생산라인 더 정교하게, AI로 무장 재도약 [트럼프 2기, K제조업 다시 뛴다]

입력 2025-01-16 05:00
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본 기사는 (2025-01-15 18:00)에 Channel5를 통해 소개 되었습니다.

스마트팩토리 구축 통해 생산 자동화 속도
디지털 트윈·AI 활용 오류 선제적 예측
비용절감·수율 극대화 등 안전·효울 다 잡아
국가대표 기업, 정부 AI 프로젝트 대거 합류
"AI, 조직 문화·전략 등 경쟁력 끌어올릴 것"

▲HD현대중공업 직원들이 디지털 트윈을 활용한 가상 조선소 ‘트윈포스(TWIN FOS)’를 통해 조선소 공정 상황을 실시간으로 살펴보고 있다.  (사진제공=HD한국조선해양)
▲HD현대중공업 직원들이 디지털 트윈을 활용한 가상 조선소 ‘트윈포스(TWIN FOS)’를 통해 조선소 공정 상황을 실시간으로 살펴보고 있다. (사진제공=HD한국조선해양)

‘미국 우선주의(America First)’를 넘어 ‘미국 유일주의(America Only)’ 정책을 표방하는 도널드 트럼프 미국 대통령이 20일 공식 취임한다. ‘트럼프 노믹스’ 시즌2가 현실화한 것이다. 트럼프 1기 때 미·중 무역갈등으로 시작된 자유 무역주의 쇠퇴가 가속화하고, 글로벌 무역전쟁은 더 격화될 것으로 전망된다. 보호무역주의 기조와 중국 견제 정책이 강화되면서 한국 제조업은 중대한 도전에 직면했다. 최태원 대한상공회의소 회장(SK그룹 회장)이 연초 경제계 신년 인사회에서 “경제에 있어 가장 큰 공포는 불확실성”이라고 밝힌 것처럼 국내 제조업들이 체감하는 불안감은 최고조다. 하지만 ‘위기는 곧 기회’라는 말이 있다. 특히 한국 경제가 살아나기 위해선 제조업의 경쟁력 회복이 절실하다. 이에 이투데이는 트럼프 행정부 2기를 맞아 격화될 글로벌 제조업 경쟁 속 우리 기업의 현 주소와 생존 전략을 살펴보고, 다시 도약할 수 있는 새로운 기회를 모색한다. <편집자주>

제조업의 지상과제는 생산성을 끌어올려 최대한 많은 제품을 생산하고, 불량률은 낮춰 수율을 올리는 것이다. 이를 위해선 인공지능(AI)의 역할이 크다. 특히 스마트 팩토리 구축은 가장 효과적인 방법으로 여겨진다. 스마트 팩토리는 제품 생산 과정에서 공장 스스로 제어하는 자동화 시스템이다.

HD한국조선해양은 미래 첨단 조선소 (FOS) 프로젝트의 2단계 목표인 ‘연결-예측 최적화된 조선소’ 구축을 진행하고 있다. 2단계 구축이 완료되면 선제적인 예측 관리를 실현함으로써 비효율 및 위험 요인을 사전에 제거할 수 있어 생산성과 사고 예방에 크게 도움이 될 것으로 회사 측은 기대하고 있다.

이화정 HD현대중공업 DT혁신담당(상무)은 “2030년까지 마지막 3단계인 ‘지능형 자율 운영 조선소’ 구축을 완료할 계획”이라며 “FOS 구축이 모두 완료되면 HD현대 조선계열사들은 설계부터 인도까지 전 공정이 자동화돼 사람의 개입이 최소화된 스마트 조선소로 완전히 탈바꿈하게 된다”고 말했다.

16일 산업계에 따르면 국내 기업들은 제조 현장에 스마트팩토리와 인공지능(AI) 등 첨단 기술을 대거 적용하며 전통적인 ‘굴뚝 공장’ 풍경을 바꿔 놓고 있다. 불량률은 낮추고 생산성은 획기적으로 끌어 올려 경영환경 불확실성 위기에 대응하려는 생존 전략이다.

▲보스턴 다이나믹스의 사족보행 로봇으로 잘 알려진 스팟(SPOT)은 공장을 돌아다니며 다양한 위험 요소를 파악하고 점검한다. (사진제공=현대차)
▲보스턴 다이나믹스의 사족보행 로봇으로 잘 알려진 스팟(SPOT)은 공장을 돌아다니며 다양한 위험 요소를 파악하고 점검한다. (사진제공=현대차)

현대자동차그룹 싱가포르 글로벌 혁신센터(HMGICS)도 대표적인 스마트팩토리다. 이 곳에선 자동차 공장의 상징인 컨베이어벨트도 찾아볼 수 없다. 물류차 대신 물류로봇(AMR)이 차체 부품을 운송하고 보스턴 다이내믹스의 로봇개 ‘스팟’이 차량 조립상태를 점검한다.HMGICS에서 개발해 실증한 제조혁신 기술들을 현대차 울산 전기차 전용공장 등 단계적으로 국내외 전기차 공장에 적용해 안전과 효율성을 모두 잡을 수 있는 미래형 공장으로 운영할 계획이다.

LG전자는 디지털 트윈을 접목한 스마트팩토리를 구축해 제조·생산경쟁력을 높이고 있다. 경남 창원에 있는 LG전자의 가전 제조 공장 ‘LG스마트파크’에서는 하나의 생산라인이 58종의 모델을 생산한다.

▲LG전자 생산기술원이 개발한 자율주행 수직다관절로봇(MM)이 반도체 웨이퍼를 공급하는 공정을 수행하는 모습. (사진제공=LG전자)
▲LG전자 생산기술원이 개발한 자율주행 수직다관절로봇(MM)이 반도체 웨이퍼를 공급하는 공정을 수행하는 모습. (사진제공=LG전자)

가전은 수많은 부품이 필요하고 조립 공정도 달라 한 생산라인에서 여러 종류를 생산하는 것이 불가능하다고 여겨졌지만, 공장 제조 공정을 디지털 공간에 통째로 옮긴 디지털 트윈이 이를 가능하게 했다. 디지털 트윈 기술이 30초마다 수집한 공장 내부 데이터를 토대로 현재 가동 중인 생산라인의 부품 이동, 재고 상황 등을 원격 통제할 수 있게 해 준다.

특히 LG전자는 지난해부터 스마트팩토리 솔루션 사업에도 뛰어들었다. LG 생산기술원이 그간 진행해 온 생산 컨설팅, 공법·장비 및 생산운영시스템 개발, 생산기술 인력 육성 등의 스마트팩토리 구축·운영 노하우와 기술력을 외부에 공급하는 사업이다.

▲LG전자 생산기술원이 개발한 자율주행 이동로봇(AMR)이 부품/자재 공급용 카트를 운반하는 모습. (사진제공=LG전자)
▲LG전자 생산기술원이 개발한 자율주행 이동로봇(AMR)이 부품/자재 공급용 카트를 운반하는 모습. (사진제공=LG전자)

삼성전자는 올해 반도체 공장에 디지털 트윈 기술을 시범 적용할 계획이다. 삼성전자가 준비 중인 기술은 스마트 팩토리 중 최고인 레벨5에 도달할 수 있는 세계 최초의 공장 디지털 트윈 플랫폼이 될 것으로 관측된다.

제조 공정에 AI를 도입하는 기업도 늘고 있다. LG디스플레이는 OLED 제조 경쟁력 강화를 위해 ‘AI 생산 체계’를 자체적으로 개발해 도입했다. AI가 OLED 공정 제조 데이터 전수를 실시간으로 수집해 분석하는 시스템이다. OLED는 140개 이상의 공정을 거쳐 생산되는데, 이 과정에서 수만 가지의 설비 데이터가 더해져 더욱 정교한 관리가 필요하다. 제품에 이상이 발견된다고 하더라도 그 원인을 특정하기 어려웠으나, ‘AI 생산 체계’로 보다 신속 정확하게 원인 규명이 가능해졌다.

포스코는 AI가 연료와 원료 투입 비율을 최적화하고, 용광로 상태를 결정하는 변수를 파악하는 시스템을 갖췄다. 덕분에 연간 쇳물 생산량이 8만5000톤 늘었다. 승용차 8만5000대를 추가 생산할 수 있는 물량이다. 포스코경영연구원은 ‘AI 시대 혁신 사례와 시사점’ 보고서를 통해 “제조 운영 분야에 적용되는 AI 기술은 제조업의 효율성과 안전성, 의사결정 과정을 혁신적으로 개선할 잠재력을 보유했다”고 평가했다.

▲포스코 광양제철소가 포스코홀딩스 미래기술연구원 AI로봇융합연구소가 개발한 모바일 로봇 원격점검 시스템을 4열연공장에 도입했다. 사진은 바퀴형 모바일 로봇이 공장 설비를 점검하는 모습. (사진제공=포스코)
▲포스코 광양제철소가 포스코홀딩스 미래기술연구원 AI로봇융합연구소가 개발한 모바일 로봇 원격점검 시스템을 4열연공장에 도입했다. 사진은 바퀴형 모바일 로봇이 공장 설비를 점검하는 모습. (사진제공=포스코)

정부도 제조업의 AI 접목 지원에 나섰다. 산업통상자원부는 지난해 10월부터 AI 자율제조 선도프로젝트를 진행 중이다. 현대자동차, GS칼텍스, 삼성중공업, 포스코, 코오롱 등 대한민국 제조업의 대표기업들이 대거 참여했다. 산업부는 이번 선도프로젝트를 통해 △생산성 향상 30% 이상 △제조비용 절감 20% 이상 △제품결함 감소 50% 이상 △에너지소비 절감 10% 이상 등의 효과를 기대하고 있다.

문형남 숙명여대 글로벌융합학부 교수는 “우리나라 제조업이 직면한 위기는 글로벌 공급망의 변화, 인건비 상승, 경쟁 심화, 디지털 전환 속도 등 여러 요인에 기인한다”며 “기업이 AI 기술을 단순히 도입하는 데 그치지 않고, 기업 문화와 전략 전반에 AI를 통합하며 지속적으로 데이터 활용 역량을 강화할 때 글로벌 시장에서 경쟁력을 유지할 수 있을 것”이라고 말했다.

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