타이어 선도기업 '금호타이어'의 선택, 펜타호 기반 디지털 환경 구축

타이어 전문기업 금호타이어는 급변하는 모빌리티 산업의 변화에 적극적으로 대응하기 위해 IT 와 디지털 역량을 결집한 ‘타이어 디지털 트윈’ 환경을 구축 중이다. 그리고 디지털 환경을 성공적으로 구축할 최적의 솔루션으로 효성인포메이션시스템의 ‘펜타호’를 선택했다.

펜타호를 통해 빠른 설계와 정확한 성능 예측, 최적화가 가능한 디지털 트윈 시스템의 기반을 마련하면서 디지털 전환을 위한 가속페달을 밟고 있는 금호타이어의 사례를 살펴본다.

산업의 변화, 기회가 되다

빅데이터 및 디지털 전환이 모든 산업의 IT 트렌드로 자리 잡으면서 기업들은 업무 프로세스의 혁신과 신사업을 위한 성장 동력으로 ‘디지털 환경 구축’을 원하고 있다. 그중 자동차 산업은 자율주행과 전기차로 트렌드가 변화하고 있다. 특히 급부상하는 전기차는 모듈화 및 전자화가 심화하면서, 부품 개수가 적어지고 있고 경쟁 또한 치열하다.

전기차는 내연기관 자동차와 달리 엔진으로 인한 소음과 진동이 발생하지 않는다. 다만, 배터리로 인해 자동차의 무게가 증가하고 모터의 토크(Torque, 회전력)가 높아지기 때문에, 안정적 주행을 위한 고성능의 타이어가 필수 불가결한 요소다.

새로운 트렌드로 인해 전통적인 타이어 개발 방법으로는 더 이상 완성차 제조기업의 요구사항을 만족시킬 수 없다. 고성능의 안정적인 타이어를 빠르게 개발하고 생산해야 한다. 즉, 새롭고 혁신적인 개발 프로세스와 가상환경에서 설계된 성능 예측을 위한 디지털 전환이 필요한 시점이다.

새로운 기술과 솔루션으로 고객에게 안전과 편리한 이동을 제공한다는 목표 아래 ‘스마트 모빌리티 파트너’를 꿈꾸는 금호타이어 역시 디지털 전환은 급선무였다.

이에 금호타이어는 타이어의 디지털 트윈 환경을 구축하기 위해 시험 데이터를 기반으로 타이어 성능을 예측하기 위한 기반 시스템을 구축했다. ‘디지털 트윈’은 현실 속 제품 개발 프로세스를 디지털 공간에서 그대로 구현하고, 제품 개발 기간 단축과 개발 효율을 극대화하는 것이다.

신제품 개발을 위한 탁월한 선택, 펜타호

금호타이어가 디지털 트윈 환경 구현에서 가장 중점을 둔 부분은 데이터의 정합성에 대한 확신이었다. 시험 데이터를 이용한 성능 예측 모델을 개발하기 위해, 설계 데이터와 시험 결과 데이터를 매칭하여 하나의 DB로 통합하고, 이를 학습하기 위한 데이터로 변환하는 과정이 매우 중요했다.

데이터 수집부터 정리, 학습, 배포 등 모든 프로세스의 자동화와 예측 정확도를 높이기 위한 데이터 분석 역시 필요했다. 마지막으로 사용자들이 쉽게 사용할 수 있도록 UI를 개발하는 것에도 중점을 두었다.

금호타이어는 오랜 경험으로 축적한 방대한 데이터를 효성인포메이션시스템의 빅데이터 분석 플랫폼인 ‘펜타호(Pentaho)’와 결합했다. 그리고 제품 개발 기간 단축, 비용 절감 등 개발 효율을 극대화하고 기술 경쟁력을 확보함은 물론, 미래지향적인 선진 개발 환경을 바탕으로 소비자 니즈를 반영한 기술 집약적인 제품 개발에 집중할 수 있게 되었다.

 

금호타이어의 펜타호 구축 모형

금호타이어가 효성인포메이션시스템과 공동 연구를 통해 개발한 시스템은 타이어 컴파운드 설계 중 고무 랩(Lab.) 특성을 예측하는 VCS(Virtual Compound Simulation)와 타이어 주행 성능을 예측하는 VTS(Virtual Tire Simulation)이다.

VCS 시스템은 기존에 축적된 시험 기반의 빅데이터를 AI(인공지능)로 학습하여 새로운 사양의 신규 컴파운드의 성능을 예측할 수 있게 해준다.

일반적으로 타이어용 컴파운드 개발은 원재료를 혼합하고 가류하는 과정을 통해 타이어 요구 특성(에너지 손실, 마찰력, 마모 등)을 만족하는 타이어용 고무를 일일이 개발해야 한다. 개발 기간이 길고 비용이 높아지는 이유다. 하지만 VCS 시스템을 적용하면 시뮬레이션을 기반으로 시험 횟수를 대폭 줄일 수 있어 타이어용 컴파운드 개발 기간을 약 50% 정도로 단축할 수 있다.

타이어는 회전 저항, 제동, 마모, 승차감, 소음 진동 등의 주행 성능을 만족시키기 위해 제품 컴파운드, 패턴, 구조, 형상 등의 설계 인자들을 최적으로 디자인하는 기술이 매우 중요하다. VTS 시스템은 타이어 설계 인자와 시험 결과 기반의 빅데이터를 머신러닝 알고리즘을 통해 타이어 성능을 예측하는 모델로, 이 역시 기존 개발 기간을 최대 50%까지 단축할 것으로 예상한다.

금호타이어가 여러 빅데이터 플랫폼 중에서 펜타호를 선택한 이유는 명료했다. 우선 범용성과 확장성이 높고, 데이터 수집부터 정리, 학습, 배포 등의 전체 프로세스를 쉽게 자동화할 수 있다는 점이다. 또한 배포 시 펜타호에 통합된 Rest API를 연계하여 사용자가 UI를 통해 쉽게 성능을 예측할 수 있다는 점도 작용했다. 뿐만 아니라 이전에는 수동 데이터 수집과 정리 작업에 많은 시간이 소요되었지만, 펜타호를 통해 전체 프로세스를 자동화함으로써 예측 모델의 재학습이 스케줄링으로 신속하게 가능할 것으로 기대된다.

편리한 사용자 기반 솔루션

금호타이어는 펜타호의 기능과 사용자 편의성에 매우 만족했다. 먼저, 운영 서버에서 실행하는 펜타호 서버 이외에 로컬 PC에 스푼(Spoon) 툴을 설치하여 라이선스에 상관없이 데이터를 분석해 볼 수 있다. 오픈소스 및 자체 학습 알고리즘을 쉽게 사용할 수 있고, 프로그래밍이 아닌 드래그 앤 드롭 방식의 UI를 통해 프로세스를 자동화해 초보자가 사용하기에도 매우 편리했다.

분석 프로젝트는 한번 생성된 데이터를 계속, 동일하게 활용할 수 없다. 늘 새로운 요구사항이 생기고 데이터가 끊임없이 생성되기 때문이다. 따라서 재학습을 통해 분석 성능을 높이는 과정이 필수적이다. 금호타이어는 펜타호 덕분에 아직 충분히 축적하지 못한 분야의 데이터도 자동으로 꾸준히 수집하여 재학습할 수 있게 된 점에 대해 만족하고 있다.

디지털 전환 가속화, 지금부터 시작

타이어에 대한 높은 요구 성능과 짧은 개발 기간을 맞추기 위해 디지털 트윈 환경 구축에 돌입한 금호타이어. 펜타호를 통해 빠른 설계와 정확한 성능 예측, 최적화가 가능한 디지털 트윈 시스템의 기반을 구축하면서 디지털 전환을 위한 가속페달을 밟을 수 있었다.

앞으로 금호타이어는 연구소에서 시행하는 성능 예측뿐만 아니라, 제조 데이터를 이용한 고장 예측 및 설비의 세팅 최적화를 통한 공정성 향상 등 다양한 분야에 펜타호를 활용함으로써 전사적으로 디지털 전환 환경의 구축 속도를 높인다는 계획이다.

디지털 환경 구축을 통해 선도적인 타이어 전문기업으로 우뚝 설 금호타이어의 내일이 더욱 기대된다.

“펜타호를 기반으로 미래지향적인 선진 개발 환경을
구축함으로써 소비자 니즈를 반영한 기술 집약적인
제품 개발에 집중할 수 있게 되었습니다.”

금호타이어연구소 디지털혁신파트