볼보 그룹(Volvo Group) 은 세계 최고의 트럭, 버스, 건설 장비 및 산업용 엔진 제조업체입니다. 직원 수가 100,000명에 달하며 총 18개국에서 생산 시설을 운영하는 이 글로벌 기업은 확실한 공급망 최적화를 실현해야 하는 상황에 처했고, 운영 효율성을 높이는 방법도 부단히 찾고 있었습니다. 한편, 유연성과 민첩성은 커스터마이징 및 변화하는 고객 요구사항으로 인해 점점 더 중요한 제조 요소로 자리 잡고 있습니다.
이 두 가지는 2018년 트럭 주문량이 약 260,000대에 달한 볼보 그룹에 특히나 중요한 사안입니다.. 이처럼 변화하는 상황에 적응하고자, 볼보는 대규모 디지털 변혁 및 인더스트리 4.0 이니셔티브를 도입해 현재 및 미래 기술을 이용하여 실제 공정, 제품, 인력을 개선하는 방법을 재고하기로 했습니다.
과제
볼보는 품질과 엔지니어링 우수성이라는 측면에서 이 회사의 차량을 전략적으로 차별화했다는 점에서 자부심을 느낍니다. 급변하는 오늘날의 시장에서는 커스터마이징이 새로운 표준이 되었습니다. 그 결과 제품 복잡성 및 고유한 사양이 증가하고, 변화 속도가 빨라지면서 품질 보증과 관련된 새로운 과제가 등장하고 있습니다.
"볼보의 엔진은 대단히 정교해서, 한 공장에서만 4,500개의 엔진 파생 정보가 존재하며, 전체 공장의 경우 무려 13,000개에 달합니다."라고 볼보의 제조 기술 관리자, 제프리 블랑(Geoffrey Blanc)은 설명합니다.
볼보 제조공장 내 엔진 품질 관리 및 보증은 엄격한 품질 검사 작업으로, 볼보에서도 최고로 숙련된 기술자가 담당합니다. 개별 공장에서 각 엔진은 200가지 QA(품질 보증) 파생에 대해 40회 검사하게 되는데, 모든 검사는 QA 스테이션에서 8분 안에 완료해야 합니다.
신규 근로자에게 이렇게 복잡한 검사 절차를 교육하는 데는 총 5주가 걸리며, 이에 따라 품질 관련 비용이 증가하게 됩니다. 정말로 힘든 공정은 서류 작업으로, 근로자는 불필요하게 머리를 써야 할 뿐만 아니라 QA 자료를 정기적으로 업데이트, 인쇄, 배포하는 데 시간과 자원을 동원해야 합니다.
사실 가장 중요한 과제는 일관적인 데이터 흐름과 시스템 연결을 구축해 가치 사슬 전체에서 뛰어난 운영 효율성을 제공하는 일입니다."아시겠지만, 트럭 시장은 엄청난 변화를 겪고 있습니다. 우리에게 공장의 유연성이란 새로운 생산 관련 변화를 빠르게 도입해 시장 추세를 따라가는 것을 의미합니다"라고 볼보 그룹의 제조 혁신 및 기술 관리자, 버트랜드 펠릭스(Bertrand Felix)는 말합니다.
볼보는 증강 현실(AR) 제공업체를 이용해 엔진 품질 관리 공정을 개선하려 했지만, 해당 솔루션으로는 응용 프로그램, 공정 및 희망 사용 사례 전반에서 확장 및 통합할 수 없다는 사실을 알게 되었습니다.
그래서 다른 솔루션을 찾기로 한 볼보는 그동안 엔지니어링 및 업스트림 제조 공정에서 발생하는 갈수록 증가하는 제품 복잡성과 커스터마이징에 대한 민첩한 지원을 필수 요구사항으로 내세웠습니다.
솔루션
볼보는 최고의 Vuforia 엔터프라이즈 증강 현실 기능을 제공하는 것은 물론이고, 디지털 스레드를 만들고 확장하는 엔드 투 엔드 솔루션을 제공하는 PTC를 활용하기로 했습니다. 가치 사슬 전체에서 제품 및 제조 라이프사이클 솔루션을 통합하는 능력은 PTC의 주요 차별화 요소였습니다.
또한 볼보는 ThingWorx IIoT(산업용 사물 인터넷) 플랫폼을 이용해 여러 소프트웨어 시스템( Creo 엔진 CAD(컴퓨터 지원 설계) 이터레이션, 다운스트림 Windchill PLM(제품 라이프사이클 관리) 및 기타 제조 운영 기술과 비즈니스 시스템이 제공하는 엔지니어링 업데이트)를 통합하여 실시간 데이터 동기화를 구현했습니다.
블랑은 이렇게 설명합니다. "Volvo Group Trucks Operations에서는 자체적인 실행 시스템이 상당히 많기 때문에 이러한 시스템을 통합해야 했습니다. 이에 ThingWorx를 최대한 활용해 중요한 연결을 구축하고, 궁극적으로 회사 운영 전반에 디지털 스레드를 구축하기로 했습니다."
끝으로 디지털 스레드가 만든 이 SSOT(Single Source of Truth)는 증강 현실 환경을 통해 전달되어, QA 근로자가 최신 엔진 사양 및 지원 자료를 거의 실시간으로 액세스 및 확인할 수 있을 것으로 보입니다.
근로자가 Vuforia 증강 현실 경험을 활용하면 최신 사양을 3D로 빠르게 확인할 수 있어, 방대한 양의 종이 문서를 검토해야 한다는 부담을 덜 수 있고, 나아가 생산성, 품질 관리 및 전반적인 공정 효율성을 개선할 수 있습니다. AR 솔루션은 3D 데이터와 QA 세부 정보를 물리적 엔진에 바로 표시하고, 컴퓨터 비전으로 콘텐트를 추적하고 고정하는 혼합 현실을 이용해 제공됩니다.
이 솔루션은 종이 문서 기반의 작업에서 발생하는 비용과 리스크를 없애는 것 외에도, QA 기술자가 AR 경험을 통해 구체적인 결함을 확인하고, 이를 업스트림으로 보낼 수 있어 엔지니어링 및 제조 공정을 개선하는 데에도 일조합니다.
이러한 양방향 데이터 공유를 이용하면 결함을 실시간으로 분석해, 볼보의 품질 및 처리량을 더욱 개선할 수 있습니다. 디지털 스레드 구축으로 생성되는 피드백 루프는 시의적절한 운영 관련 정보를 제공하며, 중요한 피드백을 포착해 향후 엔진 설계를 개선함으로써 품질 및 엔지니어링 우수성이라는 측면에서 볼보를 더욱 차별화하는 역할을 합니다.
다음 단계
디지털 스레드를 통해 다양한 PTC 기술과 통합한 증강 현실을 시범적으로 도입한 결과, 볼보는 종이 문서 기반 절차 대체부터 인력 역량 강화 및 교육 방식 혁신에 이르는 다양한 변혁을 기업 전체에서 경험하고 있습니다. 그 결과 총 20개 공장에서 공장별로 평균 5개의 품질 스테이션을 보유하고 있는 볼보는 매년 각 스테이션에서 수천 유로를 절감하고, AR을 활용해 유능한 인재를 채용하고, 자사의 0PPM(백만분율) 품질 목표 달성에 다가설 것으로 예상합니다.
디지털 스레드와 PTC 솔루션을 도입한 볼보는 최소한의 노력으로 수많은 사용 사례를 실현할 것으로 보이며, 다음과 같은 실질적인 비즈니스 결과가 광범위한 디지털 변혁 이니셔티브를 촉진하고 있습니다.
- QA 공정 디지털화를 통한 운영 효율성 증대 및 비용 절감
과거 볼보는 전체 워크스테이션과 시설에서 새로운 엔진 이터레이션을 적용한 사양과 QA 체크리스트의 업데이트 작업에 하루 이상을 투자해야 했습니다. 그러나 디지털 스레드와 증강 현실을 도입한 이후로는 이 작업을 1시간 이내에 완료하고 있습니다.
- 교육 시간 대폭 감소로 숙련된 근로자의 간극 해소
AR 기술을 이용하면 품질 근로자 교육을 2주 내에 완료할 수 있습니다. 볼보는 핵심 인력의 온보딩을 가속화하여 급변하는 시장과 고객 요구에 대해 더 유연하고 빠르게 대응하게 될 것입니다.
- 디지털 스레드 구축을 통한 AR 관련 추가 사용 사례 확보
볼보는 조만간 여러 시설에 AR 기반 QA 공정을 도입할 계획이며, 가치 사슬 전반에서 새로운 사용 사례를 적극적으로 개발하고 있습니다. 제조 라인에 대한 단계별 조립 지침, 공장 시설 유지보수 서비스 지침, 가치 사슬 전반에서의 실시간 운영 정보 및 KPI 지원 등이 대표적인 예입니다.
버트랜드 펠릭스(Bertrand Felix), 볼보 그룹 제조 혁신 및 기술 관리자