저비용 고효율 간이자동화

스마트팩토리란 용어가 생소하던 시절 대기업에서 스마트팩토리 관련 사업 수행을 체험한 적이 있다. 스마트 산업이 성공하기 위해서는 산업 간에 종사하는 사람들의 인간 융합(Human Convergence)이 선행되어야 하는 것을 뼈저리게 실감하는 계기가 되었다. 기술과 서비스의 발전만으론 산업간의 융합은 한계에 부닥친다. 업무적 이견 노출 및 일자리 감소에다 산업 융합에 따른 경계심이 심리적 배경에 작용하기 때문이다.

스마트팩토리를 추진하면 일자리가 줄어 든다는데 그 대책을 묻는다. 선진국형 일자리가 늘어나고 산업의 수준이 올라간다고 강조한다. 스마트팩토리 산업은 수요 산업과 공급 산업으로 대별된다. 수요 산업은 스마트 팩토리 기술과 장비를 도입하여 완제품을 만드는 것이다. 국내 주력 산업인 반도체 및 자동차 산업은 수요 산업의 일례이다. 스마트 산업화로 인한 수요 산업의 일자리 감소는 필연적인 현상이다. 그렇다고 스마트 산업화를 추진하지 않으면 치열한 국제 경쟁에 밀려 산업 전체가 도산할 수 있다.
반면에 우리가 취약한 공급 산업은 완제품을 만들기 위해 스마트팩토리용 기술이나 장비를 제공하는 산업이다. 공급 산업은 IoT, Cloud, AI, AR/VR, 5G 기술을 요구한다. 

(AI타임스 10월 26일 내용 일부)

소견)미래형 디지털 첨단 기술이다. 공급 산업이 발전하면 기술의 첨단화로 스케일 업이 되어 미래형 일자리가 창출된다. 결론적으로 스마트팩토리의 수요산업은 국제 경쟁력을 갖추게 하고 공급산업은 일자리 확산을 유도함으로써 일국이 세계를 선도하는 선진 국가의 위상을 유지하게 되는 것이다.

대우조선해양이 전세계 조선업 최초로 열간가공(熱間加工) 작업에 인공지능 기술을 접목한 로봇 시스템을 적용한다.
대우조선해양은 저숙련자도 고품질의 제품을 생산할 수 있는 인공지능형 열간가공 로봇 ‘곡누리’를 개발, 현장에 적용하고 있다고 20일 밝혔다.

곡누리는 기존 작업자들의 노하우와 실적을 데이터로 저장, 활용하면서 작업 내용을 표준화해 높은 품질을 유지하는데 기여한다. 축적된 데이터는 향후 인공지능 기술을 이용해 다른 선박의 건조작업에도 활용할 수 있어 사용하면 할수록 똑똑해지는 지능형 로봇이라는 평가다.

곡누리는 소음과 근골격계 질환 등에 노출됐던 작업자들의 근무환경을 획기적으로 개선하는 데에도 도움을 주고 있다. 로봇 조작은 비숙련자도 2~3일의 간단한 교육을 통해 작업에 활용이 가능하다.
선박은 운항 성능을 높이기 위해 선체의 앞뒤가 복잡한 곡면으로 이뤄져 있는데, 최대 두께 70mm에 이르는 단단한 철판을 곡면으로 만들기 위해서는 냉간가공(cold working)과 열간가공(hot working) 공정을 거치게 된다.

(조선비즈 10월 20일 내용 일부)

소견)곡누리는 기존 작업자들의 노하우와 실적을 데이터로 저장, 활용하면서 작업 내용을 표준화해 높은 품질을 유지하는데 기여한다. 축적된 데이터는 향후 인공지능 기술을 이용해 다른 선박의 건조작업에도 활용할 수 있어 사용하면 할수록 똑똑해지는 지능형 로봇이라는 평가다.그러면 로봇으로 집도 짓겠네요?

고객이 스마트폰으로 자신이 원하는 자동차를 고르고 다양한 옵션을 찾아 넣으면, 산업용 로봇들이 주문에 따라 바로 생산하는 과정을 지켜볼 수 있고, 제작이 완료된 자동차를 7층 옥상의 620m짜리 스카이 트랙에서 직접 타본다.

현대자동차그룹이 싱가포르에 짓는 글로벌혁신센터(HMGICS)의 모습이다. 먼 미래의 일도 아니다. 2022년 완공 예정으로 현대차그룹은 고객 중심의 혁신 제조 플랫폼을 본격적으로 구축하기 전에 이곳에 소규모 전기차 생산 체계를 갖추고 고객의 다양한 요구를 최대한 충족시킬 수 있는 새로운 형태의 차량 생산과 연구개발(R&D), 모빌리티 서비스 등 자동차 산업 전반에 걸친 실험에 나서겠다는 것이다.

현대차그룹은 13일 현대·기아차 남양연구소와 싱가포르 서부 주롱 지역의 주롱 타운홀에서 HMGICS 기공식을 열었다고 밝혔다. 기공식은 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 상황을 고려해 두 나라의 행사장을 화상 연결하는 방식으로 진행됐다. 싱가포르 주롱 혁신단지에 약 3400억 원을 투자해 지상 7층, 연면적 9만 m² 규모로 건설할 예정이다.

(동아일보 10월 14일 내용 일부)

소견)고객이 스마트폰으로 자신이 원하는 자동차를 고르고 다양한 옵션을 찾아 넣으면, 산업용 로봇들이 주문에 따라 바로 생산하는 과정을 지켜볼 수 있고, 제작이 완료된 자동차를 7층 옥상의 620m짜리 스카이 트랙에서 직접 타본다.전기차와 내연차 혼류 범용생산 가능한 것인가? 왜 국내에서 안하나?

직장인 신준수(41)씨는 최근 회사 근처의 음식점에 갔다가 낯선 풍경과 마주했다. 테이블 위에 놓인 태블릿으로 언택트(untact·비대면) 주문을 하고 10분 정도 기다리자, 마스크를 쓰고 음식 그릇을 든 사람 직원 대신에 얼굴과 바퀴가 달린 ‘로봇’이 다가왔다. 로봇의 복부엔 신씨 일행이 주문한 음식이 차곡차곡 놓여 있어서 직접 꺼낼 수 있었다. 신씨는 “신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 확산 후 사람 간 접촉에 대한 불안감이 커진 고객들을 위해 음식점 사장님이 새로 들인 로봇이라고 했다”며 “요즘 같은 때에 유쾌하면서도 실용적인 아이디어 같다”고 말했다.

코로나19가 낳은 비대면 열풍에 국내 서비스 로봇 시장이 수요 증가로 들썩이고 있다. 신씨처럼 일반 음식점에서도 서비스 로봇을 볼 수 있는 경우가 많아졌다. 로봇은 크게 제조용 로봇과 서비스 로봇으로 나뉜다. 제조용 로봇은 제조업 현장에서 공장 자동화 등에 쓰는 로봇이다. 이와 달리 일반 소비자도 구입할 수 있는 서비스 로봇은 각 가정에서 간단한 요리나 청소 등의 가사를 돕거나, 서비스업에서 소비자 만족도를 높이는 데 등에 쓰는 로봇이다. 시장 조사 업체 스트래티지애널리틱스에 따르면 세계 서비스 로봇 시장 규모는 지난해 310억 달러에서 연평균 29%씩 성장, 2024년 1220억 달러(약 142조원)로 커질 전망이다.

(중앙일보 10월 17일 내용 일부)

소견)“신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 확산 후 사람 간 접촉에 대한 불안감이 커진 고객들을 위해 음식점 사장님이 새로 들인 로봇이라고 했다”며 “요즘 같은 때에 유쾌하면서도 실용적인 아이디어 같다.제조용 로봇과 서비스로봇도 대중화 시대입니다.

“유럽 반도체기업들이 말레이시아와 태국 공장에 우리 물류시스템을 잇따라 도입하고 있습니다. A사는 2016년 말레이시아 공장에 초기버전을 도입해 지금도 사용 중이며, B사는 2018년 태국 공장에 도입한 후 최근 52만달러(약 6억원) 규모의 구매의향서를 또 발주했습니다.”
장윤석 랩투마켓 대표는 최근 머니투데이와 서울창업허브센터에서 만나 "주로 유럽 반도체회사들이 24시간 가동하는 아시아 공장에 우리 물류자동화 시스템을 도입하고 있다"며 "3개 기업 중 2곳이 재발주하고 있다"고 밝혔다.

랩투마켓은 물류자동화 시스템을 개발하는 회사다. 장 대표가 한국항공대 항공교통·물류학부 교수로 재직 당시 원천기술을 개발했고 2015년 회사를 설립해 항공대로부터 특허를 이전받았다. 랩투마켓 직원 11명 중 10명이 하드웨어·소프트웨어 엔지니어며 이 중 6명이 석·박사급 인력이다. 일부 직원은 장 대표와 학부 때부터 인연을 맺고 항공대 시절부터 현재까지 소프트웨어 개발에 매진했다.
A사가 도입한 로봇 초기버전은 직진·후진만 가능한 수준이지만 B사가 최근 발주한 로봇은 전후좌우 주행은 물론 위아래 공간까지 돌아다니며 화물을 운반하고 적재할 수 있는 ‘레고형 셔틀’이다.

(머니투데이 10월 12일 내용 일부)

소견)언뜻 보면 ‘상자’로 착각할 만큼 단순한 생김새로 기존 공정이나 한정된 공간에서 효율을 극대화할 수 있다는 게 특징이다. 기존 물류현장에서 선보인 AGV와 달리 공중에 레일을 설치할 경우 1~2m 이상 층고의 공간까지 적재할 수 있다. 물류자동화뿐 아니라 공간효율화까지 ‘두 마리 토끼’를 잡은 셈이다.기대가됩니다.

“제봉, 염색 등 산업 규모가 작은 기업일수록 스마트공장이 절실하다. 장기 근속자들이 은퇴하면 이들의 노하우를 물려받을 사람이 없다.”권 교수는 중소벤처기업부(중기부)가 선발한 스마트공장 ICT 코디네이터 318명 중 1명이다. 코디네이터는 스마트공장 관련 현장 경험과 기술을 보유하고 있는 제조 분야 ICT 전문가다. 이들은 스마트공장 사업 기획부터 진단, 사후 관리 등을 1대 1로 밀착 지원한다. 7월 말 코디네이터로 선발된 그는 8월부터 본격적으로 금형 제조업체 ‘은서테크’와 연사 제조업체 ‘동양연사’의 스마트공장 구축을 지원하고 있다.

권 교수는 IT 기반 제조기업보다 뿌리 기업이 스마트공장을 도입하기 더 까다롭다고 지적했다. 자금력 부족에 더해 최신 설비가 갖춰져 있지도 않아서다. 그는 “자금력이 있는 기업은 한꺼번에 공정을 바꿀 수 있지만, 영세 기업은 다 다른 기종을 일제히 자동화하기 어렵다”며 “뿌리 기업, 영세 기업들이 스마트공장에서 소외됐던 이유”라고 덧붙였다.권 교수는 “스마트공장 프로그램을 도입해봤자 관리할 사람이 없어 심드렁한 기업도 많았다”며 “이런 이유로 갈수록 경쟁력이 떨어지고, 장기 근속자가 고령화되면 해외로 공장을 옮기거나 외국인 채용만 늘리는 것”이라고 설명했다.

(이투데이 10월 7일 내용 일부)

소견)“제봉, 염색 등 산업 규모가 작은 기업일수록 스마트공장이 절실하다. 장기 근속자들이 은퇴하면 이들의 노하우를 물려받을 사람이 없다.” 타 25개업종도 마찬가지 스마트팩토리 구축이 시급합니다.

중국 칭다오(青岛)에 위치한 고급차 제조 공장에 첨단 로봇 자동화 시스템이 도입돼 제조 효율을 높이고 있는 것으로 나타났다.중국 언론 칭다오췐서우숴뎬쯔바오에 따르면 중국 칭다오 소재 지무자동차파크(即墨汽车城园)에 위치한 이치-폭스바겐(FAW-Volkswagen Automotive, 一汽-大众) 화둥(华东) 공장에서는 로봇을 적용한 자동화 공정 방식으로 자동차 생산을 하고 있다. 중국 이치그룹(第一汽车股份有限公司)과 독일 폭스바겐이 합작해 1991년 설립한 회사로 중국 장춘, 청두, 포산, 톈진 등에 공장을 두고 있다.

이곳 칭다오 화둥 기지는 프레스 공정, 용접 공정, 도장 공정, 완성차 조립 공정으로 나뉘는데, 각 공장에 다양한 로봇이 도입돼 있다.스마트 공정이 구축되어 있으며, 프레스 공정에선 보닛, 차문 등이 로봇 자동화시스템에 따라 만들어진다. 이 기지의 프레스 작업 공간에는 최신 프레스 서보 생산라인이 갖춰져 있어 드로잉, 펀칭, 트리밍, 성형 등 작업이 이뤄진다.

용접 공정에선 차량의 골격이 만들어지는데 이 구역에만 1036대의 로봇이 배치돼 있다. 이 공장에서 가장 로봇이 많은 곳이다. 용접 구역에선 레이저 용접 기술이 적용되는데, 차량의 안전을 위해 레이저 용접의 강도가 일반 포인트 용접 강도 대비 40% 높다. 차량이 충돌한 이후에도 쉽게 파열되지 않도록 하면서 운전자의 안전을 보장한다.차량의 용접 과정이 탑승자의 안전에 큰 영향을 미치기 때문에 관련 공정을 철저히 자동화했다는 게 회사 측 설명이다. 이를 통해 하루 920여 대를 생산할 수 있다. 평균 58초당 자동차 한대를 생산한다.

(로봇신문 10월 6일 내용 일부)

소견)차량의 용접 과정이 탑승자의 안전에 큰 영향을 미치기 때문에 관련 공정을 철저히 자동화했다는 게 회사 측 설명이다. 이를 통해 하루 920여 대를 생산할 수 있다. 평균 58초당 자동차 한대를 생산한다.1036대의 로봇이 용접한다는 것은 유연하게 생산할수가 있다는 것입니다.

뿌리제조 산업은 크게 3가지 이유로, 로봇 자동화가 필요한 상황이다. 첫 째는 유해가스, 분진, 고중량물, 고위험 등 열악한 제조환경이다. 두 번째는 불량률 최소, 생산시간 단축, 품질향상 등 제조 경쟁력을 강화로 생산성을 향상시키기 위해서다. 마지막은 안정적인 노동력 확보다. 코로나19가 유행하는 상황에서 로봇을 사용하면 사람의 수를 줄여 공간을 확보해 거리두기를 실현할 수 있다. 이밖에 최저임금 상승과 주 52시간, 고령화 및 3D기피 등에 대응하기 위해 로봇활용이 필요하다.

한국생산기술연구원은 로봇 보급·확대와 뿌리산업 경쟁력을 강화하기 위해 로봇 자동화가 거의 이루어지지 않은 특수목적기계, 자동차 부품, 금속주조산업, 화장품 용기 등을 대상으로, 용접, 주조 및 가공, 머신텐딩, 표면처리 등 4대 표준 공정 모델을 개발하고 있다. 이에 기존의 수작업 공정을 업종별, 공정별, 자동화 수준별로 분류해 유사 뿌리공정을 특징별로 묶어 주변 장치 솔루션을 모듈화, 패키지화, 표준화해 공정모델을 개발하고 있다.

구체적 절차를 살펴보면 수요조사 및 공정분석을 시작으로 로봇공정 모델 개발, 공정모델 시험검증, 로봇도입 컨설팅 지원을 실시한다. 이후 공정모델이 완성되면 이를 한국로봇산업진흥원 제조로봇 선도보급 실증사업을 통해 보급, 확산한다. 지금까지 총 17개 기업을 대상으로 수요조사를 실시해 필요성, 시급성, 적합성 등을 기준으로 저항용접, 아크용접, 주조 후처리 가공, 머신텐딩, 표면처리 5개 로봇 공정모델을 선정했다.

(로봇신문 9월 22일 내용 일부)

소견)뿌리산업, 이젠 더이상 3D(더럽고 힘들고 위험한) 업종이 아닙니다. 제품의 품질 경쟁력을 위한 근본,취약공정의 문제해결, 안전하고 효율적인 현장제공 등 로봇 자동화가 정답입니다.

크고 험상궂은 로봇과 달리, 작고 깜찍한 로봇이 작업자 옆에서 일하고 있다면 이야기가 다르다. 이런 모습을 사진배경으로 놓치지 않는 것은 인지상정이다. 사람과 함께 일하는 특이한 로봇이며, 사람 일자리를 축내지 않을 것 같은 이미지도 가졌다. 그런 이유로 스마트공장을 소개하는 언론보도에서 ‘협동로봇(Collaborative Robot)’ 사진이 자주 등장한다. VIP 사진 속 배경으로 선호되는 협동로봇이, 정부의 스마트공장 지원사업 대상에서 밀려났다.

협동로봇의 어떤 점이 스마트공장에서 중요한 것일까? 한마디로 협동로봇은 공장자동화의 길목을 지키면서, 스마트공장으로 가는 가교 역할을 한다고 말할 수 있다. 이미 제조현장은 여러 형태로 대부분의 공정이 자동화되고 있다. 원자재 처리·가공 공정은 거의 자동화됐다. 자동화가 안된 공정 역시 투자비만 있으면 언제든지 자동화가 가능하다. 그러나 조립 또는 이송 공정은 사정이 다르다. 여전히 사람, 작업자의 역할이 필요하다. 그런데 이곳에 솔솔 일어나는 변화가 있었다. 그 주역이 바로 협동로봇이다.

본래 로봇은 위험한 존재라서 사람과 따로 놀았다. 늘 펜스에 가두어 두고 일을 시켰다. 사람과 함께 일하는 구조가 아니었다. 그런 로봇을 펜스 밖으로 끌고 나온 것이다. 그리고 지금 이 협동로봇은 새로운 영역에서 바르게 일을 배우는 중이다. 사람이 하던 작업 중에서 한두 가지 일을 스스로 수행한다. 사람과 같은 공간에서 일을 한다. 위험하지 않을 뿐더러, 혹시 접촉하거나 부딪히면 바로 정지한다. 협동로봇이 사람을 다치게 했다는 이야기를 들어 본 적이 없다. 기존 산업용로봇과 가장 큰 차이점이다. 협동로봇은 일을 가르치기도 쉽다. 산업용로봇은 오직 전문가만이 가르칠 수 있지만, 협동로봇은 현장작업자도 일하도록 가르칠 수 있다.

(중기이코노미 9월 21일 내용 일부)

소견)공장의 모습은 소수의 작업자 또는 관리자와 함께 수십대의 협동로봇, 그리고 자동화 기계와 공정이 함께 움직이는 공장으로 바뀐다. 말 그대로 거의 대부분의 공정이 자동화된 스마트공장이 된다는 말이다. 이런 일의 주체가 협동로봇이다. 중소기업이 적극 활용하려면 가격이 10백만원이며 생인화가 전제되어야 합니다.

협동로봇은 사람 팔과 같이 움직이는 경량 산업용 로봇이다. 기존 산업용 로봇에 비해 가격이 상대적으로 저렴하고 설치가 유연해 생산성 향상을 위한 효과적인 대안으로 평가 받고 있다. 어떤 공정이든 적용할 수 있어 외부 변화에 탄력적으로 대응할 수 있다.침체된 경기에도 국내 협동로봇 수요는 되려 증가한 것으로 보인다. 이미 해외의 여러 중소 제조업체들은 이런 협동로봇을 현장에 적용하여 위기에 대응하고 있다.

스페인의 한 제조업체는 협동로봇을 도입하여 오히려 고용 증가 효과를 봤다. 이 업체는 포장과 적재 공정에 협동로봇 6대를 통합 도입했다. 6대의 협동로봇은 공정의 필요 포인트마다 배치되었다. 이로 인해 생산 효율성이 향상됐고, 늘어난 생산을 관리하기 위해 직원을 새로 고용해야 할 만큼 생산 효율성이 증가했다. 인도의 한 화장품회사에서도 협동로봇을 활용하여 포장과 적재 공정만을 따로 자동화해 생산 효율성을 5% 개선했다.

일본의 한 치약 OEM기업은 노동력 부족 문제해결을 위해 추가 인력을 고용하는 대신 협동로봇을 활용해 2명이 필요하던 공정은 1명과 4대의 협동로봇이 담당하게 됐다. 이 회사는 협동로봇 도입 이후 생산성이 30% 향상되었다고 밝혔다.

(데이터넷 9월 16일 내용 일부)

소견)미국의 한 항공 우주 부품 제조업체는 협동로봇을 도입해 인건비를 줄이고 단순 반복작업에서 작업에서 작업자를 해방시켜 더 고부가가치 업무에 할당시켰다. 이 회사는 협동로봇을 통해 부품 집기, 세척 및 건조 작업 등의 단순 공정을 자동화하였으며, 상당한 규모의 인건비 절감 효과를 거뒀다.향후 적용 기대를 합니다.