1. 서론 : 항공기 제조 혁신의
 난제와 자동화의 한계

항공기 제조 산업은 타 산업과 비교할 수 없을 만큼 정밀하고 복잡한 공정의 집합체이다. 인명의 안전과 직결되는 특성상 극도로 엄격한 공차와 품질 기준을 충족해야 하며, 거대하고 복잡한 부품들이 비정형적인 곡면 구조를 이루고 있어 자동화가 매우 까다롭다.

특히 최근의 항공기 제조 현장은 작업자와 로봇이 동일한 공간에서 협업해야 하는 비좁은 환경이 많아지고 있으며, 다품종 소량 생산 체제로의 변화는 기존의 고정된 자동화 방식으로는 대응하기 어려운 수준에 이르렀다. 이러한 문제를 해결하기 위해 제시된 핵심 솔루션이 바로 ‘로봇 가상 시운전(Robot Virtual Commissioning)’이다.

2. 로봇 가상 시운전
: 제조 현장의 게임 체인저

로봇 가상 시운전은 실제 장비나 설비를 구축하기 전, 컴퓨터 시뮬레이션 환경에서 제어 시스템(PLC, OLP 등)을 시험하고 검증하는 기술이다. 이는 단순히 눈으로 보는 시뮬레이션을 넘어, 실제 로봇 제어 로직(Logic)이 가상 환경에서 어떻게 작동하는지를 HIL(Hardware-in-the-Loop) 및 SIL(Software-in-the-Loop) 방식으로 검증함으로써, 물리적 오류를 사전에 완벽히 제거하는 것을 목표로 한다.

이미 글로벌 항공기 제조사 보잉(Boeing)은 737, 777X, 787 드림라이너 프로그램에 AI와 디지털 트윈이 통합된 가상 시운전을 적용했다. 보잉은 초도 품질을 75% 높였으며, T-7A 훈련기 프로그램의 경우 설계부터 첫 비행까지의 기간을 단 36개월로 단축하는 놀라운 성과를 거뒀다.

3. 국내 항공 산업의 현실과
국산화 솔루션 ‘Simvis’의 등장

국내 항공기 제조 현장(KAI 등)은 국산 자체 개발 장비의 특성상 전용 OLP(Off-line Programming) 소프트웨어가 부재하거나, 외산 솔루션의 높은 비용과 커스터마이징의 어려움으로 인해 디지털 트윈 구축에 제약을 겪고 있다. 외산 솔루션은 국내 특유의 제조 환경을 반영하기 어렵고, 기술 지원 속도가 느리며, 보안상의 제약이 크다는 단점이 있다.

이에 제이엔이웍스는 ETRI(한국전자통신연구원)와 함께 항공기 제조에 특화된 AI-디지털 트윈 기반 로봇 가상 시운전 솔루션인 ‘Simvis(심비스)’를 개발했다. Simvis는 엔비디아 옴니버스(NVIDIA Omni verse)와 아이작 심(Isaac Sim)을 코어 스택으로 활용하며, 국제 표준인 AAS(Asset Administration Shell) 기반의 제조 디지털 트윈 플랫폼을 구축하여 상호 운용성을 확보한다.

4. Simvis의 핵심 기술
: AI와 지식 그래프의 융합

Simvis가 기존 외산 솔루션과 차별화되는 지점은 고도화된 AI 기능의 통합이다.

첫째, VLM(Vision-Language Model) 기반의 모방 학습이다. 작업자의 숙련된 시연 영상을 분석하여 로봇이 작업을 스스로 학습하도록 함으로써, 복잡한 수작업 프로그래밍 없이도 비정형 작업을 자동화할 수 있다.

둘째, 지식 그래프(Knowledge Graph) 기반의 인과관계 추론이다. 제조 현장의 로그 데이터와 도메인 지식을 그래프 형태로 연결해, 충돌 위험이나 이상 상태 발생 시 그 원인을 추론하고 최적의 대응 전략을 추천한다. 이는 숙련자 의존도를 낮추고 제조 일관성을 확보하는 데 핵심적인 역할을 한다.

5. 단계별 사업화 전략 및 현장 실증 계획

본 솔루션의 개발과 확산은 3단계 액션 플랜(Action Plan)에 따라 진행된다.
•1단계(VC 기반 구축) : ROS2 기반 로봇 제어와 시뮬레이션 코어 스택을 구축하고, VLM을 통한 작업 분석 기능을 개발한다.
•2단계(AI 학습 및 실증) : KAI 등 실제 항공기 제조 셀을 디지털 트윈으로 구현하고, RLHF(Reinforcement Learning Human Feedback)를 통해 로봇 경로 정책을 미세 조정한다.
•3단계(SaaS 플랫폼 전환) : 클라우드 기반의 멀티 테넌트 SaaS 플랫폼을 구축하여 대형 항공사뿐만 아니라, 100여 개의 항공 부품 협력사들이 저렴한 비용으로 솔루션을 도입할 수 있도록 확산한다.

6. 결론 및 기대 효과
: 글로벌 경쟁력 확보의 길

국산화된 로봇 가상 시운전 솔루션의 도입은 국내 항공 제조 산업에 막대한 경제적 파급 효과를 가져올 것이다. 라이선스 비용과 유지보수 비용을 외산 대비 50% 이상 절감할 수 있으며, 개발 기간은 30% 이상 단축될 것으로 기대된다. 또한 7조 원 규모의 외산 가상 시운전 솔루션 대체 효과와 더불어, 기술 점유율 확대를 통한 자율 제조 생태계 구축이 가능하다.

항공기 제조 현장의 디지털 전환은 선택이 아닌 생존의 문제이다. AI와 디지털 트윈이 융합된 국산 가상 시운전 기술은 대한민국이 글로벌 항공우주 강국으로 도약하는 데 든든한 초석이 될 것이다.

jylee@jneworks.com