위험한 일은 로봇이, 불량은 AI가 잡아내는 스마트팩토리

최첨단 설비로 초미세 공정
삼성 반도체 생산성 20% 증가

현대차 '로봇 개'가 안전 책임자
LG 공장도 로봇이 조립·운반

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공장이 달라지고 있다. 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 빅데이터 등 새로운 기술을 도입하면서다. 주요 공정을 자동화한 것은 기본이고, 문제가 발생하기도 전에 상황을 진단할 수 있다. 수요를 미리 예측해 부품이나 자재를 선제적으로 주문하는 것도 가능하다. ‘스마트팩토리’라는 이름처럼 똑똑한 공장이 눈에 띄게 늘고 있다는 분석이다. 경제계 관계자는 “생산시설 혁신 경쟁에서 뒤처지는 기업은 생존이 어려울 것”이라고 말했다.

최신 설비 도입하고, 로봇도 투입

삼성전자는 반도체업계 최초로 극자외선(EUV) 공정을 적용한 최첨단 D램 DDR5 양산에 돌입했다. EUV 장비를 활용해 더욱 미세한 공정이 가능하다는 게 삼성전자 측 설명이다. 삼성전자는 EUV 공정을 통해 14나노미터(㎚·1㎚=10억분의 1ｍ) 선폭을 구현했다고 밝혔다.

지금까지 경쟁사들은 14나노급 반도체를 생산한다고 공개했지만 삼성전자는 선폭이 14나노미터라고 못박았다. 업계에서는 삼성전자가 경쟁사보다 한 발 앞서 나가고 있음을 강조하기 위해 이런 표현을 썼다고 분석했다.

EUV 장비를 활용하면 웨이퍼에 보다 얇게 선폭을 그릴 수 있다. 같은 양의 웨이퍼로 더 많은 반도체칩을 생산할 수 있다는 의미다. EUV는 기존 공정에 쓰이는 불화아르곤(ArF) 장비보다 광원이 14배가량 짧다. EUV를 적용하면 생산성이 약 20% 늘어날 것이라는 분석이 지배적이다.

현대자동차와 기아는 정보통신기술(ICT)을 기반으로 한 스마트팩토리를 구축하고 있다. 현대차·기아의 스마트팩토리는 △유연한 자동화 △지능화 △인간 친화 등을 추구하고 있다. 물류와 조립, 검사 등 각 공정의 자동화 비율을 높이고 지능형 공장 관리 시스템을 도입하겠다는 의미다. 또 위험할 수 있는 작업 환경을 자동화하거나 작업자 업무 부담을 덜 수 있는 협업 로봇을 도입하는 등의 방식으로 인간 친화적인 스마트팩토리를 만들겠다는 전략이다.

현대자동차그룹은 생산 현장에 로봇도 투입하고 있다. 보스턴다이내믹스의 ‘로봇 개’ 스폿을 활용해 외부인의 무단 침입을 감지하고 화재 발생 가능성을 점검하겠다는 계획이다. 이 로봇은 최근 기아 광명공장(오토랜드 광명)에 시범 투입됐다. 스폿은 사람이 이동하기 힘든 좁은 공간과 계단 등을 자유롭게 오갈 수 있고, 유연한 관절을 활용해 사람의 눈으로 확인하기 힘든 사각지대도 파악할 수 있다.

스마트공장으로 에너지 효율도 높인다

SK그룹은 계열사별로 다양한 방식으로 생산 효율성을 높이고 있다. SK하이닉스는 지난 2월 3조5000억원을 투자해 M16 이천공장을 준공했다. 이 공장에는 SK하이닉스 최초로 EUV 노광 장비가 도입된다. SK하이닉스는 EUV 공정기술의 안정성을 확보해 향후 10나노급 D램 모든 제품을 EUV를 활용해 생산한다는 계획이다. SK E&S는 수소 드론 등 새로운 형태의 장비를 활용해 생산설비를 관리하는 방안을 추진하고 있다. 외곽지에 매설된 도시가스 배관이나 원거리 해상풍력 단지 등 사람이 접근하기 어려운 시설물 안전 점검과 장거리 물품 배송에 수소 드론을 활용할 예정이라고 회사 관계자는 설명했다.

LG그룹은 디지털 트랜스포메이션 전담조직을 설립하고, 주요 제조 계열사의 생산시설을 스마트공장으로 바꾸는 작업을 진행하고 있다. 최근엔 LG전자 창원공장을 지능형 자율공장으로 바꿨다. LG스마트파크라는 이름으로 재탄생한 LG전자 창원공장(창원1사업장)의 가장 큰 특징은 개별 건물에 분산했던 제품별 생산라인을 하나의 생산동으로 통합한 것이다. 통합생산동 건설 및 운영에는 빅데이터와 AI, 로봇 등이 총동원됐다. LG유플러스의 ‘5G 전용망 기반 물류 로봇’이 공장 내에서 자재를 운반하는 게 대표적이다. 통합생산동이 완공되면 최대 200만 대 수준이던 기존 창원1사업장의 연간 생산능력이 300만 대 이상으로 늘어난다. 에너지 효율은 30% 정도 개선될 전망이다.

도병욱 기자 dodo@hankyung.com