AI 도움 받는 로봇, 절단→정렬→용접 스스로 처리

지난해 12월 18일 울산 남구 HD현대중공업 용연공장 내 소조립 공정. 작업장 바닥에는 1.5m 길이의 철자재 수십 개가 80㎝ 간격의 2열 종대로 도열돼 있었다. 선박 바닥에 들어갈 핵심 부품들이다.

천장에 매달린 로봇 4대가 자재 위를 미끄러지듯 오가며 쉴 새 없이 용접 토치를 놀리자, 섬광과 함께 불꽃이 사방으로 튀었다. 사람이라면 좁은 자재 틈새에서 허리를 굽히고 비지땀을 쏟아야 했을 현장이지만, 로봇들은 지치지 않고 ‘철의 예술’을 빚어냈다.

소조립은 선박의 작은 구조물을 먼저 조립하는 초기 공정. 1.2m의 접합 부위를 용접하는 데 사람은 15분이 걸리지만, 로봇은 단 5분이면 끝낸다. 숙련공 6명이 한 달에 500t을 용접하던 이곳에 2024년 11월 로봇이 도입됐다. 이제 로봇 4대가 오전 8시부터 다음 날 새벽 4시까지 일하며 월 900t을 처리한다. 생산성이 80% 이상 뛴 셈이다. 현재는 AI(인공지능)가 자재 특성을 이해할 수 있도록 빅데이터를 수집하는 단계지만, 곧 AI가 최적의 용접 경로를 스스로 찾아가는 단계로 진입할 예정이다.

한국 제조업 현장에 M.AX(Manufacturing AI Transformation·제조 AI 대전환) 바람이 거세다. 조선업은 거대한 선박 크기와 복잡한 공정, 야외 작업이라는 악조건 탓에 제조업 중에서도 ‘자동화의 불모지’로 꼽혔다. 그런 조선소가 AI 전환을 시작했다는 것은, 사실상 모든 제조업에서 M.AX가 가능하다는 신호탄이다. 거칠고 투박했던 조선 공정에 AI 두뇌를 가진 로봇이 접목되면서 24시간 잠들지 않는 다크 팩토리(Dark Factory)도 곧 현실이 될 전망이다. 고령화와 인력 부족으로 위기를 맞은 한국 제조업이 M.AX를 통해 활로를 뚫고 있는 것이다.

그래픽=백형선

◇“조선소 버전 다크팩토리 만들 것”

HD현대 조선소에는 산업용 로봇 50여 대와 협동 로봇 150여 대 등 약 200대의 로봇이 배치돼 있다. 도입 초기였던 2019년엔 “일자리를 뺏는다”는 현장의 반발도 있었지만, 이제는 “위험한 일은 로봇에게, 정밀한 관리는 사람에게”라는 공존의 법칙이 자리 잡았다. AI 고도화가 이뤄진 일부 공정은 이미 사람의 개입이 거의 없어, 연중무휴의 다크 팩토리 단계 진입을 앞두고 있다.

세계 최초로 자동화에 성공한 러그(lug) 제조 공정이 대표적이다. 선박은 수백 개의 블록으로 조립되는데, 블록을 크레인으로 옮길 때 고리 역할을 하는 부품이 러그다. 배 한 척당 2000여 개가 필요한 러그는 얼마 전까지 숙련공이 수작업으로 만들었다.

지금은 3D 비전(vision) AI가 부품의 위치와 모양을 0.1㎜ 단위로 인식하면, 로봇이 절단·정렬·용접까지 전 과정을 독자적으로 처리한다. 사람이 지게차로 옮기던 자재 운반도, 다 쓴 러그를 정비하는 작업도 모두 로봇의 몫이다. HD현대는 러그 공정에서만 연간 약 5억원의 비용 절감 효과를 기대하고 있다. 미국 조선사 ‘에디슨 슈에스트 오프쇼어(ECO)’ 경영진도 최근 현장을 보고 감탄을 쏟아냈다.

현재는 수요가 많은 3종의 러그만 자동 생산하지만, 2026년까지 로봇 제조를 43종으로 확대할 계획이다. 윤대규 HD현대중공업 상무는 “24시간 쉬지 않고 운영되는 조선소 구축을 목표로 자동화 완성도를 끌어올리고 있다”며 “조선업에 특화된 휴머노이드 로봇 개발도 추진 중”이라고 했다.

◇가장 거친 곳에서 시작된 AI 혁명

HD현대뿐 아니라 조선업계 전체가 로봇·AI를 통해 인력난과 기술 승계의 해법을 찾고 있다. 삼성중공업은 레인보우로보틱스와 협력해 이동형 양팔 로봇과 4족 보행 로봇 개발에 나섰고, 한화오션은 2030년까지 3000억원을 투입해 스마트 야드(Smart Yard)를 구축하기로 했다. 스마트 야드는 데이터와 로봇, AI로 움직이는 지능형 조선소를 뜻한다.

생산 공정이 표준화된 철강, 자동차 등 다른 주력 산업은 확산 속도가 더 빠르다. 포스코그룹은 제철소 고위험 공정에 투입할 휴머노이드 로봇 공동 개발에 착수했고, 현대차그룹이 키워온 로봇 전문 계열사 보스턴 다이내믹스의 ‘아틀라스’는 이달 미국 데뷔전을 치른다. 땀 냄새 가득했던 한국의 공장들이 이제 ‘지능형 산업 요새’로 진화하고 있다.

☞M.AX(제조업 인공지능 전환)

Manufacturing AI Transformation의 약자. 제조업에 인공지능(AI) 기술을 결합해 생산 전 과정을 혁신하는 것을 의미한다. 저출산·고령화에 따른 노동력 부족 문제와 글로벌 제조 경쟁 심화 등에 대응하기 위한 것으로, 단순한 자동화를 넘어 AI가 스스로 판단하고 공정을 최적화해 생산성을 극대화하는 것이 목표다.

[한예나 기자]

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