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[2022 로봇비즈니스페어] 세계 제조업의 미래-LG창원 스마트파크 지능형 자율공장

기사승인 2022.10.27  11:35:54

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- 기조강연(2) LG전자 생산기술원 김용진 상무

   
▲ LG전자 김용진 상무

[기조강연 2] ‘세계 제조업의 미래–LG전자 창원 스마트파크 지능형 자율공장’

LG전자 생산기술담당 김용진 상무

글로벌 가전시장은 고환율, 고금리, 고유가, 기업자금 유동성 축소 등 예측이 불가능한 환경을 맞고 있다. 이에 따라 전세계 연평균 가전사업 성장률(2016~2024년)이 약 2.3% 수준에 머물러 있다. 더욱이 코로나 이후에는 Pent up(보복소비) 종료로 인한 성장 둔화가 예측되는 상황이다. 여기에 중국기업의 저가 공세와 다이슨 등 프리미엄 가전의 지속적인 성장도 시장 리스크로 작용한다.

이런 가운데 LG전자 생활가전의 생산기지인 경남 창원 ‘LG스마트파크’가 국내 가전업계 중 처음으로 세계경제포럼(WEF, World Economy Forum)이 올해 발표한 ‘등대공장’에 선정됐다. ‘등대공장(Lighthouse Factory)’은 밤 하늘에 등대가 불을 비춰 길을 안내하는 것처럼 사물인터넷, 로봇, 인공지능 등 4차 산업혁명의 핵심기술을 도입해 제조업 혁신을 이끄는 공장을 의미한다. WEF에서 2018년에 첫 선정해 2019년부터 매년 2차례에 걸쳐 발표하고 있다. 기존 공장대비 현저한 경영개선 성과 창출이 주요 평가기준이며, 특히 5개의 핵심 디지털 사용사례(Digital Use Case)에 대한 기술력과 차별성을 검증한다. 실제로 지난 2019년부터 8차에 걸쳐총 114개 등대공장이 선정됐으며, 114개의 등대 공장에서 총 562개 디지털 사용사례가 적용됐다.

지난 1976년에 준공된 창원공장은 고객의 요구 및 대내외 환경변화에 신속한 대응이 필요했다. 이에 LG는 창원신공장을 추진하면서 프리미엄 제품 생산기지이자 신기술 테스트베드(Test Bed)로서 주변 협력사 인프라를 활용한 신속한 대응이 가능한 글로벌 모공장(Mother Factory) 역할을 목표로 세웠다. 또한 잦은 모델 변경, 설비 비용 증가, 공간 제약 등 다품종 생산에 따른 제약사항을 극복하고 AI, 빅데이터(Big Data), 5G, 로봇, 디지털트윈 등 디지털기술을 활용해 생산성 한계를 돌파하는 것도 핵심적인 목표이다. 아울러, 창원신공장은 친환경 및 안전사업장을 표방한다. 이를 위해 ▲자공정 완결형 자동화(Cognitive Automation) ▲SaaS 기반솔루션(Platform) ▲End-To-End 데이터연계(고객~개발~생산~품질~SCM Data Thread) ▲환경/ 안전/ 에너지 세이빙(Sustainability) 등을 추진방향으로 설정했다.

창원 ‘LG스마트파크’는 성형, 프레스, 발포, 냉매 충진 등 가공공정을 거쳐 총 800여개의 부품을 조립, 검사, 포장해 냉장고를 생산한다. 이 과정에 AI가 탑재된 로봇을 투입해 생산 효율은 높아지고 작업 환경은 더욱 안전해졌다. 로봇이 위험하고 까다로운 작업을 도맡으면서 작업자는 생산라인이나 로봇 작동 상황 등을 모니터링하고 컨트롤하는 데 집중할 수 있게 된 것이다. 실제로 'Cognitive Automation'의 일환으로 용접공정 자동화를 통해 컴프레서나 냉각기 등 화염이 발생하는 용접 라인의 로봇 팔은 고주파 용접 기술을 딥러닝하고 카메라로 위치를 정밀하게 인식해 균일한 온도와 시간을 맞춰 용접한다. 용접 후에도 로봇이 냉매 누설 여부를 확인한다. 중부하 공정 자동화를 통해서는 20kg에 달하는 냉장고 도어를 들어 본체에 조립하는 라인에도 볼트 작업을 정확하게 진행할 수 있는 3D 비전 인식 기술을 갖춘 로봇이 투입됐다.

End-To-End 데이터연계(Data Thread) 차원에서 디지털트윈(Digital twin)을 통해 30초마다 공장 안의 데이터를 수집·분석해 10분 뒤 생산라인을 예측하고 자재를 적시에 공급한다. 지상에는 5G 전용망 기반 물류로봇(AGV, Automated Guided Vehicles)들이 돌아다니며 냉장고 컴프레서나 냉각기 등이 담긴 최대 600kg의 적재함을 최적의 경로로 자동 운반한다. 또 SaaS 기반 플랫폼으로 ‘Equipment Health Management’는 데이터 딥러닝으로 제품의 불량 가능성이나 생산라인의 설비 고장 등을 사전에 감지해 알려준다. 에너지관리시스템(BECON1)은 외부환경 변화에 따른 에너지 사용량 예측 및 에너지 절감을 위한 제어인자를 추천한다. LG스마트파크 구축을 통해 국내 생산물동 증가로 협력사 일자리도 확대됐다.

이처럼 로봇기반 자동화 확산을 위해서는 부품 및 자재 산포가 필요해 연구소는 물론 품질 및 구매부서와도 유기적인 협력이 필수적이다. 또한 정보화 및 지능화 솔루션을 적기에 정착시키기 위해서는 리더쉽과 변화관리가 병행돼야 한다. 아울러, 저임금 국가에 솔루션 확산을 위해서는 모듈화, 간편한 세팅(Easy-Setup), 원격관리 등 비용효율성(ROI)을 극대화하는 방안도 필요하다. 이 같은 플랫폼을 기반으로 국가 및 지역별 특성을 고려한 맞춤형 솔루션으로 확산 공급해 나갈 계획이다.

주상돈 newsdjoo@gmail.com

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