미국 인디애나주에 본사를 둔 기업 커민스(Cummins)는 트럭과 버스 엔진으로 가장 잘 알려져 있지만, 해양 화물선에서부터 건설, 채굴 및 시추 장비, 소방 엔진, 농기구까지 다양한 엔진 제품군을 제조하는 기업입니다.
그렇게 많은 전문 시장에서 활동할 수 있는 기업의 비밀은 무엇일까요? 이 기업의 조립 라인은 200개의 서로 다른 엔진을 동시에 제작 가능하여 커민스가 오랜 시간 세계 자동차 업계에서 배제해 왔던 목표였던 “맞춤형 대량생산”의 리더로 인정받을 수 있게 되었습니다.
자동차 제조기업들은 커민스가 그랬던 것과 같이 속도를 낮춰야 한다는 극심한 압력을 받고 있습니다. 대량 생산의 선구자인 헨리포드가 자동차가 모두 검정색인 이상 모든이들이 원하는 만큼의 모델T(Model T)를 가질 수 있다고 농담했던 이후 많은 발전이 있었지만, 이 시대의 소비자들은 제품의 수십가지 선택 옵션을 가졌으면서도 근본적으로 찍어내는 자동차의 생산방식에 점점 불만이 많아지고 있습니다.
제조업체에서 수용할 수 있는 고객 선호도는 실제 폭발적으로 증가했습니다. 그러나 간단한 음성 명령으로 많은 제품 기능들을 변경할 수 있는 이 시대에, 대부분의 자동차에 대해 소비자가 할 수 있는 맞춤화의 정도는 색상, 덮개, 휠 림, 오디오 시스템 및 기타 몇 가지 범주의 옵션에 국한되어 있는 것이 현실입니다.
커민스의 제조 시스템 담당 이사인 Rachel A. Lecrone은 "맞춤형 대량생산에도 정도가 있습니다.”라고 말했습니다. "맞춤형 대량생산의 궁극적인 목표는 주문을 엔지니어링하여 각각의 고객을 위해 100% 맞춤 제작하는 것입니다. 이에 대한 몇 가지 예가 있지만, 우리 생산 라인은 수천가지 옵션들을 믹스 & 매치해 볼 수 있도록 설정 및 구축되어 있어, 우리는 우리가 만들 필요가 있는 제품만 생산할 것입니다.”
커민스의 23년 베테랑인 Lecrone은 이 회사가 디자인, 엔지니어링, 제품 사양, 제조 실행, 안정성 및 고객 주문 등 모든 시스템을 연결하여 모든 분야를 완벽하게 파악할 수 있는 단일 디지털 프로세스를 적극적으로 구축하고자 하는 목표를 가지고 있다고 말했습니다.
우리생산라인은수천가지옵션을믹스& 매치해볼수있도록구축되어있어우리가만들필요가있는제품만생산할것입니다.
RACHEL A. LECRONE
커민스의 제조시스템 담당 이사
이러한 목표를 달성하기 위해, 특정 제품이 합리적으로 비용 효율적인 방법으로 제조될 수 있는지 여부를 시뮬레이션하기 위해 제품과 프로세스 모두의 디지털 트윈(Digital twins)를 만드는 단계를 설정했습니다.
Lecrone은 "우리는 디지털 트윈 컨셉으로 전환하려고 합니다. 이러한 종류의 모델링 기능을 활용하여, 특정 제품 모델을 가져와, 특정 프로세스 모델에 내장할 수 있습니다."라고 말했습니다. 커민스는 디지털 트윈을 통해 비용과 시간이 많이 소요되는 물리적 프로토타입을 제작 없이도 신제품에 대한 여러 옵션들을 디지털 방식으로 테스트 해보고, 최적의 옵션을 식별할 수 있습니다.
고객 맞춤화에 대한 고객의 요구를 충족하는 것 외에도 자동차 업계는 복잡성이 더욱 증가될 것으로 예상되는 현실에 직면해 있습니다. 한때 휘발유로 움직이는 자동차 단일 모델만을 만들었던 단일 조립 라인은 이제 곧 기존의 차종 뿐만 아니라 디젤, 전기 및 하이브리드 차량, 더 나아가 자동차 공유 서비스에서 사용되는 사용 빈도가 높은 차량에 까지 다양한 차종을 생산해낼 수 있어야합니다.
자동차 디자인, 엔지니어링 및 제조 공정을 디지털화 하지 않고 공장에서 맞춤형 대량생산을 시도하는 제조업체는 "천문학적인 비용”을 사용하게 될 것이라고 플로리다 멜버른에 위치한 플로리다 기술원의 선진 제조 및 혁신 디자인 센터의 전무이사인 Michael Grieves는 말했습니다.
예를 들어, 수천종의 자동차를 위한 수천종의 부품들의 재고를 비축해야 합니다. 이는 엄청난 공간과 자본 낭비를 유발할 것이며, 재설계와 엔지니어링의 어려움은 말할 것도 없습니다.
"우리는 이 과정을 가상으로 관리하는 방법을 찾아내야 합니다."라고 Grieves는 말했습니다. "전반적으로 가상 및 실제 공장(REAL + VIRTUAL)을 통합하여 먼저 제품을 모델링하고 시뮬레이션한 다음, 가상 환경에서 생산될 제품의 발생 가능한 문제들을 먼저 완벽하게 해결하고자 합니다. 그것이 맞춤형 대량생산이 가능한 유일한 방법입니다."
디지털 트윈이라는 용어는 한 때 가상 모델이 있는 물리적 제품을 지칭했지만 전체 생산 프로세스를 포함하도록 이 개념이 확장되었습니다. 실제로 한 쌍의 쌍둥이가 있을 수 있습니다. 하나는 제품이고, 또 다른 하나는 공정입니다.
커민스의 핵심 실천 단계 중 하나는 디자이너, 엔지니어 및 제조 부서를 분리하는 장벽을 없애는 것이라고 Lecrone은 말합니다. 소프트웨어가 이러한 목표를 달성하는 데 도움이 되었습니다.
"우리가 발견한 것은 서로 다른 그룹들이 함께 일하고 싶어한다는 것입니다. 강력하고 신뢰할 수 있는 방식의 새로운 도구들을 도입하는 것이 비결입니다. 그렇지 않으면 사람들이 기피할 것이니까요."
Lecrone은 제품이 실제로 어떻게 만들어지는지를 알 수 있는 디지털 모델링 기법이 제공하는 잠재적 이점들에 대해 매우 기대가 크다고 말했습니다.
"실제 생산에 도입하게 되면, 가상환경에서 얼마나 잘 업무를 수행했는지 확인해 볼 수 있습니다. 그리고, 이론적으로 예측한 라인과 실제 생산 데이터 및 정보를 서로 비교해 볼 수 있습니다."라고 Lecrone는 말했습니다. 예를 들어 특정 작업 스테이션이 병목 현상이 있는 것으로 식별되는 경우, 디지털 모델에서 생산 데이터를 신속하게 분석하여, 그 이유가 작업자 문제인지, 기계 관련 문제인지, 또는 공급업체가 불량 부품을 배송했는지 등의 여부를 판단할 수 있습니다.
"정보를 단일 디지털 플랫폼에 저장한다는 것은 문제를 신속하게 해결할 수 있다는 것을 의미합니다."라고 그는 덧붙였습니다.
파리에 본부를 둔 Accenture의 운영 및 지속 가능성 전략 책임자인 Stephane Crosnier는 일부 제조업체는 자사의 "백본" 시스템을 완전히 통합하는 비용을 피하기 위해 지름길을 모색하고 있다고 말했습니다.
Crosnier는 "일부 제조업체에서 서로 다른 시스템들을 연결하여 '컨트롤 타워'라고 부르는 것을 볼 수 있습니다. 그 다음 그들은 이러한 플랫폼들을 운영 통합을 위해 사용합니다.”라고 설명합니다.
그러나 내부 운영을 통합하는 것이 제조업체들이 직면한 가장 큰 문제는 아닙니다. 맞춤형 대량생산이라는 꿈을 실현하려면, 공급망의 생산공장에서 발생하고 있는 병목 현상도 파악해야 합니다. 하나의 중요한 부품 부족으로 인해 생산라인 전체가 멈출 수도 있습니다. OEM 업체들 또한 공급업체들의 프로세스에 문제가 발생했을 경우에 어떻게 처리해야 할지 계획할 수 있어야 합니다.
이러한 도전과제는 업계에서 이미 널리 인식되고 있습니다. 2018년 Accenture가 실시한 "2025년 공급망 설계"라는 제목의 조사에 따르면, 제조업 임원의 79%가 더 많은 맞춤형 제품에 대한 고객의 수요를 충족시키고 주문 이행 시간을 단축할 수 있는 유일한 방법은 공급망이 "용도에 맞는(fit-for-purpose)"인지 확인하는 것이라고 믿는다고 응답했습니다.
공급업체들은 OEM들이 가진 생산 계획 정보에 대한 공유를 더더욱 많이 요구하게 될 것이고, 이에 따라 이러한 정보를 공유할 수 있는 전용 디지털 플랫폼의 역할이 점점 더 중요해질 것입니다. Crosnier는 "공급망의 다양한 이해당사자들 간의 협업 능력을 정말로 향상시킬 것입니다."라고 말했습니다.
소비자가 무엇을 요구하고 있고 제조사가 어떤 것을 만들 계획인지 공급업체들이 알 수 있을 때, 공급업체들은 그에 맞게 자체 생산 계획을 조정할 수 있습니다. 그래야 제조 생태계가 고객의 요구에 완벽하게 대응할 수 있게 됩니다.
이것은 헨리 포드가 세웠던 세상과 완전히 정반대입니다: 소비자들은 그들이 원하는 것을 가질 수 있습니다.
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