A fully connected digital ecosystem?

노스롭그루먼이 미국다운 일을 하고 있다. 지난 ‘24.9.6. 노스롭그루먼은 유튜브에 Model 437 First Flight 라는 제목의 영상을 게재했다. 영상 내용에서는 특별한 것을 찾기 어렵다. 작은 제트엔진 유인항공기가 첫 비행을 한 것에 불과해보인다. 그러나 그 설명글을 보면 이 비행이 상당히 의미있는 이정표가 될 수도 있음을 보여준다.

노스롭그루먼은 [Digital Pathfinder](https://cdn.northropgrumman.com/-/media/Project/Northrop-Grumman/ngc/what-we-do/air/using-the-digital-ecosystem-for-future-programs/Digital-Pathfinder-Datasheet.pdf?rev=d142bc667a2446d7aa179173b0c8c8d2&_gl=1*qygtm4*_gcl_au*MTUwOTA3MTI1My4xNzI1OTQ1NDY4*_ga*MTk0MzI5MTc3Ni4xNzI1OTQ1NDY4*_ga_7YV3CDX0R2*MTcyNTk0NTQ2OC4xLjEuMTcyNTk0NjUxMS42MC4wLjA.)라고 명명한 프로젝트에서 ‘Northrop Grumman's fully digital engineering ecosystem(디지털생태계)’을 시험했다고 밝혔다. 이 디지털생태계는 기업 간의 협업 뿐만 아니라 고객(사용자)과 정부와의 업무 관계도 모두 디지털 방식으로 구현한 생태계로 추측되며, Model 437을 개발하는 많은 과정이 이 안에서 이루어진 모양이다. Model 437은 이렇게 탄생한 항공기다. 노스롭그루먼社에서 쓴 내용을 인용한다.

Northrop Grumman's fully digital engineering ecosystem reduces engineering rework, accelerates schedule and saves costs for customers on future aircraft programs. Leveraging real-world experiences gained on programs including the B-21 Raider, we are evolving our fully collaborative digital ecosystem which connects the company, customers and supplier partners in the design, development and test on a variety of current and future efforts. (노스롭그루먼이 이번에 구축한 완전한 디지털 엔지니어링 생태계는 미래 항공기 프로젝트(program)에서 개발에 필요한 재작업량(rework)을 감소시켜, 일정을 단축하고, 이를 통해 고객이 부담해야 하는 비용을 절감시킬 수 있다. B-21 Raider과 같은 프로젝트에서 얻은 실제 경험을 활용하여 현재와 미래의 다양한 설계, 개발 및 시험 과정에서 기업, 고객 및 공급업체 파트너를 연결하는 완전한 협업 디지털 생태계를 발전시켰다.)

Key Findings

노스롭그루먼이 밝힌 Digital Pathfinder 프로젝트의 핵심을 정리하면 아래와 같다.

• (Cut Enginnering Rework) 항공기를 떠나서 개발을 여러번 해본 사람은 다 알 것이다. 개발 과정에서 가장 힘든 것이 바로 rework 또는 재설계다. 이 과정은 세분화된 각종 부품이나 장치, 장비들을 하나의 시스템으로 통합하는 과정에서 발생하는 문제점을 해결하기 위해서 반드시 수반된다. 노스롭그루먼은 이 모든 과정을 디지털생태계를 구성하여, 기존 방식으로 15~20%를 차지했던 이 업무를 1% 미만으로 줄였다고 한다. 사실 이 개념은 이미 오래전부터 디지털목업에서 다루어졌다. 특히 다쏘시스템은 CATIA Ditital Mockup을 이미 오래전부터 선보였다. 이 기술이 있기 전에는 도면화된 부품을 모두 실제 형태로 목업을 만들어 보고 이를 조립해보는 과정을 거쳤다. 하지만 디지털목업으로 인해서 모든 부품을 3차원 전자 도면화해서 가상 환경에서 실제 조립해보고, 제작성이나 작업성 등을 살펴볼 수 있게 되었다. 이 기술은 자동차 산업에도 큰 영향을 끼쳤다. 노스롭그루먼은 디지털목업을 넘어서 디지털생태계라고 부를 만큼 이 개념을 확장한 것으로 보인다. 아마도 운용개념이나 개발요구도를 기반으로 한 고객과의 접점까지도 적용한 것으로 추정되며, 실제 제작, 그리고 주로 문서로 이루어지던 인증 과정에도 적용한 것으로 추정된다.
• (Scalable Composite Robotic Additive Manufacturing (SCRAM)) 항공기에 복합재가 많이 사용되는 것은 많이 알려진 사실이다. 무게가 성능과 직결되는 비중이 항공기는 그 어떤 이동체보다 크기 때문이다. 노스롭그루먼에서 특허를 보유하고 있다는 SCRAM은 오토클레이브가 필요 없다고 한다. 따라서 제작 비용과 일정을 크게 단축된다고 노스롭그루먼은 설명한다. 오토클레이브는 쉽게 말해서 오븐과 같다. 높은 온도와 압력으로 복합재를 단단하게 굳히는 역할을 한다. 일반적으로 항공기에 들어가는 구조물은 크기 대문에 큰 오토클레이브를 사용해야 하고, 장비 자체도 비싸지만, 운용비도 비쌀 것이고, 제작된 것을 장비에 넣었다 빼는 것 자체도 모두 비용이다.
• (Plasma Arc Directed Energy Deposition (PA-DED)) PA-DED 방식으로 만들어진 티타늄 구조 브래킷이 사용되었는데, 이 구조물은 날개 끝에서부터 나머지 날개 전체에 하중을 분산하는 역할을 하는 것으로 추정된다. 그리고 이 제조 방식으로 인해서 기존 방식에 비해서 30%의 비용과 일정을 절감했다고 노스롭그루먼은 밝혔다.

시사점

정말 미국다운 발상이다. 항공산업에 있어서 파편적인 최적화 관점으로는 이미 기술적으로 포화상태에 이르렀다고 판단했을 것이다. 그래서 디지털 기반의 생태계를 구축하는 것 자체를 시험해본 것 같다. 다양한 핵심 기술과 요소 기술을 보유하고 있고, 압도적인 항공기 개발 경험을 가진 미국만이 실천해볼 수 있는 일인 것 같아 내심 부럽다.

그리고 민수 시장에 비해서 빠른 시간 안에 다양한 항공기를 개발해야 하는 군수 시장에서 이런 시도를 해본 것 같다. 특히 Collaborative combat aircraft (CCA) 개발을 로드맵으로 제시하고 있는 미국 입장에서는 개발 및 제작 기간을 단축하고 단가를 낮추는 일이 매우 중요한데, 이 관점에서 이런 시도가 이루어진 것 같다.

참 대단하다. 단순히 무기체계 하나 개발하는 관점이 아니라, 미래 전장을 상상하고(Vision), 그때 필요한 전술을 생각하고(Mission), 이때 필요한 무기체계를 기획하고(Goal), 이를 위해서 필요한 전반적인 기술을 넘어서 생태계 자체를 계획(Task)한다. 그리고 이를 시험(Action item)해본다.

이 과정에서 현실적으로 한국이 잘 하기 힘든 두 가지 숙제를 남겨본다.

• 종합적인 사고가 가능한 시스템 부재, 총체적인 접근의 중요성 → 경험 부족과 합리적 의사결정 역량 부족
• 다시 제조가 중요해진 세상 → 산업 동향이 유행에 민감하게 바뀌어 기반 기술이나 Lost Technology가 많은 현실

Model 437 First Flight