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실리콘밸리 스타일로 터빈을 제조한다

9E 플랫폼은 GE에서 가장 인기 있는 가스터빈 중 하나다. 패스트웍스 방법론으로 가스터빈을 재설계하여 개발 기간이 4년에서 3년으로 25% 단축되었다.

9E 플랫폼은 GE에서 가장 인기 있는 가스터빈 중 하나다. 패스트웍스 방법론으로 가스터빈을 재설계하여
개발 기간이 4년에서 3년으로 25% 단축되었다.


오늘날 많은 경영 전문가들이 ‘스타트업 문화(Startup Culture)’에 열광한다. 스타트업 문화는 비전, 에너지, 민첩함으로 대표된다. 아이디어를 내고, 신속하게 시제품을 만들고, 시장에 제품을 출시하는 모든 과정이 신속하게 이루어지는 문화가 기업들의 관심을 끄는 것이다.

이런 스타트업 정신이 거대 산업기업에서도 유효할까? GE는 ‘그렇다’고 생각한다. GE의 신속한 제품개발 이니셔티브인 패스트웍스(FastWorks)가 함께한다면 말이다. 실제로 GE파워의 엔지니어들은 주력 가스터빈의 성능 개선 작업에 패스트웍스를 활용해서 긍정적인 성과를 거두었다.

“과거에는 고객이 원할 것이라 판단되는 제품을 만든 후, 그 제품을 고객과 함께 체크하곤 했습니다. 하지만, 이번에는 달랐습니다. 우리는 제품을 만들기 훨씬 전부터 고객을 찾아갔습니다.” 발전 관련 기술을 개발하는 GE파워의 앤 탐(Ann Tam) 엔지니어링 플랫폼 매니저의 설명이다.

탐과 연구팀은 GE의 인기 가스터빈 중 하나인 9E 플랫폼을 업그레이드 하고자 했다. 11명으로 이뤄진 연구팀은 고객의 의견을 수렴했는데, 그 리스트에는 당연히 서로 상충되는 요청사항이 담겨 있었다. 터빈이 더 많은 전력을 생산하기를 바라는 고객도 있었고 연료의 효율성을 높이는 터빈을 원한 고객도 있었다. 일부 고객은 초기 터빈 모듈인 9E.03을 직접 교체할 수 있는 모델을 원하기도 했다. 다만, 현재의 높은 신뢰성 수준과 운용 유연성을 유지해달라는 것은 고객 모두의 공통된 니즈였으며, 새로운 터빈을 빠르게 만나고 싶다는 의견도 공통적이었다.

연구팀은 상충되는 요청 중 어느 하나를 선택하기 보다는, 패스트웍스 방법론을 적용하여 9EMax 플랫폼을 개발해서 고객들의 모든 요구사항을 충족시키기로 했다. 이 접근법이 적절히 적용될 경우, 평균 개발 프로세스가 평균 3년에서 1년 이상 단축될 것이다.


GE파워의 엔지니어들은 GE의 패스트웍스(Fastworks) 개발 프로세스를 통해 다양한 고객의 니즈를 한 번에 만족시키는 동시에 개발 기간을 1년 단축시켰다.

GE파워의 엔지니어들은 GE의 패스트웍스(Fastworks) 개발 프로세스를 통해
다양한 고객의 니즈를 한 번에 만족시키는 동시에 개발 기간을 1년 단축시켰다.


이것이 실현 불가능해 보인다면 다음을 감안해 보자. 300여 명의 개발팀은 전 세계에 흩어져 있었다. 터빈 엔지니어들이 미국과 폴란드에서 작업하는 동안 그들의 동료는 인도에서 구성(Configuration) 분석을 실행했으며, 기기의 부품은 프랑스에서 생산되었다.

연구팀은 프로세스의 시작과 동시에 큰 문제에 부딪혔다. 터빈은 가열된 가스의 에너지를 이용하는 ‘노즐과 버킷(Nozzles and Buckets)’ 시스템을 사용하고, 그 노즐과 버킷은 회전축을 따라 원형 팬처럼 단계적으로 배열되어 있다. 9E.03는 3단으로 이뤄져 있지만 9EMax가 가동되려면 한 단계가 더 필요했다. 그러나 4단으로 구성된 신규 모델은 이전 모델과 동일한 공간에 정확히 들어맞아야만 했다.


실리콘밸리 스타일로 터빈을 제조한다


지체할 시간이 없던 개발팀은 프로세스와 승인의 간소화에 집중했다. 연구팀은 현장 작업 단계에 속한 엔지니어링 전문가들이 직접 중요한 요청을 할 수 있도록 권한을 강화함으로써 잠재적 장애물을 제거하기 시작했다. “우리는 필요할 때마다 전문가들과 함께 신속한 결정을 내렸습니다.” 앤 탐의 설명이다.


패스트웍스를 활용하면 9E 가스터빈 재설계 같이 규모가 큰 프로젝트도 해결할 수 있다. GE는 다른 그룹의 작업 완료까지 기다리지 않고 다수의 그룹이 담당 업무를 동시에 작업하는 방식을 ‘동시 엔지니어링(Concurrent Engineering)’이라 부른다. 이런 동시 엔지니어링 방식은 프로세스 가속화에 부분적으로 기여한다.

패스트웍스를 활용하면 9E 가스터빈 재설계 같이 규모가 큰 프로젝트도 해결할 수 있다. GE는 다른 그룹의 작업 완료까지
기다리지 않고 다수의 그룹이 담당 업무를 동시에 작업하는 방식을 ‘동시 엔지니어링(Concurrent Engineering)’이라 부른다.
이런 동시 엔지니어링 방식은 프로세스 가속화에 부분적으로 기여한다.


초기에는 각 부품 그룹이 가능한 빨리 순차적으로 주조되고 기공될 수 있도록, 부품의 모델들을 공개하는 등 ‘스피드’에 더욱 중점을 두었다고 탐은 말한다. 과거의 시스템에서는 부품의 주조 모델과 가공 모델의 공개까지 일년 가까이 소요되었다. 

“이제는 다음 단계에 대한 준비가 완료되는 순간, 부품 다수의 주조 모델과 가공 모델을 공개하게 되었습니다. 준비가 완료되었다고 판단되면 우리는 제조 담당 그룹이 즉각적으로 작업을 시작할 수 있도록 모델을 전달합니다.” 앤 탐은 이러한 ‘동시 엔지니어링(Concurrent Engineering)’ 방식을 통해 다른 팀의 작업이 완료될 때까지 기다리지 않고 각 그룹이 동시에 작업할 수 있게 되었다고 말한다.

이러한 변화는 연구팀이 새로운 정보와 아이디어 또는 위험 상황에 신속히 대응하고 ‘하나의 축을 중심으로’ 균형을 잡는 데 일조했다. 이런 변화가 큰 차이를 이끌어낸 분야 중 하나가 바로 냉각 시스템 부문이다.

가열된 가스로 인해 상승한 기온이 터빈의 변형을 가져올 위험이 있기 때문에, 터빈 속 버킷은 지속적인 냉각이 필요하다. 각 버킷의 바닥에서 상단에 이르는 채널을 활용하는 기존의 방사형 냉각법(Radial Cooling Method)이 불충분함을 깨달은 연구팀은 개발 프로세스를 깊이 분석하기 시작했다. 

엔지니어들은 냉각 방식을 버킷 내에서 상하로 흐르는 채널을 사용하는 사형 냉각법(Serpentine Cooling System)으로 변경했고, 이는 9E 플랫폼에서 사형 냉각법을 사용한 최초 사례가 되었다. “사형 냉각법은 지금껏 E-클래스 기기에 적용한 방식 중 가장 효율적인 냉각법이었다.”고 앤 탐은 말한다.


실리콘밸리 스타일로 터빈을 제조한다


세계 여러 나라에 흩어져 작업하는 연구팀의 성격 또한 연구 성과에 긍정적인 요인으로 드러났다. 각자의 시간대에서 완료된 작업이 다른 지역의 팀에게 전달되었고, 결과적으로 작업이 24시간 내내 이루어지는 셈이 되었다.

패스트웍스를 활용한 결과, 4년이 소요되던 개발 기간이 3년으로 25%나 감축되었다. 9EMax는 지난 2017년 3월에 온라인으로 소개되었는데, 고객이 기대하던 성능 목표를 만족시키고 있다. 9E.03와 비교하여 4단계 방식을 적용하여 감축된 연간 연료 비용은 약 5백만 달러에 달하며, 연간 매출 증가액은 6백만 달러에 이른다. 9E.03과 대비해 성능 면에서 획기적인 도약이었다.

9EMax가 개발되는 과정에서 가장 거대한 진보가 이루어졌으며, 빠르고 유연한 스타트업 문화를 거대한 GE의 규모와 자원에 적용한 시험 사례가 제공됐음에 주목해야 한다. 앤 탐은 이렇게 말한다. “우리는 GE의 글로벌 문화와 패스트웍스의 이점을 십분 활용했습니다. 그것은 진정 놀라운 경험이었습니다.”

                                                                                                           ( 자료출처 =GE코리아 )

                      

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