“가상 목업을 통해 제품 품질 상승, 개발 비용 단축, 개발 시간 단축이라는 세 가지 핵심 효과를 얻을 수 있습니다.”
박진수 현대로템 연구원은 29일 서울 강남구 코엑스에서 열린 ‘2025 다쏘시스템 3D익스피리언스 컨퍼런스 코리아’에서 철도차량 개발에 다쏘시스템의 카티아(CATIA)를 활용, 가상현실(VR) 기술을 도입한 혁신 사례를 소개했다. 그는 이번 행사에서 ‘CATIA 가상 목업을 활용한 철도차량 디자인 품평 및 원격 협업 사례’를 주제로 발표하며 실제 LA 지하철 프로젝트에서 얻은 성과를 소개했다.
현대로템은 2024년 LA 메트로 182량 공급 수주에 성공하면서 2028년 LA 올림픽을 목표로 한 대규모 프로젝트를 진행 중이다. 이 프로젝트에서 현대로템은 처음으로 CATIA의 가상 목업(VMU) 기술과 실물 목업을 동시 병행하여 품평을 진행했다.
기존 철도차량 개발 과정에서는 시행청(고객사)과 함께 각 설계 단계별로 검증과 승인을 받기 위해 1대 1 크기의 실물 목업을 제작해야 했다. 이 과정에서 개발 단계의 설계 데이터 변경이 발생하면 목업을 재제작하거나 품평회에서 최신 데이터를 반영하지 못하는 문제가 반복됐다. 그는 “개발 단계에서는 데이터가 수시로 변하고 설계도 계속 바뀌기 때문에 목업 제작이나 품평회 단계에서 데이터 변경이 발생하면 비용적, 시간적 문제가 발생한다”며 기존 방식의 한계를 설명했다.
이 문제를 CATIA VMU가 해결했다고 밝혔다. CATIA VMU는 기존 디지털 목업에 재질, 텍스처, 광원값 등의 렌더링 데이터를 추가해 더욱 사실적인 가상환경에서 제품을 검증할 수 있는 기술이다. VR 헤드셋을 통해 실제처럼 체험하며 실시간으로 최신 설계 데이터를 반영한 품평이 가능해 추가 작업이나 재작업 없이 개발 시간을 대폭 단축할 수 있다는 것이 핵심 장점이다. 그는 “CATIA VMU를 활용하면 실시간 최신 설계 데이터를 기반으로 한 품평이 가능하다”면서 “전체 개발 프로세스에서 실시간 검증이 가능해 추가 작업이나 재작업 없이 작업자의 불필요한 시간을 대폭 줄일 수 있다”고 말했다.
현대로템의 VR 기반 검증 시스템은 크게 3단계로 구성된다. 먼저 기존 3D 설계 데이터에 재질, 텍스처, 광원값 등의 정보를 추가해 고품질 렌더링 모델을 생성한다. 이때 철도차량의 대용량 데이터 특성을 고려해 히스토리 제거와 불필요한 데이터 경량화 작업이 필수적이다. 그 다음엔 제품 검증 시나리오를 정의한다. 철도차량의 경우 단순한 디자인 검토를 넘어 승객과 운전자를 위한 휴먼 인터페이스 검증이 핵심이다. 승객용 공간에서는 의자 높이, 핸드 스트랩 높이, 휠체어나 자전거 이용객을 위한 공간 배치, 장애인 화장실 접근성 등을 검토한다. 운전자용 공간에서는 운전석에 앉았을 때의 시야각, 각종 버튼의 인체공학적 배치, 빛 반사로 인한 시야 방해 여부 등을 세밀하게 검증한다. 특히 키 작은 사람부터 큰 사람까지 5%에서 95% 범위의 다양한 체형 조건을 가진 운전자가 모두 무리 없이 작업할 수 있는지 확인한다.
마지막 단계에서는 VR 헤드셋을 착용한 검토자가 실시간으로 철도차량 내부를 체험하며 직관적인 피드백을 제공한다. VR을 착용한 1인칭 시점의 검토자와 함께 3인칭 시점에서 화면을 보는 다른 참석자들이 동시에 문제점을 발견하고 개선사항을 논의할 수 있다.
LA 지하철 프로젝트에서 현대로템은 2024년 말 중간 설계 단계에서 VMU를 통한 품평을 시행청에 제안했다. 처음 VR 기술을 접한 LA 메트로 측은 VR 장비를 활용한 검증 방식에 큰 호응을 보였다. 기존처럼 단순히 데이터나 사진으로 보는 것이 아니라 실제 탑승 환경에서 직접 체험하며 피드백을 줄 수 있어 반응이 좋았다는게 박 연구원의 설명이다.
그는 이 과정에서 VMU의 장점으로 CATIA 내에서 모든 작업이 완료된다는 점을 꼽았다. 별도의 소프트웨어나 데이터 변환 과정 없이 설계 데이터에서 바로 VR 검증이 가능해 업무 효율성이 크게 향상됐다고 설명했다.
현대로템은 향후 VMU 기술을 더욱 확대할 계획이다. 먼저 마스터 데이터를 기반으로 한 실시간 인터랙션 시스템을 구축해 제조, 영업 등 타 부서에서도 필요한 이미지나 자료를 활용할 수 있도록 할 예정이다. 또한 CATIA의 장점을 활용해 모바일 기기나 웹 브라우저에서도 VMU 콘텐츠에 접근할 수 있도록 해 비전문가도 쉽게 설계를 검토하고 피드백할 수 있는 환경을 만들어갈 계획이다.
그는 “궁극적으로는 입찰부터 양산까지 전 과정에서 VMU를 활용할 예정”이라며 “개발용 데이터뿐만 아니라 다양한 부서의 업무에 필요한 자료까지 제공하는 통합 프로세스를 구축하는 것이 목표”라고 밝혔다.