Article at a Glance
自動車도 趣向에 맞춰 사는 時代가 到來할 것으로 展望된다. 테슬라의 躍進으로 電氣車 時代가 到來하면서 內緣 機關에 强點이 있던 旣存 完成車 製造業體들 사이에서 革新의 必要性이 높아졌기 때문이다. 最近 完成車 業體들은 旣存 設計-生産-販賣 全 過程을 管理하는 方式에서 벗어나 ‘오픈 프레임 플랫폼’을 具現하기 위한 다양한 硏究를 進行하고 있다. 그中 카이스트가 硏究를 進行하고 있는 ‘앱카’ 모델은 앱을 통해 車의 外觀 및 인테리어를 다양하게 選擇할 수 있다.
年初부터 테슬라 株價가 高空行進 中이다. 테슬라의 株價는 美•中 貿易戰爭 以後로 시끄럽던 지난해 10月 對比 無慮 300% 以上 오른 狀態로 去來되고 있다. 이미 時價總額 基準으로 도요타자동차를 除外한 나머지 글로벌 自動車 製造社 톱5의 時總을 합친 것보다 많다. 그러나 테슬라의 眞正한 價値는 單純히 時價總額만으로 評價하기 어렵다. 테슬라는 이미 모빌리티(Mobility), 에너지, 人工知能(AI) 等 革新 分野에서 事業性을 證明해 낸 몇 안 되는 企業이다. 그래서인지 自動車 業界는 테슬라의 모빌리티 革新을 큰 危機로 받아들이는 雰圍氣다. 自動車業界 關係者들은 電氣車와 AI, 여기에 스마트 팩토리를 椄木한 테슬라의 革新 技術이 지난 100年間 이어온 포드의 大量 生産 패러다임을 뛰어넘는 새로운 自動車 産業의 패러다임을 열 것으로 展望하고 있다.
다양한 車種과 컬러, 여러 옵션을 提供하는 現在의 完成車 製作 패러다임을 ‘大量 맞춤(mass-customization)’이라 한다. 그러나 最近 大量 맞춤을 통해 購買하는 顧客에서 더 나아가 世上에서 나만 가질 수 있는 아이템을 願하는 消費가 增加하고 있다. 이러한 트렌드를 充足하기 위한 生産을 ‘大量 個人化(mass-individualization)’라 한다.
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‘世上에 單 하나뿐인 나만을 위한 車’ 하면 어떤 車가 떠오는가? 많은 사람이 最高級 슈퍼카나 專門 튜닝을 한 車輛을 떠올릴 것이다. 하지만 最近 筆者가 包含된 카이스트 硏究팀은 一般人 누구나 쉽게 自身만의 車를 디자인해서 低廉한 價格에 購買할 수 있는 車輛 플랫폼과 비즈니스 모델을 硏究하고 있다. 이 硏究는 스마트폰에서 必要한 앱을 다운받아 使用者가 直接 自身만이 必要한 스마트폰 機能을 選定해서 나만의 폰을 만드는 것과 같이 車輛의 仕樣을 앱처럼 골라 自身만의 車輛을 만든다는 意味로 ‘앱카(App-Car)’라고 이름을 붙였다. 인터넷에서 클릭 몇 番만으로 나만의 車를 直接 디자인하고 注文하면 며칠 內 車輛이 配達되는 革新的인 비즈니스 모델이다.
더 나아가 旣存 大型 工場에서 標準化된 工程으로 製作되는 車輛이 아닌, 洞네 치킨 집처럼 都心 內 小規模 工場에서 顧客의 注文을 바로 處理해 製品을 生産하는 空想科學 小說에 登場할 것 같은 未來의 스마트 팩토리度 함께 硏究하고 있다. 本 글에서는 現在 筆者가 硏究를 進行하고 있는 앱카의 基本 槪念과 앱카 實現을 위한 스마트 팩토리 構築의 重要性, 그리고 이러한 앱카가 새로운 모빌리티 産業의 對案이 될 수 있는 理由를 說明한다.
앱카 槪念과 오픈 프레임 플랫폼
硏究를 始作하기에 앞서 硏究팀은 앱카의 基本 形態를 ‘自律走行이 可能한 電氣車’로 制限했다. 그리고 ‘앞으로 自律走行 自動車가 普遍化되는 時點이 오면 사람들은 왜 車를 所有하고자 할까’라는 苦悶을 硏究의 出發點으로 삼았다.
于先 個人 모빌리티 歷史를 돌아보자. 自動車의 歷史는 馬車에서 始作했다. A 支店에서 B 地點으로 移動하기 위해 사람이 아닌 外部 動力을 使用한다는 槪念이 個人 모빌리티의 始作이다. 初期에는 말이나 소와 같은 家畜을, 以後 內燃機關으로 옮겨갔다. 家畜이건, 內燃機關이건 移動이 進行될 동안에 運轉者는 車輛을 制御하는 行爲에 集中해야 했다.
하지만 自律走行은 이러한 運轉者의 行爲 自體를 必要로 하지 않는다. 그리고 그 結果 搭乘者에게 要求했던 運轉이란 行爲 代身 다른 活動을 할 수 있는 領域과 時間이 創出된다. 여기가 바로 ‘個人化’의 始作點이다. 業務가 바쁜 사람에게는 오피스街 될 수 있고, 休息이 必要한 사람에게는 休息 空間이 될 수 있다. 事務室의 事務 空間이나 집안의 인테리어처럼 車輛도 집과 事務室의 延長線이란 槪念으로 생각하면 車輛의 個人化는 自律走行 車輛에서는 옵션이 아닌 必須 條件이 된다.
그렇다면 앱카를 實現하기 위한 技術的인 端初는 무엇일까. 바로 電氣車의 오픈 프레임 技術의 誕生이다. 오픈 프레임이란 目的에 따라 自由롭게 外裝과 內臟을 具現할 수 있는 基盤 프레임을 意味한다. 올해 현대自動車가 1億 流路를 投資한 英國의 商業用 電氣車 專門 業體 어라이벌 (Arrival)이나 2月 들어 開發協力 契約을 締結한 美國의 電氣車 專門 企業 카누(Carnoo)는 모두 必要에 따라 外形과 機能을 바꿀 수 있는 오픈 프레임인 ‘目的 基盤 모빌리티 (Purpose Built Vehicle•PBV)’ 開發 專門 業體다. (그림 1)
왜 現代車가 오픈 프레임 PBV 基盤 電氣車 開發에 關心을 가지는지를 把握하기 위해서는 두 가지를 먼저 理解할 必要가 있다. 하나는 自動車 産業 價値사슬의 脫空調和(Decoupling, 디커플링) 可能性이고 다른 하나는 旣存 內燃機關(가솔린이나 디젤機關 엔진)과 電氣車의 差異點이다.
電氣車의 負傷과 自動車 産業의 디커플링(Decoupling)
現代車를 비롯한 旣存 完成車 業界 內部에서는 向後 大部分의 完成車가 電氣車로 代替될 境遇 果然 旣存 內燃機關에서 創出했던 收益性을 保障받을 수 있을지에 對한 苦悶이 깊어가고 있다. 旣存 完成車 業體의 헤게모니를 保障했던 엔진과 트랜스미션 技術 障壁이 더以上 電氣車에서는 必要하지 않기 때문에 全體 供給 價値사슬에서 完成車 業體의 影響力이 줄어들 것이란 것이 大多數 專門家의 展望이다. 特히 테슬라가 旣存 完成車 業界의 豫想을 뛰어넘는 成果를 보이면서 이 같은 豫測이 現實化되는 雰圍氣다. 오죽하면 電氣 靑素旗를 만들던 다이슨이 한때 電氣車 市場에 挑戰을 試圖했을까.
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全體 車輛 供給 價値사슬에서 배터리와 戰場 部品業體가 旣存 完成車 業體가 가진 헤게모니를 代替할 것인지에 對해선 意見이 紛紛하다. 이미 完成車 業體들의 收益性 下落은 지난 數十 年間 持續됐는데 여기에 旣存 完成車 業體의 技術的 헤게모니가 배터리나 모터 業體로 옮겨 간다면 더 以上 비즈니스 競爭力을 가질 수 없는 狀況에 이를 수도 있다. 勿論 追加的인 費用 節減 및 배터리 價格 下落 等으로 多少 肯定的인 意見을 提示한 分析도 있다.
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하지만 旣存 垂直 系列化를 통한 費用 節減이나 大型 自動車 메이커에서 營爲해 왔던 設計-製造-마케팅-營業을 總括하는 비즈니스 모델에 對해서는 悲觀的인 展望이 優勢하다. 卽, 完成車 業體들에 旣存 垂直 系列化나 傳統的인 비즈니스 모델의 代案이 必要한 時點이다.
그렇다면 새로운 完成車의 패러다임이 果然 무엇일까? 答은 傳統的인 헤게모니를 가진 企業을 쓰러트리고 새로운 强者로 浮上한 企業들의 特徵을 綿密히 살펴보면 찾을 수 있다. 우버는 自動車 所有와 活用을 分離하는 車輛 서비스 모델이다. 配達의民族 같은 配達 서비스는 旣存 要式 業界의 서비스에서 配達만 分離해 서비스化한 企業이다. 國內 價格 比較 사이트인 ‘다나와’는 顧客이 製品을 購買할 때 늘 行하는 價格 比較와 購買 프로세스에서 價格 比較 部分만 獨立해 成功을 이뤘다.
이처럼 傳統的인 비즈니스는 顧客 價値사슬 모든 部分을 所有하고 統制하는 方式이었지만 디지털 時代에서의 革新 企業들은 旣存 價値사슬에서 特化된 部分을 差別化해 成功했다는 共通點이 있다. 이러한 價値사슬의 脫同期化를 하버드비즈니스스쿨의 탈레스 테세이라 敎授는 ‘디커플링(Decoupling)’으로 說明한다.
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新生 企業들은 顧客의 消費 活動 사이에 存在하는 連結고리(製品 探索, 評價, 購買, 使用) 中 弱한 고리를 끊고 들어가 그 地點을 掌握하는 方式을 ‘디커플링’으로 定義했다. 대단한 技術도 없어 보이는 우버, 에어비앤비 等이 數十兆 恐龍企業이 된 것은 이 같은 디커플링의 힘이라 力說한다.
어라이벌과 카누 같은 오픈 플랫폼 PBV 業體의 誕生은 車輛에서 移動을 擔當하는 部分이 그 外 非移動 部分과 脫空調和되고 있다는 意味다. 旣存 完成車 業體는 車輛의 驅動과 外觀 및 인테리어 部分이 組立된 形態의 車輛을 市場에 내놓았지만 電氣車 時代에서는 車輛의 驅動 部分과 外觀 및 인테리어 部分이 各自 分離될 수 있다. 結局 앱카의 顧客은 願하는 모듈 플랫폼을 고르고 이에 互換되는 外觀과 內部 인테리어를 構成해서 車輛을 디자인할 수 있다.
그러나 이 모델에는 問題點이 하나 있다. 個人化된 製品을 大量으로 生産할 수 있을까? 現在 傳統的인 비즈니스 모델로 이런 事業이 可能할까? 앱카의 實現을 위해서는 이에 對한 答이 必要하다. 카이스트 硏究陣은 이러한 디커플링 槪念을 導入해 새로운 앱카의 可能性과 비즈니스 모델을 提示했다.
自動車 産業의 價値사슬 再正立
카이스트 硏究陣은 旣存 大量 生産 體系로는 大量 個人化를 絶對 實現할 수 없다는 結論에 이르렀다. 組立 工程 自動化의 限界 때문이다. 特히 個人化가 增大될수록 個人의 趣向에 맞는 다양한 옵션을 提供해야 하는 인테리어 組立 工程은 더욱 複雜해지며 더 많은 勞動力을 投入해야 한다. 이 問題를 解決하는 方案은 바로 後工程 部分을 旣存 工場에서 分離하는 方案이다. 먼저, 自動車 工程을 살펴보자. 自動車 工場은 平面 鐵板에 壓力을 加해 패널 形象을 만드는 프레싱(Pressing) 公正, 패널들을 鎔接으로 이어 붙이는 웰딩(Welding) 公正, 車體 形象에 色을 입히는 페인팅(Painting) 工程, 各各 部品을 組立하는 組立(Assembly) 工程으로 나눌 수 있다.
部品을 組立하는 어셈블리 公正 以前까지는 거의 100% 自動化돼 있지만 마지막 어셈블리 工程은 自動化가 어려운 部分이다. 卽, 組立 工程을 除外한 以前 工程은 旣存 大型 工場 形態로 進行하되 마지막 工場은 따로 分離해서 獨立된 工場에서 作業을 遂行하게 하는 方式으로 프로세스를 改善할 수 있다. 이 過程에서 個人化가 可能해지는 것이다.
卽, 새로운 비즈니스 價値사슬의 核心은 旣存 工場을 自動化 可能한 公正과 自動化하기 어려운 工程을 나누는 디커플링이다. 整理하자면, 車輛 驅動 部分은 PBV가 擔當하고 外裝과 內臟 組立은 分離하면서 獨立的인 비즈니스 모델을 構築할 수 있다.
[그림 2]는 傳統的인 完成車 業體의 旣存 價値사슬과 새로운 비즈니스 플랫폼의 價値사슬을 比較하고 있다. [그림 2]의 上段은 傳統的인 完成車 業體의 價値사슬을 보여준다. 設計에서 販賣까지 모든 部分을 管理 및 統制하는 方式이다. 特히 現代車의 境遇 大部分의 部品 業體도 垂直 系列化해 一字形을 이루고 있다.
이와는 對照的으로 硏究팀에서 提案하는 電氣車 市場의 새로운 價値사슬은 [그림 2]의 下端部에 表現돼 있다. PBV 開發社는 PBV의 設計와 販賣에만 集中한다. PBV의 收益性을 保障하기 위해서는 多品種보다는 最少의 品種에 集中하며, 費用을 節減하는 디자인과 製造 方式을 追求해야 한다. 部品業體는 價値사슬 特性上 車輛의 驅動과 安全과 直接 關聯된 ‘모빌리티 關聯 部品業體’와 ‘內臟-인테리어 關聯 部品業體’로 二元化된 모델을 提示한다. 모빌리티 關聯 部品業體는 旣存 傳統的인 車輛 部品을 生産하는 業體로 배터리, 電氣모터, 기타 驅動 關聯 部品을 生産하고 技術 集約的 製品에 集中한다.
反對로 內臟-인테리어 關聯 部品 業體의 境遇 오픈 設計 아키텍처를 共有해 設計의 自由度를 높이고 製品의 種類와 價格의 多樣化를 통해 收益 모델을 創出할 수 있다. 오픈 아키텍처란 製品 設計의 基本 仕樣을 오픈하고 이 辭讓만 맞으면 어느 業體나 供給者로 參與할 수 있는 一種의 標準 指針이다.
例를 들어, 루이뷔통(그림 3)과 같은 名品 業體도 車輛 시트를 供給할 수 있고, 顧客은 仕樣에 따라 삼성전자나 LG電子의 대시보드를 마치 TV 고르듯이 選擇할 수 있다. 卽, 自動車 인테리어 市場이 無限 擴張된다.
PBV와 內裝材를 함께 組立해야 하는 組立 工程은 [그림 2]에서처럼 ‘로컬 工場(Local Factory)’에서 이뤄진다. 카이스트 硏究陣은 旣存 大量 生産 體系로 電氣車를 組立해 收益을 創出하기에는 限界가 있다고 結論지었다. 組立 工程 自動化의 限界 때문이다. 個人化가 增大될수록 인테리어 部品은 더욱 다양해질 것이며 이는 標準化와 自動化가 어렵다는 것을 意味한다. 卽, 인테리어 部品 組立에 더 많은 勞動力을 投入하지 않으면 안 된다. 이 問題를 解決하는 方案은 인테리어 內裝材 部分을 旣存 工場에서 分離하는 方案이다.
좀 더 具體的으로 들어가 보자. 어셈블리 工程을 大型 工場 形態가 아닌 各各의 소형화된 공業所 形態의 로컬 工場으로 代替한다는 意味는 무엇일까? 우리에게 익숙한 自動車 서비스센터를 떠올려 보자. 車輛에 작은 問題가 생겼을 境遇 우리는 洞네에 位置한 서비스센터를 찾는다. 그럼 왜 애初에 自動車 工場과 같은 큰 據點 서비스센터가 아닌 작은 서비스센터가 地域別로 具現됐을까? 바로 大量의 人力으로 다양한 서비스를 提供하기 爲해서다. 서비스센터를 찾는 顧客들의 車輛과 要求는 가지各色이다. 이러한 서비스를 中央集中式으로 運營한다는 것은 不可能하다. 비슷한 論理로 가지各色의 다양한 組立이 要求되고 要求事項마다 組立의 形態가 相異하다. 이러한 作業을 위해서는 中央集中式 大量 生産 工場보다는 넓은 네트워크로 構成된 小規模 로컬 工場 形態가 有用하다.
車輛을 로컬 工場에서 生産하는 槪念이 매우 生疏할 수 있지만 사이클링을 趣味로 하는 사람들에게는 익숙한 모델이다. 인터넷으로 自轉車 프레임과 바퀴 等 其他 部品을 따로 注文해서 洞네 自轉車 가게로 配送하고 自轉車 가게 專門家에게 組立을 委託하는 形態는 이미 사이클링 同好會 會員들에게는 普遍的인 自轉車 購買 方式이다.
그렇다면 旣存 完成車 業體의 役割은 무엇일까? [그림 2]의 맨 아래와 같이 全體 設計를 總括 指揮하는 아키텍처 設計와 部品 設計 및 製造의 管理 및 認證, 旣存 外裝 製造다. 그리고 傳統的인 車輛 製造에서 完成車 業體가 擔當했던 外裝 製作(프레싱, 웰딩, 페인팅) 部分은 旣存과 다름없이 大型 工場에서 進行하는 것을 推薦했다. 製造 特性上 로컬工場이나 部品工場에서 製作하기 어렵고 旣存 完成車 業體가 가진 노하우를 活用하는 것이 全體 産業 生態系에 經濟性이 있기 때문이다.
디지털 트윈과 事物인터넷(IoT)을 통한 品質 管理
작은 小規模의 多數 工場에서 最終 組立이 이뤄진다면 가장 憂慮할 수 있는 部分이 바로 ‘品質 管理’다. 各 로컬 組立工場에서 各自 品質에 맞는 製品 生産이 可能할까? 이 部分을 解決할 수 있는 技術이 바로 事物인터넷(IoT)이다. 이미 國內 自動車 業界도 LTE網을 活用해 車輛의 다양한 情報를 實時間으로 蒐集하는 인프라와 서비스를 提供하고 있다. 現在까지 大部分의 서비스는 車輛의 性能 및 便宜性과 關聯된 것이다. 例를 들어, 現代車의 블루온 서비스는 車輛의 速度와 操向角 情報를 蒐集해 運轉 패턴을 分析할 수 있는 서비스를 提供하고 에어백이 터지는 事故가 發生할 境遇 에어백 센서가 作動해 119 서비스를 呼出하는 程度다. 이러한 槪念을 品質 管理에 擴張하면 車輛이 走行 中 떨림이나 異常 狀況을 實時間으로 모니터링할 수 있다. 卽, 單純히 車輛 出庫 時點에서만 체크하는 斷片的인 品質 管理가 아닌 實際 顧客이 車輛을 走行하는 每 瞬間에 車輛의 品質을 記錄하는 方式으로 패러다임이 바뀌게 된다. 이미 이러한 實時間 모니터링 技術은 半導體나 精密 工程 裝備의 實時間 모니터링 시스템 等으로 普遍化돼 있다. 이러한 技術을 通해 로컬 組立 工場에서 이뤄지는 最終 車輛 品質을 保證할 수 있는 方案을 提示한다.
패러다임 시프트: 오픈 플랫폼과 앱카
傳統的으로 完成車 産業은 다른 餘他 産業에 비해 閉鎖性이 두드러졌다. 이미 電子業界의 基本이라 할 수 있는 業界 標準이나 他 業體들 間의 相互 互換 仕樣을 構築하는 데 自動車 業體들은 매우 保守的이었다. 一例로 電氣車 車輛 플러그도 車輛 製造社마다 타입이 다르고 車輛 業體가 다르면 互換할 수 있는 部品은 매우 制限的이다. 이러한 閉鎖性과 100年間 이어온 生産의 價値사슬로 인해 自動車 産業의 革新은 他 産業에 비해 더딜 수밖에 없었다.
그러나 앞서 說明한 대로 이런 方式으로는 더以上 自動車 業體들이 生存을 保障받을 수 없다. 電氣車와 自律走行이 時代的 흐름이 된 時點에서 設計-生産-販賣로 이어지는 價値사슬을 한 業體가 全部 책임지는 것은 더以上 競爭力이 없기 때문이다. 向後 自動車 製造社는 車輛을 設計-生産-販賣하는 組織이 아닌 플랫폼 事業者로 各 部品을 調達하는 部品業體와 이러한 部品을 組立하는 生産業體를 따로 分離하고 이렇게 分化된 다양한 業務를 管理하는 役割을 擔當하게 된다. 顧客의 데이터를 基盤으로 品質을 管理하고 車輛의 브랜드와 部品 間의 相互 互換性을 保證하는 保證 機關의 役割을 擔當하는 것이다. 애플의 앱스토어와 구글의 구글플레이 役割을 생각하면 理解가 쉬울 것 같다.
筆者紹介 장영재 카이스트 産業 및 시스템工學과 副敎授 yjang@kaist.ac.kr
筆者는 美國 보스턴代 宇宙航空科를 卒業하고 美國 매사추세츠工大(MIT)에서 機械工學, MIT 經營大學院(슬론스쿨)에서 經營工學 碩士 學位를 받았다. 이어 MIT 機械工學科에서 不確實性을 考慮한 生産 運營 方式에 對한 論文으로 博士 學位를 取得했다. 以後 半導體 企業人 마이크론테크놀로지 本社 企劃室의 프로젝트 매니저로 勤務하면서 科學的 方式을 適用한 原價 節減 및 戰略的 意思決定 業務를 擔當했다. 硏究 分野는 스마트 팩토리 디지털 트랜스포메이션, 스마트 SCM이다.
