2016년 세계경제포럼 (WEF: World Economic Forum)인 다보스 포럼에서 클라우스 슈바프 (Klaus Schwab) 회장이 최초로 언급하며 세계의 이목을 집중시킨 4차 산업혁명은 초연결(HyperConnectivity)과 초지능(SuperIntelligence)을 특징으로 하고 있다.(김남규 외 8명, 2017) 현재 많은 국가에서 초연결, 초지능 개념을 기반으로 한 스마트공장, 스마트시티, 스마트그리드, 스마트교통과 같은 새로운 형태의 산업이 등장하여 관련 기술에 대한 혁신의 바람이 불고 있다.

국내에서는 4차 산업혁명 시대의 신산업에 대응하기 위해 ‘신산업 민관협의회’가 정부, 기업, 유관 단체의 전문가들로 구성되었다. 또한 2016년 12월 개최된 제 4차 신산업 민관협의회는 미래 산업의 트렌드와 우리나라의 강점 및 민간 부문의 투자 계획을 고려하여 미래에 각광 받을 수 있는 ‘12대 신산업’을 도출하였으며, 2025년까지 신산업의 수출과 부가가치를 2배 확대하겠다는 목표를 세웠다. 이러한 12대 신산업에 포함되는 업종은 1) 전기, 자율자동차, 2) 스마트, 친환경 선박, 3) IoT 가전, 4)로봇, 5) 바이오 헬스, 6) 항공, 드론, 7) 프리미엄 소비재, 8) 에너지 신산업, 9) 첨단신소재, 10) AR/VR, 11) 차세대 디스플레이, 그리고 12) 차세대 반도체를 포함한다.

본 연구는 스마트카 혹은 커넥티드카 등으로 불리는 자율주행자동차의 안전인증체계를 모듈방식으로 추진할 수 있는가를 다루고 있다. 자율주행자동차는 인간이 직접 운전하지 않아도 자동으로 주행할 수 있는 자동차를 뜻하는데 레이더, GPS, 센서, 카메라 등을 사용하여 주위의 환경을 인식하여 목적지까지 도착하는 과정에서 다양한 기능을 수행한다. 이미 자율주행자동차는 세계적으로 주목 받고 있는 기술이며 기술 수준도 상당히 높은 상황이다. 그러나 아직도 법령 및 안전상의 이유로 상용화 되지 못하고 있다. 우리나라 역시 2018년 현재, 마땅한 안전기준을 결정하지 못한 탓에 이에 대한 안전기준 수립이 시급하다. 특히 2016년 전기자동차와 무인자동차 분야에서 자동차 기술을 선도해 온 테슬라에서 출시한 무인자동차가 자율주행상태로 달리던 중 트럭과 충돌하여 트럭 운전자가 사망하는 사건이 발생했다. 이 사고로 인해 구글, 벤츠, 도요타, GM 등 자율주행자동차 상용화를 추진하고 있는 글로벌 기업들은 상용화 추진에 제동이 걸렸다. 이 사고는 차량의 센서가 밝은 색상의 하늘과 흰색 트럭을 구분하지 못하여 브레이크가 작동하지 않아 발생하였다. 자율주행자동차의 상용화를 위해서는 자율주행기능에 사용되는 소프트웨어, 센서 등과 같이 안전에 영향을 미칠 수 있는 부품들에 대하여 적합한 안전인증을 거친 후 출시되어야 한다. 따라서 자율주행자동차 관련 소비자의 안전을 보증할 수 있는 안전인증체계의 도입과 인증기준 설정이 필요하다.

한국의 국토교통부에서는 2018년 자율주행차의 안전기준을 수립하겠다고 발표하였다. 단일 기능을 하는 일반 자동차와 달리 다양한 정보통신기술이 융합된 자율주행자동차의 경우에는 안전기준의 복잡성이 존재한다. 이에 본 연구는 이러한 복잡성을 해결하기 위해 유럽의 강제인증제도인 CE Mark, E-Mark (유럽 자동차용 전장품 마크)의 적합성평가 제도의 프로세스를 조합하여 모듈방식의 안전인증체계를 제안하고자 한다.

Langlois(2002)는 모듈 개념은 ‘복잡하게 얽혀있는 시스템을 해결할 수 있는 가장 일반적인 방법’이라고 정의하였다. 본 연구는 안전인증체계 설정에 활용될 수 있는 모듈방식을 조사 및 분석하여 자율주행자동차의 안전인증체계의 대안으로 제시하고 이에 따른 한계점과 시사점을 도출하고자 한다.

시장에 출시된 제품으로부터 소비자의 안전 확보를 위하여 국가는 법령에 의해 제품 출시 전에 제품에 대한 안전규제 (Safety Regulation)를 지정하고 있다. 여기에서 제품에 대한 안전규제는 위해(Risk), 위해 제품으로부터 소비자의 안전을 확보하기 위한 각종 제품, 업종별로 법률에 의한 안전기준의 설정, 안전담당기관 설치, 안전기준을 위반한 제품에 대한 단속 또는 사업자의 안전준수의무 부과 등과 같은 행정법적인 규제를 말한다. (최병록, 2012)

각 국가에서는 제품에 인증마크를 부착하는 형태로 인증제도를 시행하고 있으며 대표적으로는 유럽의 CE 마크, 미국의 UL 마크, 그리고 한국의 KC 마크 등이 있다. 여기서 인증제도란 특정 제품이나 프로세스 및 시스템이 정해진 규격에 적합하게 제작되고 있는지의 여부를 표준화된 기준에 따라 제 3자가 증명하는 제도를 의미한다. (최금호, 2016)

현재의 많은 안전인증에 사용되는 표준은 프로세스를 기반으로 일련의 개발 기술과 방법을 규정하고 있으며 특히, 제품 기반의 안전인증은 제품이 안전 요구사항을 충족하고 있는지에 대한 보증의 의미로 사용되고 있다고 한다. (Ibrahim Habli, 2006) 미국의 대표적인 인증기관인 UL은 ‘안전인증이란 수립된 안전 요구사항에 대한 제품 적합성을 평가하는 프로세스’ 라고 정의하였으며 국제표준화기구인 ISO는 ‘적합성평가(Conformity Assessment)’란 제품 등이 요구사항을 충족하는지 직간접적으로 결정하는 것과 관련된 활동이라고 했다. (ISO/IEC Guide2:1996)

Kornecki (2009)은 안전인증의 목표는 ‘알려진 위험이 있는 상태에서 시스템이 안전하게 작동한다는 것을 공식적으로 보증하는 것’ 이라고 하였으며 Jackson (2007)은 안전 기준을 준수한다는 것은 관련 표준에 근거하여 안전 기준을 충족한다는 증거가 될 수 있다고 하였다. 또한, Barbara Gallina (2004)는 자동차 개발 시 일반적으로 ISO 26262(자동차 기능 안전성 국제표준)와 같은 안전표준을 사용하여 인증제도를 운영하는 경우에는 중대한 사고나 위험의 원인을 완화할 수 있다고 하였다. 최근에는 자동차 분야에서 자동차의 개발프로세스, 자동차 안전 무결성레벨(ASILs) 및 추가 요구사항을 제공하기 위해 ISO 26262 기능안전 표준을 도입하였다. (Raghad Dardar et al. 2012) 그러나 ISO 26262 표준은 개발 프로세스를 준수하고 있는지에 대한 확인일 뿐 제품의 개발과 검토 방법에 대한 실제 기준은 제공하지 않고 있으며 기능적 안전성 평가 과정에서 안전성에 대한 논증이 어떻게 평가되어야 하는지를 기술하지 않고 있다. (John Birch et al. 2013) 이와 같이 ISO 26262는 표준화된 프로세스에 의해 제품이 만들어졌는지를 확인할 뿐이며 안전인증제도의 목적인 제 3자로부터 해당 제품이 안전 요구사항을 충족하고 있는지 확인하는 것에는 한계점이 존재한다.

자율주행차 안전기준 개발과 관련 된 활동은 자동차관련 국제기준(UN Regulation)을 제정하는 UN/ECE/WP29와 자동차도로 운행 규약을 제정하는 UN/ECE/WP1을 중심으로 이루어지고 있으며 자율주행자동차에 대한 안전기준 제정 및 개정을 위한 활동을 하고 있다.(민경찬 외 1명, 2015) 또한 현행 자동명령조향기능(ACSF) 기준은 자율주행기능인 차선 유지, 정체 구간 주행, 군집 주행, 하이웨이 오토파이럿 등과 같은 기술의 상용화를 제한하고 있는 관계로 UN Regulation 79의 속도 제한을 향상시키자는 의견에 따라 각국의 정부 대표와 자동차 관련 단체의 이해 관계자들이 참여하여 개정 작업을 진행하고 있다. (이명수, 2016) 또한 2016년 9월 미국 정부에서 연방자율주행차 정책 가이드라인(Federal Automatic Vehicles Policy Guideline)을 발표하였으며, 1년 뒤인 2017년 9월 기존의 연방자율주행차정책 가이드라인에 안전 지침을 추가하여 자율주행시스템: 안전에 관한 비전 2.0(Automatic Driving System(ADS): A Vision for Safety 2.0)을 공표했으며 기존의 연방자율주행차 정책 가이드라인에서 대체되었다. (양희태, 2017)

대부분의 자율주행자동차의 안전에 대한 선행연구는 설계나 생산 단계에서의 제품안전요소가 아닌 시장 출시 이후 주행단계에서의 발생할 수 있는 기능안전요소에 대하여 연구되고 있다. 그러나 자동차의 경우 생명에 치명적인 위해를 가할 수 있는 제품으로써 시장에 출시하기 전에 적합한 제품안전기준절차에 의하여 이상 여부를 판단하고 인증 기준에 따라 적합성평가를 실시하여 안전 요구사항을 준수하고 있는지 판정 후에 출시하는 것이 바람직하다. 나아가 자율자동차의 경우에는 소프트웨어와 통신기능의 활용도가 높아진 만큼 보안 문제나 개인 프라이버시 보호의 문제도 고려해야 하며 해킹으로부터 발생할 수 있는 사고의 위험을 미연에 방지해야 한다.

본 연구는 복합적인 안전인증 모델과 프로세스 비교분석을 통하여 자율주행자동차에 활용할 수 있는 안전인증체계 방안을 도출하는데 초점을 맞추고 있다. 대표적인 모델인 유럽의 CE Mark 인증제도, E-Mark 인증제도, 그리고 A-SPICE(Automotive SPICE)의 고유 기능을 통합하는 것이 핵심이다. 지금까지 주로 시장 출시 이후 주행기능안전에 대한 문제를 다루고 있는 연구들과 다르게 여기서는 시장출시 이전의 설계 및 생산 단계에서의 제품안전요소를 입증하고 평가하는데 활용할 수 있는 안전인증체계를 제시하고 한다.

본 연구는 자율주행자동차의 안전인증체계를 모듈방식으로 추진하는 방안에 초점을 맞추었다. 모듈 개념을 표준화 프로세스를 활용하면 사각지대에 해당되는 기준을 미연에 방지할 수 있다는 사실에 착안하여 기존 e-Mark 모델에 포함되어 있지 않은 소프트웨어 안전에 대한 인증 프로세스를 통합하는 방안을 새롭게 시도하였다. 자율주행자동차는 많은 기능이 소프트웨어에 의존하는 경우가 많다. 소프트웨어 오류로 인하여 급발진이나, 오작동이 발생하게 될 경우에는 치명적인 인명 사고로 이어질 수 있음을 의미한다. 본 연구에서는 이러한 문제를 개선하기 위하여 제품의 설계 단계부터 소프트웨어의 안전에 대해서 평가할 수 있도록 새로운 모델을 제안하였다.

본 연구는 유럽에서 통용되고 있는 CE Mark에 기반을 두고 e-Mark와 A-SPICE에서 자율주행자동차의 안전인증체계에 영향을 미치는 요인들을 선별하여 추가하였으므로 연구 결과물인 모듈방식은 실제 적용에 필요한 타당성 분석을 크게 요구하지 않는다. 이미 사용하고 있는 안전인증 프로세스 요소 기준에 대한 오류들이 걸러진 상태로 볼 수 있기 때문이다. 완전히 새로운 안전인증체계의 개발보다는 기존 인증체계의 모듈화 개념을 이용하여 적용 범위와 다양한 상황에 대한 대응성을 높이려고 주력하였다. 독일의 베언트 힌델(Bernd Hindel)은 A-SPICE는 전 세계 자동차 엔지니어링 분야에서 가장 많이 사용할 개발 프로세스평가 모델이 될 것이라고 하였다. 2005년 A-SPICE 2.0 버전이 최초로 개발된 이후, 2010년 3.0 버전이 나오기까지 7번의 개정을 거쳤으며 2017년 11월 현재로써 최종 버전인 3.1버전으로 업데이트 된 상태이다. 모듈 개념에 기초를 둔 표준체계의 강점은 적용 기준과 방식의 업그레이드가 쉽다는 점이다. 따라서 본 연구가 제시하는 모듈 방식도 현재 A-SPICE의 일부 프로세스를 사용하고 있으나 새롭게 개정된 모델이 출시될 경우 필요한 해당 프로세스만 교체하는 유연성을 갖게 된다. 이러한 부대 효과는 안전인증체계 유지관리 과정에서 비용과 시간(인증기간)을 저감시키는 효과로 이어질 수 있다.

모듈화의 개념은 표준화의 개념과 유사하다. 표준화된 프로세스를 통용하기 때문에 다양한 상황에도 동일한 테스트를 거칠 수 있으며 이는 일관된 인증 과정을 의미하며 품질을 일관성을 보장할 수 있다. 그러나 A-SPICE는 구입해서 사용할 수 있는 프로세스가 아니고 여러 모범 사례와 이를 어떻게 학습해 나가야 하는지에 대한 아이디어다. 모듈방식의 안전인증은 학습요점 파악과 지속적인 관리를 통해서 자율주행자동차의 실질적인 안전 수준을 확보하는 데 활용되어야 한다.

본 연구에서 제시된 모듈방식의 자율주행자동차 안전인증 모델은 초기 모델로서 실제로 적용하기 위해서는 모델에 대한 타당성을 검증하는 절차가 필요하다. 실질적인 도입 이전에 모델을 다양한 관점에서 분석하고 관련 전문가의 의견을 바탕으로 모델의 한계점을 도출하고 보완하는 후속 연구가 선행되어야 할 것이다.

또한 본 연구에서 제안된 모델은 모듈의 장점을 활용하여 기존 융복합제품의 인증에서 발생할 수 있는 프로세스의 복잡성을 개선하고 자율자동차 출시 이전 설계와 개발 단계에서 자율주행자동차에 사용되는 부품과 소프트웨어의 안전 및 보안 검증을 동시에 진행하는데 초점을 맞추고 있다. 이는 자율주행자동차의 부품 결함이나 소프트웨어 오류로 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지하는 효과를 거둘 것으로 기대되며, 모듈방식의 안전인증체계가 산업 4.0 시대에 다른 융복합제품의 안전인증에도 활용될 수 있다.