테슬라 언박스드 프로세스와 현대자동차 조립방식의 비교분석

1. 테슬라 언 박스드 프로세스 발표 영상

우선은 영상을 보자 테슬라에서 발표했던 언 박스드 프로세스를 소개한 영상으로 아래 유튜브 영상에서 발췌한 내용이다.

 

 2. 언 박스드 프로세스전에 조립방식

 

  사실 이언박스드 프로세스가 왜 굉장한지 이해하려면 포드와 도요타에서 이어져 오는 자동차 생산 방식에 계보에 대해서 알아야 하는데 포드가 컨베이어 벨트를 도입하여 기본적인 효율성과 생산성을 끌어올렸다면 도요타는 차량의 골격에 해당하는 바디를 먼저완성시키고 그 이후 차체부품을 조립하는 방식의 프로세스를 현제 세계에서 가장 완성 높고 효율 높은 공정기술을 가지고 있다고 평가받는다.

 

 하지만 테슬라는 이기술이 들어간 공정으로 재료가 들어가서 완성하는 데까지 10시간 정도 여타 기업들이 대략 한대를 제작하는데 30시간 정도 들어가는 것과 비교한다면 말도 안 되는 효율성을 이룩했다고 자체발표를 했다.

 

그렇다면 지금 이러한 최고효율 생산방식을 도입하고 발표하는 이유는 뭘까? 이전글에서 다었던 개념 중 전기차의 판매속도가 낮아지고 있고 슬슬 1차 한계점에 도달했고 에 대한 원인으로 가격적인 문제를 이야기한 적이 있다. 테슬라에 따르면 25000달러 이하의 시장을 타깃으로 하는 시장을 타깃으로 하였다는 발표는 캐즘을 뛰어넘으려는 시도 같다라고 개인적으로 필자는 평가한다.

 

 

 3. 프레임 구조와 모노코그 구조

우선 언 박스드 프로세스에 대해 이야기하기 전에 기존 전통적인 자동차 제작 방식에 대해 이야기해 보자 

 

1. 프레임방식

 

프레임방식

 

 이전글에서 전기차 플랫폼에에 대하여 다룬글이 있을 것이다 마차의 조립방식에서 영감을 받아와 조립한 이 방식은

 직관적으로 접근해 보면 사다리꼴프레임을 기반으로 하여 upper body를 조립하고 파워트레인 현가장치 제동장치를 추가하여 조립하는 방식을 프레임방식이라 칭하는데 대다수의 트럭이나 모하비 렉스턴이 차용하는 구조로 생각보다 많은 곳에서 쓰이고 있다.

 

2. 모노코크 구조

 

 사실 전자의 경우 현제 사용되는 방식의 이전방식이고 현제의 대세로 사용하고 있는 방식이다. 이러한 방식으로 자동차를 만들면 바디전체로 충격이 분산되어 충격흡수력이 매우 높고 안정성도 높아지며 경량화까지 가능하다는 장점이 있다.

공장에서 로봇을 통해 제작하는 방식으로 확실히 안전한 전통적인 방식이라 이하면 될 것이다.

 

전통적인 방식에 대해 이해했다면 테슬라는 어떤 방식을 차용하는가에 대해 한번 이야기해 보자

 

 4. 전통 전인 조립방식과 현대자동차의 전기차 조립방식

 

 언 박스드 프로세스에 대해 말하기 앞서 기존 전통적인 차량과는 조금 다른 방식으로 조립한다는 사실을 먼저 알고 가자,

전통적인 방식인 프레스 용접 도장 최종조립방식은 생산라인이 길어지고 공정자체가 복잡해진다는 크나큰 단점을 가지고 있었다. 물론 그만큼 튼튼하고 안전한 차량을 만들기 위한 필수적인 요소라고 이야기를 하는 사람들도 있지만 이는 사람마다 관점이 다른 것이니까. 우선 이문제는 글후반부에 다루기로 하고 좀 더 이야기를 진행해 보자

 

이러한 전통적인 방식에서

프레스 공정은 다수의 강판을 성형하고  용접에서는 각강판을 차량의 형태로 가조립을 한다. 

물론 중간에 스탬핑공정이나 추가 공정이 존재하지만 그에 대해서는 기회가 있을 때 다뤄 보기로 하고

 

그 이후 Spot 용접으로 접합하여 BIW(Body In White)라는 도색 전 상태를 완성시킨다.

그리고 도장공정에서 색상을 입혀 최종조립라인으로 옮겨지며 그 과정에서 도어화 후드를 탈거하고 

 

최종 조립공정으로 가 다른 라인에서 조립된 전기차의 경우 PE시스템 혹은 내연기관 자동차의 경우 파워트레인을 내부에 설치하는 방식이다.

이공정에서 전기차의 경우 차체와 플랫폼을 결합하는 공정을 하고 다른 내연기관 차 같은 경우 내장부품 파워트레인 현가장치 제동장치등을 탑재하여 조립하는 방식을 사용한다 정도만을 알면 이뒤의 내용을 이해하기엔 문제가 없을 것이다.

 

이러한 방식을 사용하기 때문에 현대차기준으로 스케이트 보드 플랫폼을 사용하고 있고 플랫폼에 대한 이해는 아래글을 참조해 주기를 바란다.

 

전기차 전용 플랫폼[각회사별 플랫폼 종류와 CTB와 스케이트보드 플랫폼의 차이]

5. 테슬라의 언 박스드 프로세스

 

테슬라의 언박스드 프로세스는 전통적인 저런 방식과는 다르게 6개의 부품으로 나누어 기가프레스로 찍어낸 부품을 조립하는 방식을 시도한 것으로 발표했다.

 

 이러한 방식을 차용하고 있으니 기존 스케이트 보트 플랫폼이 아닌 다른 CTB방식을 사용했다는 점이 정말 흥미로운 점이며 아래쪽에 배터리를 넣는 방식이 훨씬 더 효율적일 거라 판단했다는 것도 무리는 아니다.

 

이러한 조립방식의 핵심은 기존라인에서 조립하던 전기차와 전혀 다르게 아래처럼 6개의 공간에서 접촉한다는 것으로 작업효율을 극한까지 끌어올렸다 필자는 평가한다.

 

테슬라 동영상 캡쳐

6. 테슬라의 언 박스드 프로세스 문제는 없는가?

사실 기존 전기차 회사들도 바보는 아닌 게 이러한 공정방식을 떠올리는 건 어렵지 않을 것이라 필자는 생각한다. 하지만 실제로 강성을 유지하는 것이 가능한가는 별개의 문제로 당장 조립했을 때의 안정성에는 문제가 없을 수 있다 하지만 실사용이 오래된다면 비틀림이나 각종 문제들에서 안전한가는 한번 고민해봐야 한다 기존의 방식인 모노코크 방식 또한 10년 이상 지나면 강성이 떨어져 바디가 뒤틀어지고 강성열화라는 문제가 발생한다.

 심지어 차량의 경우 후륜구동을 하게 되었을 때 프런트부위와 리어부위에 질량배분이 다르고 주행 중에 원심력에도 차이가 발생하면서 비틀림 현상이 나타날 수 있다 전통적인 바디들은 통짜로 찍어내기에 큰 문제가 발생하지 않지만 언 박스드 프로세스는 강성저하 리스카 높아진다. 그만큼 바디에 생기는 비틀림도 높아질 수 있다. 그렇게 된다면 몇 년 내로 차량의 성능이 떨어질 수 있다는 게 전문가들의 의견이다.

 

하지만 강성의 과제를 해결하고 난다면 실상 현제의 생산고정대비 대략 50%의 가격을 조립을 할 수 있는 것도 꽤나  흥미로운 미래과제가 될 것이라 생각한다.

 

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