투데이e코노믹 = 이혜진 기자 | 화성 남양기술연구소의 드라이빙 시뮬레이터 스튜디오. 운전석에 앉은 연구원이 가속 페달을 밟자 270도 곡면 스크린 속 도로가 빠르게 흘러갔다. 조향 휠을 꺾는 순간 콕핏 전체가 좌우로 기울었고, 노면에서 올라오는 미세한 진동까지 운전석에 전달됐다. 실제 도로 위 차량처럼 움직였지만, 이곳에는 완성차도 시험차도 없었다. 차량 개발은 이미 가상 공간에서 시작되고 있었다.

현대자동차·기아가 소프트웨어 중심 차량 시대에 맞춰 연구개발 방식의 디지털 전환에 속도를 내고 있다. 전동화, 자율주행, 커넥티드 기술이 고도화되면서 차량 개발은 더 복잡해졌고, 품질 검증 기준도 높아졌다. 이에 현대차·기아는 실차 제작 전 단계에서 가상 주행, 디지털 측정, 3D 프린팅, 전장 제어 검증을 통해 문제를 미리 찾아내는 체계를 강화하고 있다.

현대차·기아는 경기 화성 남양기술연구소에서 드라이빙 시뮬레이터, 디지털 측정 센터, 적층 제조 솔루션 센터, 노바 랩 등 주요 연구개발 시설을 공개했다. 이들 시설은 차량을 만들기 전 먼저 달려보고, 조립 전 품질을 데이터로 확인하며, 금형 없이 부품을 제작하고, 완성차 이전에 수백 개 제어기의 오류를 검증하는 핵심 공간이다.

가장 먼저 찾은 드라이빙 시뮬레이터는 가상 공간에서 차량 주행 성능을 개발하고 검증하는 장비다. 운전석 주변으로 펼쳐진 270도 곡면 스크린과 6자유도 모션 시스템은 가속, 감속, 코너링, 노면 충격 등을 실제 차량처럼 재현했다. 스티어링 휠과 시트, 페달, 내부 트림은 양산 부품을 그대로 적용해 실제 차량과 유사한 조작감을 구현했다.

현대차·기아는 남양기술연구소 주행시험장을 1㎜ 단위로 정밀 스캔해 가상 도로에 반영했다. 노면 경사, 요철, 과속방지턱, 아스팔트 질감까지 데이터로 옮겨 실제 주행 환경을 구현한 것이다. 방대한 도로 데이터를 효율적으로 처리하기 위해 주행 위치 주변 데이터만 실시간으로 불러오는 지형 서버 방식도 적용했다.

이 장비는 양산차뿐 아니라 고성능차 개발에도 쓰인다. 독일 뉘르부르크링과 같은 가혹한 주행 환경을 가상으로 구현해 현대 N, 제네시스 마그마 등 고성능 모델의 주행 특성을 검증한다. 날씨와 장소의 제약 없이 젖은 노면, 고속 코너, 다양한 부품 세팅을 반복 시험할 수 있다는 점도 강점이다.

두 번째로 찾은 곳은 디지털 측정 센터였다. 이곳에서는 차량의 치수 품질을 데이터로 관리한다. 자동차 외관의 틈새와 단차, 도어 닫힘 상태, 조립 오차는 고객이 차량 품질을 직접 체감하는 요소다. 작은 오차도 소음이나 누수, 조립 불량으로 이어질 수 있어 개발 단계에서 정밀 관리가 필요하다.

센터 내부에는 차체를 측정하는 3차원 측정장비가 설치돼 있었다. 차량 한 대당 측정 포인트는 약 1,000개에 이른다. 측정 데이터는 부품 간 거리와 평행도, 편차 등을 계산하는 데 활용되며, 이 기준은 이후 양산 공장으로 이관돼 동일한 품질 관리 체계로 이어진다.

후드, 도어, 테일게이트 등 움직이는 부품은 광학식 3D 스캐너로 측정한다. 자율주행 운반 로봇이 측정물을 옮기고, 로봇 암에 장착된 스캐너가 형상을 자동으로 읽어낸다. 완성차 단계에서는 차량 전체를 다시 스캔해 조립 후 품질을 검증한다. 문제가 발견되면 바디, 무빙 부품, 의장 부품 등 어느 단계에서 오차가 발생했는지 역추적할 수 있다.

무빙 부품 검증장에서는 도어를 닫는 순간의 미세한 변형도 측정했다. 초고속 카메라와 센서가 초당 500회 수준으로 움직임을 감지해 사람 눈으로 확인하기 어려운 변형까지 잡아낸다. 현대차·기아는 이렇게 축적한 데이터를 기반으로 최적의 조립 상태를 찾고, 품질 개선 방향을 도출하는 데 활용하고 있다.

세 번째 현장은 적층 제조 솔루션 센터였다. 흔히 3D 프린팅으로 불리는 적층 제조 기술을 활용해 금형 없이 설계 데이터만으로 부품을 제작하는 곳이다. 기존에는 시작품이나 특수 부품을 만들기 위해 금형 제작에 많은 시간과 비용이 필요했지만, 적층 제조를 활용하면 복잡한 형상의 부품도 빠르게 만들 수 있다.

센터에는 액상 레진을 자외선으로 굳히는 폴리머 광중합 설비, 금속 와이어를 녹여 쌓는 와이어 아크 적층 제조 설비, 금속 분말을 레이저로 녹여 형상을 만드는 분말 용융 설비 등이 갖춰져 있었다. 현장에는 현대차 포니의 사이드 실 부품도 전시돼 있었다. 실제 부품을 3D 스캔한 뒤 적층 제조로 원형과 질감을 복원하고 도장까지 마친 사례다.

금속 와이어를 녹여 쌓는 설비에서는 로봇 암이 불꽃을 튀기며 금속을 층층이 쌓아 올렸다. 이 방식은 대형 금속 구조물이나 일체형 부품 제작에 유리하다. 강, 스테인리스, 알루미늄, 티타늄 등 다양한 금속을 활용할 수 있어 고성능차나 모터스포츠 부품 개발에도 쓰인다.

분말 기반 적층 제조 설비는 기존 주조나 프레스 방식으로 만들기 어려운 복잡한 내부 구조의 부품 제작에 강점을 보인다. 현대차·기아는 이를 통해 모터스포츠용 경량 부품, 커스터마이징 부품, 단종 모델의 A/S 부품 등으로 활용 범위를 넓히고 있다.

마지막으로 찾은 노바 랩은 차세대 개방형 제어기 검증 공간이다. 이곳에는 완성차 대신 차량 구조의 테스트 벤치 위에 배선과 제어기, 전장 부품을 그대로 연결한 와이어카가 놓여 있었다. 자동차가 소프트웨어 중심으로 바뀌면서 차량 내부의 전기·전자 시스템은 갈수록 복잡해지고 있다. 노바 랩은 이 복잡한 시스템이 정상적으로 통신하고 작동하는지 실차 제작 전에 검증하는 곳이다.

대형 차종의 경우 연결되는 제어기와 전장 부품은 300~500개, 와이어링 커넥터는 약 500개에 달한다. 완성차가 만들어진 뒤에는 트림 내부에 들어간 제어기를 다시 확인하기 어렵지만, 와이어카 단계에서는 각 제어기와 배선을 외부에 드러낸 상태로 점검할 수 있다.

검증은 회로, 통신, 기능, 진단 항목을 중심으로 자동화돼 진행된다. 공조, 램프, 시트 기능을 순차적으로 점검하고, 저전압과 과전압 같은 가혹 조건도 모사한다. 주행 조건 검증을 위해 차량 구동 부하 장치와 소형 다이나모미터를 결합한 이동식 장비도 도입했다.

첨단 운전자 보조 시스템 검증도 이뤄진다. 레이더 신호와 가상의 주행 이미지를 활용해 스마트 크루즈 컨트롤, 후측방 충돌 경고, 차로 유지 보조, 전방 충돌 방지 보조 등 주요 기능을 시나리오별로 시험한다. 신차 한 대를 개발하는 과정에서 와이어카 단계에서만 평균 150~200건의 문제점을 찾아낸다는 설명이다.

남양기술연구소에서 확인한 네 개의 공간은 각기 다른 기술을 다루고 있었지만, 방향은 같았다. 실물을 만들기 전에 가상으로 달려보고, 조립 전 데이터로 품질을 확인하며, 금형 없이 부품을 제작하고, 완성차 이전에 전장 시스템을 검증하는 것이다.

자동차 산업은 더 이상 기계적 완성도만으로 경쟁하기 어려운 시대에 들어섰다. 소프트웨어 업데이트, 전기·전자 아키텍처, 자율주행 기능, 고객 체감 품질이 모두 차량 경쟁력의 일부가 됐다. 현대차·기아가 남양기술연구소에서 추진하는 디지털 연구개발 전환은 이러한 변화에 대응하기 위한 핵심 전략으로 읽힌다.

현대차·기아는 디지털 기반 연구개발 체계를 통해 개발 기간을 단축하고 품질 완성도를 높이는 동시에, 소프트웨어 중심 차량 시대에 필요한 검증 역량을 강화한다는 계획이다. 가상과 현실, 데이터와 제조 기술이 결합된 남양기술연구소의 현장은 미래차 개발 방식이 이미 빠르게 바뀌고 있음을 보여주고 있었다.