계속되는 코로나19 팬데믹 상황에서 우리는 사회적, 산업적 관점 모두에서 놀라운 발전을 이뤘다. 그 중에서도 항공우주 및 국방(A&D)산업이 유난히 큰 타격을 입었지만, 우리는 더 강하고, 더 향상되고, 더 빠르게 재기할 것이다.

좋은 소식은 혁신이 많이 일어나고 있다는 것이다. 예를 들어, 전기 추진은 새로운 에너지 대안으로 빠르게 부상하고 있다. 유지보수가 더 안전하고 쉬울 뿐만 아니라 친환경 에너지 솔루션이기 때문이다. 전기 추진은 더 깨끗한 지구에 대한 희망을 준다. 전기 수직 이착륙(eVTOL)이나 항공 택시, 상용 항공기, 그 무엇이 됐든지 전기 추진 장치가 곧 등장할 것이다.

초음속 항공기의 부활을 알고 있는가? 한 OEM사가 소닉붐(Sonic boom)을 다루는 방법을 알아냈다고 한다. 또한 스페이스X가 우주여행을 위해 하고 있는 모든 훌륭한 일들은 어떠한가? 우주는 더 이상 대기업과 정부만의 영역이 아니다. 갑자기 우주는 더 작고, 더 똑똑하고, 더 민첩한 기업들의 개척지가 됐다.
이러한 모든 혁신과 함께, 기업은 프로그램 위험과 비용을 줄이는 동시에 제품을 더 빨리 출시할 수 있는 새로운 방법을 찾아야 한다. 수십 년 동안 사용된 전통적인 폭포수(Waterfall) 방법론을 생각해 보면, 10년 또는 15년의 제품 개발 주기가 현재 환경에 더 이상 적용되지 않는 것이 분명하다.

새로운 프로세스가 필요하다. 오늘날의 기술과 약속을 활용하는 것이다. 현재에는 모든 것이 아주 짧은 시간 안에 제대로 이뤄져야 한다. 예를 들어 새롭게 부상하는 eVTOL 부문을 보면, 말 그대로 수백 개의 스타트업이 같은 공간에서 치열하게 경쟁하고 있다. 모두가 1등을 하고 싶어한다.

조직에 애자일 제품 개발 도입

어떻게 하면 업계가 발 빠르게 움직이면서 혁신과 복잡성을 수용할 수 있을까? 정답은 애자일(Agile) 제품 개발이다. 과거에는 많은 사람들에게 ‘민첩함’이 혼돈의 완곡한 표현이었을지 모르지만, 더 이상 사실이 아니다. 오늘날의 애자일 제품 개발은 제품 수명주기 관리(PLM)에 대한 현대적인 접근법을 뜻하며, 다양한 설계, 테스트 및 제조 이점과 함께 매우 잘 계획되고 실행되는 프로세스와 프로그램을 제공한다.

다음과 같은 고려 사항이 있다.
•전체 설계가 완료되기 전에 제품을 제작하고 테스트하여 실제로 제품에 대해 알아볼 수 있다면?
•통합이 단순히 공급업체 주변의 인터페이스 관리뿐 아니라 보다 효율적으로 기술적 리스크를 관리할 수 있다면?
•팀들과 파트너 간에 존재하는 사일로(Silo)를 제거하여 모두가 진정으로 협업하고 혁신을 가속화할 수 있다면?

레거시 애자일 소프트웨어 개발은 오래전부터 있었지만, 업계는 애자일 제품 개발에 완전히 다른 방식으로 접근할 필요가 있다. 사람, 도구, 프로세스를 넘어 모든 것을 하나로 묶는 디지털 백본이 중요하다. 진정한 애자일 제품 개발은 시뮬레이션 모델, 3D CAD 및 적층 제조 등을 위한 포괄적인 디지털 트윈을 기반으로 한다(그림 1). 애자일은 제품 및 제조에 대한 테스트, 확인 및 검증을 전체 제품 개발 프로세스로 구축하는 지속적이고 반복적인 방식이다. 디지털 트윈을 활용해 사용자는 제품 개발의 모든 단계에서 모든 유형의 소프트웨어와 기능에 액세스할 수 있다. 애자일은 프로그램을 스프린트로 세분화해 각 스프린트 내에서 미리 결정된 각 ‘스프린트’의 목표가 달성될 때까지 테스트, 확인 및 검증한다.

스프린트 구축 및 통합

스프린트는 프로그램을 관리 가능한 조각으로 나누어 팀이 다음 단계로 넘어가기 전에 프로그램의 한 측면을 완료하는 데 집중할 수 있도록 한다. 일반적으로 첫 번째 스프린트는 프로그램과 다음 스프린트의 토대를 마련한다. 이러한 스프린트는 제품에 따라 여러 가지 형태를 취할 수 있다.

새로운 항공기의 경우 날개 스프린트, 꼬리 스프린트, 조종석 스프린트 등이 있을 수 있다. 작고 민첩한 팀의 경우에 프로젝트를 관리 가능한 부분으로 나누고, 각 섹션에 집중해 완성도를 높이는 것이 더 빠르다. 예를 들어 e VTOL 스타트업이라면, 초기 스프린트의 주요 관심사 중 하나는 ‘항공기가 확실히 날 수 있도록 하는 것’이다.

각 연속 스프린트는 더 많은 기능을 추가하고, 다른 레벨 또는 새로운 유형의 테스트를 도입할 수도 있다. 스프린트의 가장 좋은 점은 팀이 프로그램의 장기 목표에 부합하는 단기 목표에 집중할 수 있다는 것이다. eVTOL의 예로 돌아가 보면, 중간 단계의 스프린트에서는 아마도 구조적 무결성, 공기역학 및 추진력을 설계하고, 완성하는 방안을 모색할 것이다. 각 스프린트를 통해 시뮬레이션 중심 설계를 더 많이 수행한다.

다음으로 eVTOL 회사는 풍동 속에서 비행하던 것은 어떻게 구현할까? 하지만 잠깐, 이러한 모든 시험을 마친 후 회사에 2인승에서 5인승 항공기로 전환을 요청하는 자금이 막판에 들어온다면 어떻게 될까? 이전 스프린트 위에서 작업할 수 있기 때문에 필요한 변경을 하기가 쉽다.

한 단계 더 나아가 인증도 어려운 과제다. 오늘날 기업들은 제품 인증과 관련해 증가하는 복잡성과 씨름해야 할 뿐 아니라 연방, 주 및 지역 규정도 모두 충족해야 한다. 가상 제품 검증과 제조를 모두 포함하는 능동 피드백 루프가 포함된 스프린트는 이 단계에서 매우 중요한 도구가 될 수 있다. 디지털 스레드의 일부가 된다는 것은 인증 담당 팀이 모든 종류의 데이터를 사용할 수 있다는 것을 의미하며, 프로세스를 가속화할 수 있는 완벽한 추적 기능이 제공된다.

마지막으로 제조업이 있다. 기업은 시제품에서 제조로 어떻게 전환할까? 디지털 혁신의 힘은 생산율을 높여야 할 때 팀이 얼마나 더 빠르게 진행할 수 있는지 확실히 확인할 수 있다. 예를 들어 비행기 제조의 경우, 단지 첫 비행기를 출고하는 것이 아니라 한 달에 10대, 20대, 50대를 만들 수 있다. 가상 툴과 생산 디지털 트윈을 사용하여 팀은 스프린트를 통해 제조 프로세스를 확실하게 이해할 수 있다. 가상 시운전이라고도 불리는 이 기능은 시뮬레이션을 사용해 공장이 필요한 모든 요구사항을 충족하는지 검증한다.

필자의 경험에 비추어 볼 때, 스프린트는 프로세스에서 위험을 제거하고, A&D 기업들이 훨씬 더 유연한 방법으로 목표를 달성할 수 있게 해준다고 할 수 있다(그림 2).

애자일은 프로세스에 전자, 기계, 시뮬레이션 및 소프트웨어 등의 분야를 통합할 수 있음을 의미

결국 스프린트는 새로운 수준의 다중 도메인 최적화가 추가된 제너레이티브 디자인의 요소를 제공할 수 있다. 여기서 모델 기반 시스템 엔지니어링(MBSE) 스레드가 중요한 역할을 한다. 복합 설계 및 제조 프로세스에서 큰 비중을 차지한다. 또한 MBSE는 통합된 전기 및 기계 시스템 설계를 프로세스에 도입할 수 있다. 오늘날 전기 시스템은 많은 A&D 프로그램에 필수적이다. MBSE를 통해 통합된 전기 및 기계 시스템을 함께 사용하면 전체 설계 프로세스를 가속화하고, 전자 시스템을 와이어링 하니스와 소프트웨어 설계로 더 빠르게 전환할 수 있다.

애자일이 귀사의 미래인가?

애자일 제품 개발의 가장 큰 이점 중 하나는 기업이 제품의 완성도를 더 빠르게 높일 수 있다는 것이다. 또 원하는 제품에서 더 많은 기능을 얻을 수 있다. 우리는 이미 고객 사례에서 이를 확인할 수 있었다. 고객들은 가상 시뮬레이션 및 테스트에 연결된 설계 툴을 사용하여 일정을 상당히 단축했다. 디자인, 엔지니어링 및 제조 도구를 가져와 종합적인 디지털 트윈으로 결합함으로써 전체 설계 프로세스를 가속화하고 최적화하여 상당한 비용 절감 효과도 얻을 수 있다.

스프린트를 통해 팀은 실행과 의사결정의 민첩성을 높일 수 있다. 또한 더 많은 사람들이 추적성과 연결성을 제공하는 디지털 스레드를 공유하기 때문에 더 나은 정보를 기반으로 더 나은 결정을 내릴 수 있다.

결과적으로, 당사의 고객들은 애자일 제품 개발을 통해 개발 시간을 단축했다. 일부 고객은 이미 개발 시간 50% 단축을 달성했고, 그 과정에서 품질을 향상시켰다. 실제로 일부 고객은 디자인과 제조 공정에서 90%에 가까운 1차 통과 수율을 보이고 있다. 이들 기업은 제조 단계에서의 재작업이 적다. 이렇게 애자일 제품 설계는 디자인뿐만 아니라 제조 단계에서도 상당한 이점을 가져다준다.

결론적으로, 애자일 제품 개발은 전체 제품 수명주기에 걸쳐 팀이 더 적은 위험으로 더 빠르게 진행할 수 있도록 돕지만, 애자일 제품 개발의 진정한 가치는 바로 구축 능력과 유연성을 높이는 데 있다.