 컴포넌트를 독립적인 아키텍처로 구성하고, 상위 레이어 컴포넌트부터 하위 레이어 컴포넌트로 할당이 가능하다는 점에서 매력적인 선택지였다. 개발팀은 요구사항으로부터 기능을 추출해 펑셔널·로지컬·피지컬 아키텍처를 구축했다. 이를 토대로 시뮬레이션 모델 구축하고 디자인 파라미터를 적용해 테스트를 수행하고 요구사항을 검증했다.
요구사항을 불만족할 경우 파라미터 민감도 구성과 최적화를 수행함으로써 요구사항을 만족하는 디자인을 결정했다. 조성현 책임연구원은 “여기서 중요한 건 매스웍스 프레임워크로 통합된 환경에서 시스템 컴포저를 통해 시뮬레이션 모델, 아키텍처 모델, 요구사항을 연결해 추적성을 확보한다는 점이다”고 말했다.
한편, 시스템 컴포저 도입 전, 개발팀은 흩어진 정보 문서 간 인과관계, 출처 등을 확인하는 정보 집합체를 만드는 것이 목표였다. 이를 위해서는 다수의 소프트웨어가 필요했는데 각각의 소프트웨어를 구현 및 연동하기 위해 인터페이싱 작업을 수행해야 하는 이슈가 있었다. 개발팀은 발생하는 개발 범위에 따른 자원 투입이 비효율적이라고 판단했고, 시스템 컴포저를 활용해 문제를 개선했다.
조성현 책임연구원은 “툴을 사용함에 앞서 문제 파악이 우선이었다. 개발팀 내에서 작업 과정에 대한 개선이 필요하다는 것을 깨달고 의견을 수렴한 후에 툴을 사용함으로써 개발에 대한 일관성을 유지할 수 있었다”고 밝혔다. 이어 그는 “시스템 컴포저는 차량 아키텍처 개발 단계에서 하나의 프레임워크에 핵심 내용을 입력함으로써 DB화할 수 있었기에 아키텍처 개발 업무에만 집중하는 환경을 제공했다”고 말했다.
조성현 책임연구원은 앞으로의 계획에 대해 차량 아키텍처 모델을 지속해서 고도화할 것이라고 밝혔다. 나아가 차량 아키텍처 방법론이 제동 성능뿐 아니라 다른 성능 영역에도 적용되도록 팀내에서 개선 사례를 발굴하고 공유할 것이라고 언급했다.
헬로티 서재창 기자 |
