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Nikkei X-TECH_2023.3.13

테슬라가 공개한 차세대 EV 카드
테슬라, 제조 쇄신으로 EV 비용 반감
새로운 플랫폼이 '도요타 뛰어넘기'의 시금석

결국 저가의 신형 전기자동차(EV) 발표는 없었다. 미국 남부 텍사스주 오스틴의 행사장에 몰려든 투자자들은 어깨를 떨구었고, 온라인 중계를 지켜본 사람들은 한숨을 내쉬었다.

‘기대 밖’이라는 낙인이 찍힌 것은 미국의 테슬라다. 테슬라는 2023년 3월 1일에 투자자를 위한 설명회 ‘2023 Investor Day’를 개최했다. 30년까지 연간 2,000만대의 전기자동차(EV)를 생산한다는 거창한 계획을 달성하기 위한, 저가의 차세대 EV 발표를 모두가 기다리고 있었다.

3시간에 걸친 설명회에서는 베일에 싸인 차세대 EV의 일러스트를 보여주는 데 그쳤다. 여러 모델을 준비하고 있다는 것은 알게 되었다. 설명 종료 후에 질의응답이 30분가량 이어졌지만 구체적인 이미지는 보이지 않았다. 테슬라의 일론 머스크 CEO는 “정식 제품 이벤트는 앞으로 개최할 계획이다”라고 말하며 명확한 답변은 피했다.

2030년까지 연간 2,000만 대의 EV를 생산하기 위해서는 저가의 EV 투입은 필수다. ‘1,000만 대 클럽’의 도요타자동차나 독일 폭스바겐을 뛰어넘기 위한 필수 조건이다. 테슬라가 내세우는 미션인 '세계의 지속 가능 에너지로의 시프트를 가속하는 것’을 달성하는 데도 차세대 EV가 중요한 역할을 담당하는 것은 물론이다.

3시간 반이나 이어진 설명회는 개운치 않은 뒷맛으로 끝났다. 그럼에도 발표 내용을 냉정하게 살펴보면 테슬라의 혁신을 예감케 하기에는 충분한 내용이었다.

테슬라는 차세대 EV에서 전용 플랫폼(PF)과 파워트레인, 전기/전자(E/E) 아키텍처를 쇄신한다. 뿐만 아니라 충전망이나 서플라이 체인, 차량과 배터리의 제조 거점을 진화시킨다. EV를 충전하는 재생 가능 에너지 보급을 위한 정치용 축전지 대응도 가속시킬 계획이다.

-- '가장 중대한 구조 변화'는 차세대 EV에서 실현 --
‘Unboxed Process’. 이는 테슬라가 준비하는 차세대 EV 전용 PF의 가장 중요한 키워드다. 차량의 조립 공정을 근본부터 재검토함으로써 제조 비용을 반감할 수 있다고 한다. 머스크 씨는 “지금까지도 미세한 개량을 수없이 거듭해 왔다. 하지만 가장 중대한 구조적인 변화는 장래의 EV에서 실현한다”라며 차세대 PF에 자신감을 내비쳤다.

테슬라의 차량 엔지니어링 부사장인 라스 모래비(Lars Moravy) 씨는 “헨리 포드 씨가 (벨트 컨베이어 생산라인을 사용하는) 차량의 조립 방법을 발명한 지 약 100년이 지났지만 여기에 변화를 일으키는 것은 정말 어려운 일이다. 그럼에도 생산 방법을 다시 한번 재고해야 한다”라고 강조했다.

테슬라는 바디 골격이라는 큰 '상자'에 부품을 차례로 장착해 나가는 프로세스에서 쇄신의 여지를 찾았다. 'T형 포드'의 대량생산을 가능케 한 개념으로, 많은 자동차 업체들이 현재도 계속 채택하고 있다. 테슬라도 예외는 아니다.

‘모델3’나 ‘모델Y’와 같은 테슬라의 양산차를 예로, 현행 생산 프로세스를 정리해 두자. 우선 강판 프레스 가공과 알루미늄(Al) 합금 주조 등을 통해 준비한 골격 부품을 조합해 화이트 바디를 만든다. 여기에 문을 붙이고 도장한다. 그 후, 도어를 일단 분리해서 부품 장착 작업을 하기 쉽도록 ‘상자’ 상태로 만든다.

‘상자’가 준비되면 내장 부품을 싣는다. 그 후, 차체를 들어 하부부터 배터리나 구동용 모터와 같은 전동 파워트레인을 조립한다. 다시 차체를 내리고 시트를 장착한다. 윈도우의 유리를 끼우고, 문을 다시 붙이면 완성이다.

모래비 부사장은 이 프로세스에서 보이는 몇몇 과제를 시사했다. (1) 계기판(Instrument Panel)이나 시트와 같은 대형 내장 부품을, 도어를 떼어낸 좁은 개구부를 통해 넣어야 한다는 것, (2) 도어를 붙이거나 분리하는 수고가 발생하는 것, (3) 차체를 올렸다 내렸다 해야 한다는 것 등이다. 모두 택타임(Tact Time)에 영향을 미친다.

‘상자’에 담는다는 대전제로 인해 발생하는 더 큰 과제가 있다. 바로 생산라인 전체가 연결되어 있다는 것이다. 어딘가의 조립 공정에서 오류가 발생하면 생산라인 전체가 멈춘다. 테슬라가 모델3에서 ‘생산 지옥에 떨어진’ 원인의 일단도 여기에 있었다.

-- 멕시코의 새 공장에서 도입 --
Unboxed Process는 차량 생산 프로세스에서 발생하는 이러한 과제를 해결하는 것을 목표로 한다. 이름 그대로 ‘상자’는 준비하지 않는다. 차량을 크게 6개 블록으로 나눠 개별적으로 만들고, 이들을 최종 단계에서 한꺼번에 조합해 완성한다. 구체적으로는 '차량 앞부분' '차량 뒷부분' '차량 바닥' '도어와 프론트 후드' '차량 우측 어퍼 바디' '차량 좌측 어퍼 바디'를 각각 서브라인에서 생산한다.

예를 들어 차량 앞부분은 계기판과 스티어링 부품, 전륜 타이어 등으로 구성한다. 기존 프로세스에서는 계기판을 도어의 개구부를 통해 차량 내부로 신중하게 넣어야 했기 때문에 사람도 로봇도 ‘어색한 움직임’을 보였다. 새로운 프로세스에서는 이 제약이 없어지기 때문에 작업이 쉬워진다. 로봇의 움직임을 고속화하거나 그동안 사람이 맡아온 작업을 로봇이 대체할 수 있을 것이다.

앞자리 시트는 차량 바닥 블록에, 뒷자리 시트는 차량 뒤쪽 블록에 붙여 둔다. 블록마다 생산하기 때문에 더 많은 사람들이 동시에 작업할 수 있게 된다. 테슬라는 “작업자의 밀도는 44% 높아질 것”이라고 추산했다. 어딘가의 블록 서브라인에서 생산이 멈춰도 다른 블록은 계속 움직인다.

작업 효율뿐만 아니라 공간 효율도 높일 수 있다고 한다. 큰 ‘상자’가 이동하는 장대한 컨베이어 벨트를 없앨 수 있다. 도장은 화이트 바디 통째가 아니라 블록별로 실시한다. 이를 통해 공장 면적을 40% 이상 삭감할 수 있다고 한다.

테슬라는 Unboxed Process를 멕시코 북부 누에보레온주에 건설하는 새 공장부터 도입할 예정이다. 100년만의 제조 쇄신을 통해 EV 비용을 반감할 수 있을까? 멕시코에서 만들어지는 차세대 EV가 ‘도요타를 뛰어넘는’ 시금석이 될 것이다.

-- 끝 --

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