[르포] ‘AGV’가 부품 95% 배달…미래 모빌리티의 요람 ‘HMGMA’

로봇·AI 등 첨단기술 기반 고품질·고효율 제조 시스템 구축
도어 간격 자율 보정 및 자동 탈부착 등 세계 최초 적용
각종 최첨단 기술 적용, 컨베이어벨트 방식 극복 시도한 유연한 생산체계

▲현대차그룹 메타플랜트 아메리카(HMGMA) 전경 (사진=현대차그룹)

개처럼 생긴 4족 보행 로봇 ‘스팟’이 차량 품질을 점검하고 거대한 로봇청소기를 닮은 자율주행 운반 로봇(AGV)이 부품을 싣고 공장을 누빈다. 마치 공상과학 영화에서 볼법한 장면이 ‘현대자동차그룹 메타플랜트 아메리카’(HMGMA)에서 펼쳐지고 있었다. HMGMA의 또다른 이름은 ‘미래 모빌리티의 요람’이다. 현대차와 기아, 현대모비스, 현대글로비스, 현대제철, 현대트랜시스, 현대위아, 현대로템 등 주요 계열사의 기술 역량이 총망라됐다.

27일(현지시간) 방문한 미국 조지아주 서배너 엘라벨시 소재 HMGMA는 현대차 그룹이 자사 첨단기술 역량을 총동원해 만든 미국 내 세번째 생산기지로 압도적 규모가 위압감이 느껴질 정도였다.

HMGMA에는 △프레스 △차체 △도장 △의장으로 이뤄지는 자동차 생산 공정 곳곳에 제조 혁신 기술을 적용했다. 자동차 생산 시작의 첫 단추인 프레스 공장에서는 6800톤(t)급 초대형 고속 프레스 5대가 내려찍고 자르는 과정을 반복하며 강판을 차량의 몸이 될 패널로 탈바꿈시키고 있었다. 이 기계들은 분당 15개의 패널을 생산하며 금형 교체 시간은 단 5~7분밖에 걸리지 않는다. HMGMA 관계자는 “6800톤의 압력은 마치 1000마리의 코끼리가 가슴 위에 올라간 것과 같은 힘”이라고 설명했다.

▲자율주행 운반 로봇(AGV)은 차체 패널 등 각종 부품을 팔레트에 실어 다음 공정으로 이동시킨다. (사진=현대차그룹)

이렇게 만들어진 패널들은 100% 자동화 물류 시스템을 통해 다음 공정으로 옮겨진다. 자동 적재 시스템(ASR)은 패널을 차종별로 분류해 수십장씩 팔레트에 싣고, AGV는 이 팔레트를 다음 공정으로 이동시킨다.

HMGMA의 특징은 거대한 로봇청소기처럼 생긴 AGV가 매우 많이 돌아다니고 있다는 점이다. AGV는 각종 부품을 싣고 공장 곳곳을 돌아다니며 사람이 해야 할 배송 역할을 하고 있었다. 이동하다가도 경로에 사람이나 장애물이 나타나면 자동으로 멈췄다가 움직였다. AGV는 동시 위치 측정 및 지도 작성(SLAM) 기술을 바탕으로 구동된다. 공장 관계자는 “AGV가 전체 부품의 95%를 정확한 위치에, 정확한 타이밍에 배달한다”고 말했다.

▲외관 품질 검사는 보스턴다이나믹스의 4족 보행 로봇 '스팟'이 담당한다. 스팟은 특정 용접 부위를 촬영하고 그 이미지를 기준과 비교해 합격 여부를 판단한다. (사진=현대차그룹)

차체 공장은 로봇들이 일사불란하게 수행하는 용접 및 조립 공정을 거쳐 강판 패널들이 자동차의 외관으로 거듭나는 곳이다. HMGMA의 차체 공장은 100% 자동화를 달성했다. 외관 품질 검사는 보스턴다이나믹스의 4족 보행 로봇 ‘스팟’이 담당한다. 스팟은 특정 용접 부위를 촬영하고 그 이미지를 기준과 비교해 합격 여부를 판단한다.

도장 공정을 거친 차체는 의장 공장으로 이동된다. 의장 공장은 도장이 완료된 차체에 2~3만여 가지의 자동차 부품을 조립하는 마무리 생산 단계로 메타 플랜트의 심장부다. 도장된 차체는 다리를 건너 이곳으로 운반된다. 김한곤 HMGMA 생산실장 상무는 “공장과 공장 사이에 컨베이어 벨트가 깔린 다리로 현대모비스와 현대트랜시스, 현대글로비스 공장까지 연결돼 있다”며 “로딩부터 시작해서 공장 안에 (부품이) 들어오고 장착까지 사람이 일체 안 들어간다”고 설명했다.

▲현대차그룹 메타플랜트 아메리카(HMGMA)의장 공장의 모습 (사진=현대차그룹)

HMGMA 의장 공장에 세계 최초 적용된 도어(차문) 자동 탈거·장착 시스템은 과거 작업자들에게 의존해야 했던 도어 단차 품질 개선과 관리를 자동화했다. 도장 공장에서 넘어온 차체의 도어를 열고, 고정 볼트를 풀어 차량에서 떼어내는 과정 모두를 비전 시스템의 도움을 받은 로봇이 수행한다. 도어를 다시 붙이는 작업에서는 14대의 로봇이 협동 제어를 통해 한 치의 오차 없이 도어 장착을 마무리한다. HMGMA 관계자는 “도장에서 도착한 차체가 완성차로 탄생하기까지 약 8시간이 소요된다”며 “완성차 한 대가 60초마다 생산 라인에서 출고된다”고 설명했다.

완성된 차량은 주차로봇 위에 올라타 자동화된 무인 품질 검사를 거쳐 지정된 최종 목적지까지 이동한 뒤 고객을 만나러 가는 여정을 본격적으로 시작하게 된다. 주차로봇은 얇고 넓은 형태의 로봇 한 쌍이 차량 하부에 들어가 바퀴를 들어 올려 이동시키는 방식으로 구동된다. 과거에는 작업자가 직접 운전해 차량을 옮겨야 했다. 차량은 철도 또는 트럭을 통해 출고된다. 500만일 이상 떨어진 지역으로 가는 차량은 철도를 이용해 운송된다.

▲완성된 차량은 주차로봇 위에 올라타 자동화된 무인 품질 검사를 거쳐 지정된 최종 목적지까지 이동한다. (사진=현대차그룹)