“제조지능이 기업의 경쟁력”…현대차, AI·자동화로 ‘생산 최적화’ 이끈다

▲보스턴 다이나믹스의 4족 보행 로봇 '스팟'이 공장의 설비 상태를 점검하는 모습

“AI·디지털 트윈을 활용해 생산효율과 고객 만족도를 동시에 높이겠다"

'소프트웨어로 정의되는 공장(SDF)' 전환에 대한 현대자동차그룹의 포부다. 현대차는 자동화 기술을 통해 제조 과정서의 오류를 줄이고 시간과 비용을 절약해 '생산 최적화'를 달성할 방침이다.

21일 현대자동차와 기아는 신기술 전시회인 'E-FOREST TECH DAY(이포레스트 테크데이)'를 의왕연구소에서 열고 스마트 팩토리 혁신 제조 기술을 공유했다.

올해 5회차인 '이포레스트 테크데이'는 현대차·기아 제조솔루션본부, 협력사가 제조 기술 혁신을 통해 SDF 구현을 가속화하기 위해 연구개발하고 있는 성과를 공유하는 행사다.

현대차가 이번 이포레스트 데이서 가장 강조한 부분은 'SDF'다. 이는 데이터 연결, 디지털 전환을 통해 고객의 요구사항이 반영된 제품을 빠르게 제공하는 생산 공장이다.

특히 SDF는 현대차가 궁극적으로 목표하고 있는 '소프트웨어 중심 자동차(SDV)'를 생산하는 기지 역할을 수행할 예정이다.

현장 발표를 맡은 이재민 현대차·기아 제조솔루션본부 이포레스트 센터장은 “향후 SDF가 구축되면 데이터와 소프트웨어를 기반으로 한 의사결정, 공장 운영이 가능해진다"며 “생산 준비기간 단축, 생산속도 향상, 신차 투입 투자 비용 절감, 품질 향상 등의 효과를 일으킬 것으로 기대된다"고 말했다.

설명에 따르면 SDF 전환은 수익성 강화뿐만 아니라 작업자의 편의와 안전에도 영향을 미친다. 사람이 하기 위험하거나 어려운 일은 기계가 맡아서 수행할 수 있기 때문이다.

이재민 센터장은 차량 단차 조정 작업을 예로 들었다. 이 센터장은 “현재 생산라인에선 차량의 단차 조정 작업이 사람의 노하우에 기반해 이뤄지고 있다 보니 시간이 많이 소요되고 품질의 편차도 발생하고 있다"며 “이 과정에 AI를 활용한다면 보다 정확하고 빠르게 작업을 마무리할 수 있을 것"이라고 말했다.

이어 “간격 단차를 사람이 측정하면 해당 데이터를 AI를 활용해 정밀분석하고 판단해 보다 정학한 정보를 내놓는 방식"이라며 “AI가 데이터를 배포하면 작업자들은 이에 맞게 단차를 조절하면 된다"고 설명했다.

이외에도 위험한 현장엔 로봇을 보내 업무를 처리하게 하고 지속적인 현장 감독을 통해 이상징후를 사전에 감지하고 예방할 수도 있다.

▲AI 영상 분석 기술을 활용해 실시간으로 차량의 판넬 품질을 자동 검사하는 모습.

현장엔 이와 같은 목적을 가진 다양한 기술들이 있었다. 각 기술들은 개발을 맡은 연구원들이 직접 설명하며 이해를 도왔다.

핵심 기술로는 △물류로봇(AMR) 주행 제어 내재화 기술 △비정형 부품 조립 자동화 기술 △무한 다축 홀딩 픽스처(고정장치) 기술 △SPOT(스팟) 인더스트리 와이드 솔루션 등이 있다.

물류로봇(AMR) 주행 제어 내재화 기술은 물류로봇 활용에 필요한 제어 및 관제 소프트웨어 알고리즘을 내재화한 기술이다. 전 방향 이동이 가능하며 좌우 바퀴 회전수를 제어해 중량물을 올린 상태에서도 물류로봇이 매끄럽게 곡선 주행을 할 수 있다.

비정형 부품 조립 자동화 기술은 휴머노이드 로봇이 공장에 본격 도입될 경우 자율적인 공장 운영을 위해 필수적인 기술이다. AI 비전 알고리즘을 통해 호스류, 와이어류 등 형태가 고정되지 않은 비정형 부품도 인식하고 피킹 포인트를 자동으로 산출해 제어 명령을 내리는 프로그램이다.

무한 다축 홀딩 픽스처(고정장치) 기술은 도어, 후드, 휠 등 각종 파트를 하나의 픽스처로 조립할 수 있도록 하는 기술이다.

SPOT 인더스트리 와이드 솔루션은 스팟이 눈, 코, 입에 해당하는 각종 센서를 통해 공장 환경에서 실시간 안전 점검과 설비 점검을 수행할 수 있다.

이외에도 자동화를 위한 다양한 기술들이 즐비했다. 특히 '완성차 외관검사 소프트웨어 내재화 기술' 등 실질적으로 차량 제조 과정의 시간을 줄여줄 프로그램들이 눈에 띄었다.

외관검사 소프트웨어 내재화는 공장별로 다른 완성차 외관검사 프로그램을 통일하고 다양한 차량의 성능 검사를 한 번에 하는 것이 목적이다. 관계자에 따르면 해당 기술은 내년 개발 완료 예정이다.

뿐만 아니라 이미 적용된 기술도 있었다. 광명 EVO 공장에는 차체공장 디지털 트윈 개발이 적용되고 있는데 해당 기술은 지난 7월 개발 완료 후 지난달 양산 적용됐다.

이재민 센터장은 “인공지능을 활용한 제조지능이 기업의 성장과 미래를 결정한다"며 “SDF를 통해 단순히 많이 만드는 것이 아닌 고객이 원하는 것을 즉각적으로 생산하는 체계를 구축하겠다"고 말했다.

이어 “울산, 미국 조지아 등에 짓고 있는 전기차 공장에 SDF 개념을 적용할 것"이라고 말했다.

이찬우 기자 lcw@ekn.kr