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스마트 팩토리

창조적 파괴를 통한 밸류 체인 혁신

4차 산업혁명 시대인 21세기에, 18세기 산업혁명의 상징이라 할 수 있는 공장은 과연 어떻게 살아남을 수 있을까요? 첨단 IT기술과 인공지능(AI)과의 융복합 트렌드는 제조업도 마찬가지입니다. 이를 적극 받아들여 대응하는 전략이 바로 스마트 팩토리(SMART FACTORY)입니다.
‘미래형 공장’, ‘지능형 공장’이라 불리는 스마트 팩토리는 디지털 데이터와 ICT 기술을 결합해 디지털 자동화 시스템으로 운영되는 새로운 플랫폼으로, 인력 의존도가 높았던 전통적인 제조업의 한계에 대한 대안으로 꼽히고 있습니다.

E-FOREST

현대∙기아차는 이를 ‘기술로 구현하는 고객 중심의 제조 플랫폼’으로의 혁신이라는 데 방점을 찍고, 스마트 팩토리 브랜드인 ‘E-FOREST(이포레스트)’를 론칭했습니다. E-FOREST는 유연하고 고도화된 조립·물류·검사 자동화를 뜻하는 ‘Auto-FLEX’, AI 기반의 자율적인 제어 시스템 구축을 뜻하는 ‘Intelligent’, 유해 작업 환경의 자동화 및 코봇 활용과 친환경 공장을 지향하는 ‘Humanity’를 전제로 사람, 자연, 기술 모두를 유기적으로 연결하여 미래 모빌리티의 무한한 가능성을 열어갈 것입니다. 이를 통해 보다 효율적이고 경제적인 모빌리티 산업 환경을 이루고, 고객에게 최고의 만족을 선사하는 가치를 제공할 것입니다.

FUTURE4차 산업과의 융합으로 만드는
고객 중심 제조 플랫폼

스마트 팩토리는 AI, 로보틱스, IoT, 빅데이터 등 ICT기술을 기존 생산 공정(조립, 물류, 검사 등)에 적용한 지능화된 제조 기술을 말합니다. 공장 내 설치된 센서가 데이터를 실시간으로 수집∙분석해 전 공정을 한눈에 파악하는 것은 물론, 전후 공정 간 데이터를 연계할 수 있어 불필요한 작업 과정을 제거할 수 있습니다. 또 로봇 등을 인력 대체가 어려운 분야에 투입함으로써, 근로자의 작업 환경을 개선하고 생산공장의 안전 및 효율성을 한층 제고할 수 있습니다.

스마트 팩토리가 생산 공정에 혁신을 가져오면 신차 개발에 필요한 시간과 비용을 절감해 더 좋은 차를 만드는 데 집중할 수 있습니다. 결과적으로 소비자들은 더욱 고품질의 제품을, 한층 합리적인 가격으로 누릴 수 있게 됩니다. 아울러 빅데이터와 AI로 생산 규모를 예측해 특수한 상황에도 유연하게 대응 가능하며, 구매 고객의 데이터를 분석하거나 주문한 사양에 따라 맞춤형으로 제품을 생산하는 고객 중심의 ‘주문형 생산’까지 가능해집니다.

제조 혁신 핵심 과제

1. 유연 생산 시스템

Cell 생산 방식 (Push à Pull 생산), 생산 차종 제약 Zero
기존 : 4차종
HMGICs : 제한 없음

2. 고도 자동화

물류 및 조립 자동화로 글로벌 초격차 자동화 달성
기존 : 물류 7% 자동화
HMGICs : 물류 70% 자동화

3. 인간-로봇 협동

스마트 코봇(Co-bot) 공정으로 보조 공수 최소화
기존 : 보조 공수율 21.5%
HMGICs : 보조 공수율 5%

4. BTO (Build To Order)

BTO 생산으로 고객 요구 대응 리드타임, 재고 최소화
HMGICs : 12시간 이내

5. 지능형 공장

전 밸류체인 데이터 통합 관리 통해 운영비 최소화
HMGICs : 기존 대비 30% 이상 절감

6. 품질 완결형 공장

품질 데이터와 전 공정 연동한 품질 완결로 조립 클레임 Zero

스마트 팩토리 기술의 테스트베드
현대자동차그룹 혁신 센터

현대자동차그룹은 완성형 스마트 팩토리를 구축하기 위해 2022년 하반기, 싱가포르 서부 주롱 산업단지에 현대자동차그룹 혁신 센터(HMGICs: Hyundai Motor Group Innovation Center in Singapore)를 건립합니다.

싱가포르는 동남아 지역의 기술 혁신을 선도하는 곳으로, 글로벌 기업과 세계 최고 수준의 대학 및 연구기관이 포진해 있는 곳입니다. 현대자동차그룹은 현지의 우수한 인적 자원을 활용해 HMGICs에 개방형 혁신 생태계를 구축하고, ‘R&D-비즈니스-제조’에 이르는 미래 모빌리티 가치사슬(Value Chain) 전반을 견인할 새로운 사업과 기술을 개발∙검증할 계획입니다.

특히 HMGICs는 4차 산업혁명 기술을 접목한 지능형 제조 플랫폼을 개발하고 검증하는 테스트베드의 역할을 수행합니다. AI, 로보틱스, IoT 등 미래 기술이 결합된 지능형 제조 플랫폼은 스마트 팩토리로 향하는 이정표가 될 것입니다. 현대자동차그룹은 지능형 제조 플랫폼을 소규모 전기차 시범 생산 체계, 고객 주문형 생산 시스템 등에 적용해 다양한 검증 작업을 펼칠 예정입니다.

HMGICs 중점 추진 과제

KEY TECH1. 생산 공정 관련 기술

스마트 태그 시스템

현대자동차그룹 스마트 태그 작동 원리

자동차 생산공장에서는 하나의 생산 라인에서 여러 차종이 함께 제작되는 경우가 있는데, 차체에 작은 태그를 부착해 조립 로봇이 스스로 어떤 차종인지 파악하고, 그에 맞게 조립할 수 있도록 돕는 기술입니다. 스마트 태그 시스템을 도입하면 차종마다 다른 부품이 서로 섞이거나 잘못 조립되지 않도록 관리할 수 있어 불량률을 낮출 수 있습니다.

첨단 운전자 보조 시스템 (ADAS) 전장 집중검사 시스템

6대의 협동 로봇으로 된 단일 공정에서 전방 충돌방지 보조(FCA), 차로 이탈방지 보조(LKA), 후측방 충돌방지 보조(BCA), 스마트 크루즈 컨트롤(SCC), 서라운드 뷰 모니터(SVM) 등 5가지 ADAS 관련 장치와 전방 주행 정보 표시 장치(HUD)를 약 85초 이내에 자동으로 검사할 수 있는 기술입니다. 기존에는 ADAS 관련 기능들을 여러 공정에서 나눠 검사해 종합적인 작동 테스트가 쉽지 않고 생산 효율도 떨어졌지만, 해당 기술을 이용하면 품질 신뢰성은 물론 생산성을 한층 향상할 수  있습니다.

산업용 웨어러블 로봇 CEX & VEX

무거운 장비를 들고 장시간 일하거나, 허리를 숙여야 하는 자동차 생산공장 근로자들의 근골격계 부담을 줄여줘 부상을 방지하고, 작업 효율을 높여주는 산업용 웨어러블 로봇입니다. 근로자의 체형과 근력, 작업 환경에 따라 성능과 형태(각도∙길이)를 알맞게 조절할 수 있고, 무게 또한 가벼워 실용적입니다.

2. 개발∙플랫폼 관련 기술

버추얼 개발 프로세스

VR(Virtual Reality)을 활용해 가상의 자동차를 만들거나 주행 환경을 구축해 신차의 디자인, 설계, 안전성 등을 빠르고 유연하게 개선할 수 있는 기술입니다. 테스트 카를 제작하지 않고도 내외부 디자인을 살펴볼 수 있고, 기능을 작동시키는 것이 가능하기 때문에 신차 개발 기간의 약 20%를 줄일 수 있으며, 비용도 절약할 수 있습니다. 아울러 선행 개발 단계부터 품질을 검증할 수 있고, 빠르게 변하는 자동차 산업의 패러다임 변화와 고객의 요구에 신속하게 대응할 수 있습니다.

도장검사지 딥러닝 (Deep Learning) 스캐닝 인식 기술

자동차 도장면 검사 공정에 사용하는 ‘도장검사지’에 적힌 검사 시간∙차종∙이상 유형∙이상 발생 위치 등의 정보를 빠르게 추출해 빅데이터를 구축하는 기술로, AIR Lab이 생산개발본부와 협업하여 개발한 딥러닝 기술입니다. AI로 데이터베이스를 분석해 자주 발생하는 문제에 대한 대응책을 마련할 수 있게 되었습니다. 휠 얼라이먼트 조정 등 다른 공장 및 생산 공정에도 적용 가능하다는 게 특징입니다