BYD는 달력이 바뀐 지 얼마 지나지 않아 100만 대 판매를 알리는 기업이 됐다. 사진은 2021년 중국 OEM 최초로 100만 번째 차량을 출고했을 때.


BYD는 얼마나 성공적인 기업일까? 앞으로도 지속성장할까? 이런 BYD에 지멘스의 지분은 얼마나 될까…. 글로벌 OEM과 비교할 때 그들의 규모와 역사가 신속한 디지털 전환에 얼마나 영향을 미쳤을까? BYD엔 레거시가 없었을까? 속도 경쟁에서 이것이 경쟁자들의 위안거리가 될 수 있을까? 한 가지 확실한 것은 BYD가 세계시장에 세계적 규모와 엄청난 속도로 다가왔고, 지금 우리는 그 이야기를 경청하고 있다는 것이다. Siemens Engineering Innovation Day에서 BYD와 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어의 디지털 전환 이야기를 들었다. 

글 | 한상민 기자_han@autoelectronics.co.kr 








“제 생각에 자동차 분야의 가장 큰 성공사례 중 하나는 BYD입니다. 전기차 업체가 되는 것은 그저 스위치를 누르는 것이 아닙니다. 그들은 NX, Teamcenter부터 시작해 전기전자(E/E)를 담당하는 Capital을 도입하고 이를 제조에 연결하면서 빠르게 발전해왔습니다. 그런 결과, BYD는 모든 내연기관 프로그램을 매우 강력한 EV 플랫폼과 제품으로 변환했습니다.”
 
얼마 전 경기도 화성 롤링힐스에서 있었던 ‘차세대 모빌리티 개발 가속화를 위한 가상 설계 및 검증 전략 수립’을 주제로 개최된 ‘Siemens Engineering Innovation Day’에 참석해 주요 강연을 듣는 동안, 수년간 반복적으로 물어온 ‘지멘스의 대표 자동차 성공사례’에 대한 낸드 코하르(Nand Kochhar) 부사장의 답변이 계속 떠올랐다. BYD 위상은 크게 달라졌지만 과 답변의 의의는 바뀌지 않았다. 우리나라는 물론 전 세계 자동차, 가전, 조선, 항공업계 모두가 BYD와 중국의 속도, 그들의 디지털 전환에 주목하고 있고, 그래서 이 컨퍼런스의 중심도 BYD였다.

BYD는 얼마나 성공적인 기업일까? 앞으로도 지속성장할까? 이런 BYD에 지멘스의 지분은 얼마나 될까…. 글로벌 OEM과 비교할 때 그들의 규모와 역사가 이런 신속한 전환에 얼마나 영향을 미쳤을까? BYD엔 레거시가 없었을까? 이것이 경쟁자들의 위안거리가 될 수 있을까? 

한 가지 확실한 것은 BYD가 세계시장에 세계적 규모와 엄청난 속도로 다가왔고, 지금 우리는 그 이야기를 경청하고 있다는 것이다.

BYD는 디지털 전환, 예를 들어 제품개발 엔지니어링 프로세스(PEP) 혁신에서 지멘스와 협업하면서 ▶사전 BOM ▶설계 검증 ▶구성(variant) 통합 ▶디지털 검증 ▶자동 데이터 생성 ▶BOM 정합성 확보 ▶실시간 제조 계획 수립 ▶직접 파트너 협업이란 8가지 핵심과제에 대해 18개월 동안 심혈을 기울인 끝에 54개월을 36개월로 18개월 단축하는 성공했다. 단일 플랫폼을 기반으로 기구, E/E, 소프트웨어 등 모든 것을 하나로 구성하고 변경하며 디지털 통합을 이뤘다. 사일로를 부수고 공유 체계를 확보했다. 전담 조직으로 일하는 방식을 재정의했다. 

행사를 총괄한 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어의 이규원 부문장은 “BYD의 성공을 말한다면, 디지털 트윈을 통해 엔드 투 엔드(E2E) R&D, 제조, 운영 등 모든 것의 수평/수직 통합을 이뤘으며, 가능한 한 전기차의 핵심 부품을 직접한다는 것이 중요합니다. 이 포괄적인 디지털 트윈을 통해 디지털 스레드를 구축하고 그 데이터를 활용해 지속적인 혁신을 이루고, 개발기간을 단축하고, 원가절감을 실현하면서 테슬라와 경쟁하고 있습니다”라고 말했다. 




지멘스의 이규원 부문장은 BYD의 성공 핵심을 포괄적인 디지털 트윈 구축이라고 했다. 



BYD, 지멘스와 손잡다  

BYD의 과거를 돌아보자. 그들은 ‘디지털 전환’을 위해 두 개의 중요 파트너를 선택했다. 하나는 R&D, 제조, 데이터 활용에 대한 ‘지멘스’고, 다른 하나는 IoT와 AI 기술에 대한 ‘화웨이’다. BYD는 그들의 차량 OS 개발, 공장 IoT, 디지털 생태계 구축을 위해 화웨이와 손잡았다. 

“BYD가 지멘스를 선택한 것은 지멘스가 소프트웨어(툴) 뿐만 아니라 FA 하드웨어도 제공한다는 것과 R&D를 위한 소프트웨어와 하드웨어를 통합적으로 사용하고 싶었했기 때문입니다. 또 2012년 이후 지멘스가 그들을 지속적으로 지원했고 앞으로도 그럴 것이란 확신을 가진 것입니다. 마지막으로 지멘스가 명성 높은 기업인만큼 BYD에도 이것이 이익이 될 것이라고 판단한 것입니다.” 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어의 인밍 시(YinMing Shi) 박사가 말했다. 

일반적으로 지멘스의 디지털 전환 지원은 고객의 프로세스를 평가하고, 로드맵을 정의하고, 이를 수행할 팀을 구성한 후, 툴에 대한 전문적인 교육을 제공하는 식으로 진행한다. BYD와의 이 논의는 2014년 본격적으로 이뤄졌는데, 이 자리엔 창립자 왕촨푸(Wang Chuanfu) 회장이 직접 참여하기도 했다. BYD는 사람(People), 프로세스(Process), 기술(Technology 또는 Tool)을 결합하는 지멘스의 제안에 만족해했다. 

“BYD와 지멘스의 인연은 2012년으로 올라갑니다. 그때 BYD는 자체 공급망을 구축하고 싶어 했고, 모든 것을 스스로 하길 원했습니다. 예를 들어, 모든 테스트 시스템을 직접 구매해 문제해결을 시도했는데, 지멘스의 첫 엔지니어링 서비스 프로젝트도 이런 트러블슈팅이었습니다. 이런 과정이 비즈니스에 대한 신뢰와 확신으로 바뀌었습니다.” 

부분적인 툴 도입은 Simcenter, Teamcenter, NX, Tecnomatix 등 주요 솔루션으로 확장됐다. 그런 결과 현재 다양한 개발 단계, BYD의 여러 브랜드, Qin, Tang, Song, Yangwang U8, U9, Yuan 등 모델에 지멘스의 모든 소프트웨어 제품이 적용되고 있다.

“요약하면, BYD와 지멘스의 협업에는 몇 가지 핵심기술이 놓여 있는데, 예를 들면 내연기관에서 하이브리드나 전기차로의 전환 같은 ‘아키텍처의 변화’입니다. 이런 혁신을 효과적으로 다루려면 모든 데이터와 프로세스가 투명하고, 모든 경험, 데이터, 문서가 공유돼 서로 협력할 수 있어야 합니다. 요구사항의 검토부터 시작해 시스템 엔지니어링, 형상 이전의 시뮬레이션, 형상 이후의 테스트, 물리적 프로토타입 제작과 테스트 등 모든 과정을 다루면서 멀티 도메인을 관리해야 합니다. 사람이나 툴을 조달하는 것은 쉽지만, 사람과 도구 사이에 존재하는 ‘프로세스’는 쉽지 않습니다. 이에 대한 답을 제시한게 지멘스입니다.” 시 박사가 말했다.  





시 박사는 주로 시뮬레이션 측면을 예로 들며 BYD와 지멘스의 관계를 말했다.



프로세스의 이해와 개발 단축 

지멘스는 기본적으로 자동차의 개발 프로세스가 이미 최적화돼 있다고 생각하며 각각의 단계를 더욱 고도화하고 가속화하는데 집중하고 있다. 측, AI의 힘으로 더욱 고도화될 수 있는데, 현재의 AI는 산업이 당면한 문제와 개발기간 단축 요구 등에 대응하는 실질적인 기술은 아니다. 따라서 이를 예측하고 남아있는 단계별 정체와 불합리를 현재의 기술로 해결하면서 2 ~ 3년 내 고도화될 AI 시대에 대응하고 있다. 

그러면 BYD는 어떻게 PEP의 단계별 혁신으로 18개월이란 시간을 줄일 수 있었을까? 
앞서 언급했듯이, BYD는 지멘스와 협업하면서 ▶사전 BOM(Bill of Material) ▶설계 검증 ▶구성(variant) 통합 ▶디지털 검증 ▶자동 데이터 생성 ▶BOM 정합성 확보 ▶실시간 제조 계획 수립 ▶직접 파트너 협업이란 8가지 핵심과제 포커스했다. 

사전 BOM    
BYD는 지멘스와 ‘사전 BOM’ 측면에서 2개월을 당겼다. 
새로운 모델을 개발하려면 시장과 기업 내부의 요구사항을 잘 정리해 그 일치를 기반으로 모든 영역이 같은 방향, 그림으로 일관되게 나가야 한다. 또, 제품 설계 이전에 기구, E/E, 소프트웨어 등 각 분야에서 이미 검증됐거나 재활용가능한 엔지니어링 특성을 조합하고 활용하는 게 중요하다. 이런 멀티 도메인 결과들을 취합해 시스템 엔지니어링을 애초부터 완벽하게 한다면 후속 단계에서도 일관되고 효율적인 작업이 가능해진다. 

“이것이 고민이고, 그러기 위해서는 모두가 원하는 뷰를 언제든 쉽게 볼 수 있어야 합니다. 지멘스는 PLM인 Teamcenter에서 구조화된 데이터를 다양한 방식으로 정렬할 수 있게 했고, 이런 기능을 활용해 기업은 시스템화된 엔지니어링 기술을 지속적으로 발전시키고 정의된 내용들을 E/E 아키텍처에 반영해 사전 검증하거나 네트워크 통신이나 임베디드 소프트웨어 최적화 등 후속 작업의 근간으로 활용할 수 있게 했습니다.” 안 본부장이 설명했다.

설계 검증  
설계검증에서 BYD는 한 달을 단축했다. 
설계검증은 엔지니어링 프로세스에서 가장 많은 시간이 소요되는 중요 단계다. 특히 설계는 기구, E/E, 소프트웨어 등 서로 떨어져 있는 사일로를 단일 플랫폼에서 원활히 협업하게 만드는 게 중요하다. 예를 들어, 전기회로나 하네스를 한다면, 최초의 로지컬한 도면을 기구와 연계해 개발자가 경로를 예측해 포설하고, 정확한 길이와 총중량을 산출하는 것 뿐만 아니라, 이 데이터를 다시 초기 도면에 반영해 제작 도면을 만들 수 있어야 한다. 지멘스는 CAD인 NX와 전기시스템 설계 툴 Capital을 연결해 서로의 데이터가 지속적으로 연결돼 영향을 주면서 업데이트될 수 있도록 했다. 또, 볼보의 사례처럼 전기만이 아니라, 네트워크 통신 설계, 최적화, 검증과 같은 영역(Capital Networks)에서도 자동화를 했다. 지멘스는 전체 제품의 시뮬레이션과 검증에 대한 DMU(Digital Mock-Up)가 분리된 이분화된 방식도 NX로 통합해 CAD 환경에서 다른 도메인을 고려하며 작업할 수 있게 했다. 

구성 통합    
BYD는 구성 통합 기간을 한 달 줄였다. 
고객 요구사항, 취향이 갈수록 복잡해지면서 이를 만족하기 위한 OEM의 차종, 라인업 개발도 어려워진만큼 이에 대한 효율화, 구성의 통일화가 요구된다. 모든 것을 망라하는 150% BOM, 실제 개별 생산에 대한 100% BOM과 관련된 제품라인, 시스템, 요구사항, 하드웨어와 소프트웨어적인 다양한 옵션, 변형, 그리고 이를 어떻게 조합할지, 그 조합은 실제로 가능한지, 설계 변경 발생 시 어떻게 일괄적으로 반영하고 배포할 수 있을지와 같은 것에 대한 모든 사항을 각각의 부서가 빠르고 효과적으로 확인할 수 있어야만 한다. 

“이런 구성 통합 이슈에서, 예를 들어 지멘스의 고객인 GM은 Teamcenter에서 Teamcenter Product Configurator를 활용해 기구, E/E, 소프트웨어의 각종 구성을 효율적으로 정의하고 관리합니다. 지멘스는 ALM으로 관리되는 소프트웨어를 어떻게 PLM에서 관리하는 하드웨어와 제품 관점에서 통합할 수 있을지, 특정 변경과 요구사항을 하드웨어와 소프트웨어에서 일괄적으로 보고 추적할 수 있을지와 같은 질문에 대응하면서 소프트웨어 BOM(SBOM)을 하드웨어 BOM(HBOM)과 통합했습니다.”




안 본부장은 “곧 새로운 세상이 올 것인데, 그 세상은 큰 물고기가 작은 물고기를 잡아먹는 게 아니라, 빠른 물고기가 느린 물고기를 잡아먹는 세상이 될 것”이라고 말했다. 



디지털 검증 
이런 구성과 향후 만들어질 설계들을 어떻게 효과적으로 검증할지는 또 다른 가속의 핵심영역이다. BYD는 이 디지털 검증에서 4개월을 단축했다.  실제 제품이 나오기까지 검증을 위해 무수히 많은 실물 프로토타입이 만들어지고 이것은 지연의 주요인이다. 프로토를 줄이고 개발을 가속화하려면 ‘Shift Letf’를 통해 앞단의 설계 원류부터 디지털 검증을 해야만 한다. 또 이런 디지털 연속성을 위해서는 검증 및 요구사항들을 PLM에서 관리하고 요구사항에서 도출된 설계 스펙, 여기서 나온 검증 스펙까지 모든 것이 하나로 통합돼야 한다. 이뿐 아니라, 이용하는 수많은 툴과 검증 및 테스트 데이터들이 엔지니어링 V 사이클을 통해 초반의 설계, 정의, 요구사항과 매칭되고 끊임없이 비교 검증될 수 있어야 한다. 

시 박사는 “시뮬레이션과 테스트는 매우 중요합니다. 이를 별개로 취급하는 경우가 있지만, 반드시 결합해야 합니다. 이를 통해 다양한 개발 단계에서 결과의 정확성을 높일 수 있습니다. 이를 지멘스는 MBST(Model-Based System Testing)라고 합니다. 시뮬레이션과 테스트를 결합하면 진정한 의미의 완성차 수준 접근이 됩니다”라고 말했다. 

안 본부장은 “이미 기구해석, 열 유동해석, 1D, 3D 등 다양한 시도를 하고 있지만 단순히 이것들을 잘하는 것뿐만 아니라 그렇게 한 결과를 다음 세대, 다른 도메인들을 위해 통합 관리하는 것이 정말 중요합니다. 또한 그 과정, 예를 들어 실패의 정확한 값을 찾아내는 추적과 여정뿐만 아니라 성공의 여정도 통합 관리해야 합니다. 지멘스 이를 Teamcenter 위에서 합니다”라고 말했다. 




권중혁 대표는 칩 투 시티 시뮬레이션(PAVE360™)을 활용해 지멘스가 자율주행차 플랫폼 개발을 가속화하는 법을 설명했다. 프로세서를 넘어 자동차 하드웨어 및 소프트웨어 서브 시스템, 전체 차량 모델, 센서 데이터의 융합, 교통 흐름까지 확대된 디지털 트윈 시뮬레이션이 가능하다. 



자동 데이터 생성
두 회사는 데이터 생성 부문에서 자동화로 2개월을 앞당겼다. 다양한 도메인과 부서, 외부 파트너들을 위해 여러 형태의 통합과 공유가능한 데이터들이 만들지고 있지만, 이런 데이터들은 매번 수동으로 JT나 PDF를 만드는 등 수작업을 발생시킨다. 
지멘스는 이런 부분에서 선제적으로 AI를 적극적으로 활용한다. 정해진 프로세스 과정에서 특정 게이트 단계에 이르면 AI가 자동으로 판단해 더욱 적합한 데이터, 더욱 가볍고, 더 후속에 효과적으로 공유될 수 있도록 한다.

“예를 들어 챗봇과 같은 다양한 AI 요소들이 이미 NX, Simcenter, Teamcenter와 전체 엑셀러레이터 포트폴리오에 광범위하게 적용돼 있습니다. AI는 아직 고객의 요구사항에 100% 대응하지는 않지만, 그 기술이 발전하고 지멘스도 발전하면서 언젠가는 자동으로 이런 모든 것이 되는 날이 올 것입니다.” 안 본부장이 말했다. 




김현준 본부장은 지멘스의 AI 전략을 말했다. AI는 아직 자동차 산업이 당면한 문제와 개발기간 단축 요구 등에 대응하는 실질적인 기술은 아니지만, 지멘스는 2 ~ 3년 내 획기적으로 고도화될 AI 시대에 선제적으로 대응하고 있다. 



BOM 정합성 확보 
이렇게 생성되는 각종 데이터의 문제는 BOM의 정합성에 있다. 이 정합성 확보에서 양사는 협업을 통해 4개월을 단축했다. 
SBOM, HBOM, 제품 BOM(PBOM) 등 모든 BOM을 추적하고 맞추고 정합성을 확보하기 위해서는 수많은 휴먼 리소스가 투입돼야 한다. 하지만 Teamcenter는 이런 BOM들과 제조를 위한 MBOM, BOP(Bill of Process), 나아가 서비스 단위 재구성을 위한 서비스 BOM(sBOM)까지 모든 BOM을 관리할 수 있다. 

“목적에 따라 별도로 BOM을 운영하는 게 아니라, BOM들이 지속적으로 자동 정렬되고 변경이 동기화되면서 구성이 단일화되고 정확한 지오메트리 형상과 위치를 유지할 수 있도록 심리스하게 흘러가는 작업 흐름이 가능합니다. 이런 요구사항과 BOM의 관리를 위해 Teamcenter로 단일 BOM 접근 방식을 채택한 회사로 다임러 트럭이 대표적입니다.” 안 본부장이 말했다. 
   
실시간 제조계획 수립
원자재부터 제조를 고려한 설계 및 시뮬레이션, 프로토타입을 만들고 이 프로토타입을 어떻게 최적의 동선으로 배치할지, 사이클 타임을 이용해 설비와 레이아웃, 팩토리를 구성할지와 같은 제조계획 수립은 자동차 회사에게 매우 중대한 부분이다. 심지어 자동차를 만드는 것보다 공장을 짓고 설비를 세팅하는 게 훨씬 더 긴 리드 타임을 가질 수도 있다. BYD와 지멘스는 이런 제조공정 업무 프로세스를 프로세스 계획, 설계, 검증, 최적화 등 단계별로 접근하면서 2개월을 앞당겼다.  

“폭스바겐의 경우도 워크플로의 정의 및 공정 상세화를 위해 지멘스의 Process Planning 제품을 적극적으로 활용하고 있습니다. 이를 통해 제작 순서를 파악하고 조립 완결성을 확보합니다. 또 사이클 타임 내 작업 공정이 들어오는지를 디지털로 사전 검증하고 결과를 물리에 반영하고, 그 결과를 다시 디지털로 보내 선순환하는 디지털 트윈 체제를 구축했습니다. 워크플로 뿐만 아니라 설비 계획, 협업 계획도 이런 디지털 레이아웃, 디지털 팩토리, 디지털 설비와 라인을 통해 활용할 수 있습니다.”

직접 파트너 협업
BYD는 직접 파트너 협업 부분에서 2개월을 줄였다. 
기업들은 내, 외부의 파트너들과 협업한다. 어떤 파트너에게는 보안 레벨을 낮게 적용해 디테일한 정보까지 주고, 어떤 파트너에게는 단순한 외형 등 제한된 정보만 준다. 또 이를 위해 다양한 레거시를 활용하고 있다. 예를 들어, 외부 파트너를 위해 DMZ 밖에 파일 공유 시스템을 만들고 아이디를 주기도 한다. 하지만 미국 등 여러 지역에서 고객은 지멘스와 함께 적극적으로 보안이 유지되는 퍼블릭 클라우드를 활용하기 시작했다. 지멘스는 또한 다양한 파트너와 통합적 협업을 할 수 있는 ‘중립 랭귀지’의 중요성에 주목하면서 그 포맷으로 ‘JT’를 강조한다. NX는 JT를 생성하고 직접 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 그 안에서 활용되는 모든 다양한 고객의 요구사항을 반영한 레고식 맞춤형 소프트웨어를 직접 만들 수도 있다. 

이처럼 BYD는 지멘스와 함께 레거시 개발, 프로세스, 인프라를 새로운 세상에 맞게 과감히 혁신했다.

안지훈 본부장은 “곧 새로운 세상이 올 것인데, 그 세상은 큰 물고기가 작은 물고기를 잡아먹는 게 아니라, 빠른 물고기가 느린 물고기를 잡아먹는 세상이 될 것입니다. 지멘스는 가상의 컨셉과 엔지니어링부터 실제 제조, 운영 작업을 단일 플랫폼으로 제공합니다. 여기서 시장과 기업의 요구사항을 시스템화하고, 기구, E/E, 소프트웨어 개발 등 여러 분야의 설계 및 검증을 통합하고, 통합 BOM, 제조 및 서비스, 운영까지 모든 것을 효율적으로 다 할 수 있습니다”라고 말했다.