로봇융합공정은 스마트공장 첫걸음…로봇엔지니어링 컨설팅으로 성공률 UP

*로봇융합공정은 스마트공장 첫걸음…로봇엔지니어링 컨설팅으로 성공률 UP

중소제조기업의 제조현장 스마트화는 IT·SW를 활용한 생산관리 스마트화와 로봇을 활용한 제조공정의 혁신으로 완성된다. 이를 위해 한국생산기술연구원은 스마트공장 추진사업을 위해 생산 공정의 자동화에 주력했다. 생산 공정의 자동화가 스마트공장의 첫 번째 길이라고 보았기 때문이다. 정부 또한 스마트공장을 추진할 때 제조업 로봇보다는 생산 관리 부분에 초점을 맞춰서 사업을 진행했다.

기존 스마트공장 추진 사업은 예산 규모나 주된 사업이 소프트웨어에 초점이 맞춰져 있고 거기에 부응하기 위해 로봇산업진흥원에서도 제조공정에 로봇을 도입해서 공정을 자동화하는 로봇보급사업을 진행했다. 궁극적으로는 중소 중견기업의 제조공장에서 작업자들이 수작업으로 하던 공정을, 그중 일부에 로봇을 도입하도록 지원해 주는 정부지원사업과 생산관리 측면에서 자동화하는 스마트공장 지원사업을 연계해서 중소 중견 제조기업의 경쟁력을 강화하겠다는 목표이다.

처음에는 중소제조 로봇보급사업이라는 이름으로 2011년부터 진행했다. 3년 동안 이 사업을 한국기계연구원에서 주관했다. 그때는 주조, 금형, 용접, 소성가공, 열처리, 표면처리 등 6대 뿌리산업 분야 및 전후 연계공정에 1차적인 초점을 두고 로봇을 적용했다. 선정 이유는 자동차산업 부품 수 기준 뿌리산업 관련 비중이 90%였으며 선박 건조 시 용접 관련 비용도 35%나 됐다. 또한, 선진국이 개도국을 압도하는 마지막 기술 프리미엄 영역이라고 생각했기 때문이었다.

3년 동안 이 사업에 참여했던 수요기업은 총 53개사였다. 정부는 이들 수요기업이 기존 수작으로 진행하던 공정을 로봇을 통해 자동화하면서 정부지원금 100억 대비 500억 매출을 올리는 효과를 얻었다고 한다. 생산관리 측면에서의 자동화도 중요하지만, 제조현장에서의 로봇을 가지고 자동화를 지원하는 것이 효과가 있다는 사실을 입증했다.

대표적인 사례를 모아봤다. 자동차 범퍼제조업체 유성정밀공업은 단조공정에서 프레스와 프레스 기계 사이에 작업자가 1명씩 배치되어 전체 공정을 수작업으로 하고 있었다. 그 프레스 공정에 다관절 로봇을 도입해 자동화했다. 자동차부품 제조업체 신기인터모빌은 플라스틱 사출물이 나오면 그 위에 초음파 기기를 이용해서 부직포를 덧대는 융착 작업을 사람이 수작업으로 했었다. 그러다 보니 작업자의 상태에 따라 제품의 품질이 달라지고 불량의 관리가 어려웠는데, 로봇을 도입해 자동화를 하면서부터 생산 품질이 일정하게 유지됐다. 그 외에도 기존 작업자가 진행하던 용접작업을 로봇을 통해 자동화하는 사업과 자동차부품 검사, 분류, 포장공정에도 로봇을 가지고 지원하는 사업을 진행했다.

1단계 사업성과를 바탕으로, 원래 3년 기획했던 사업이 추가로 늘어났다. 중소제조 로봇보급사업이 2014년부터 2015년까지 2년 더 지원됐다. 지난 3년은 뿌리공정에 초점을 맞추어 지원했다면 2단계 사업은 뿌리공정에 국한하지 않고 취약 공정 분야 중소제조기업으로 확대했다. 여기서 취약 공정 분야라면 산업 비중, 인력고용 비중, 제조업용 로봇의 생산 현황과 수입 현황은 높지만 생산성은 낮아 공정혁신에 의한 경쟁력 강화가 필요한 분야를 일컫는다.

총예산 44억 원이 들어간 이 사업에는 13개 수요기업이 지원했으며, 그 기업들이 자동화해서 이전 보급사업과 합해 누적 매출이 약 900억 원이라는 성과를 올렸다. 2년 동안 뿌리공정 외에 소스토핑/정렬/포장공정에 로봇을 적용했다. 특히, 나온테크라는 회사는 빵에 소스를 뿌리는 소스토핑 작업에 병렬로봇을 활용해 빵맛을 일정하게 유지할 수 있었다. 수전금구 전문회사인 워터웍스유진도 로봇 보급사업을 통해서 연마/절삭/도금공정에 로봇으로 작업자를 대체했다. 이 회사는 도금공정에서 약품을 가지고 도금을 하게 되고, 도금을 한 후에는 작업자가 직접 다음 공정으로 이송하게 되는데 그 무게만 개당 수 kg씩 나간다. 반복 작업을 하다 보면 작업자의 어깨 근육에 무리가 오게 되어 기피하게 되었다. 그러나 로봇 도입으로 자동화를 한 후 생산 품질이 일정하게 유지되고 생산량도 늘어나는 효과를 얻었다.

(첨단 헬로티 4월27일 내용 일부)

소견)자동화를 한 이후에 H회사는 로봇 도입 전보다 시간당 생산량이 약 37% 향상했고, 공정 불량률은 0.165p% 대로 낮아졌다. 원가 절감 또한 40% 줄었으며, 납기 준수율은 기존 94%에서 100%로 향상됐다. 산업재해율 역시 작업자 없이 로봇을 활용하다 보니 0% 대로 떨어져 투자효과가 큽니다.