"제조 현장서 결함 없애자"…현대차그룹, 스마트팩토리 전환 현황 공유

"모든 작업을 자동화하고 디지털 트윈 공장을 통해 일하는 방식이 달라진다."

현대자동차와 기아가 스마트 팩토리 혁신 제조 기술을 공유하기 위한 신기술 전시회인 'E-FOREST TECH DAY(이포레스트 테크데이) 2024'를 열고 소프트웨어 중심 공장(SDF)로의 전환을 위한 미래 비전을 한마디로 이 같이 설명했다.

올해로 5회차인 '이포레스트 테크데이'는 현대차·기아 제조솔루션본부 및 협력사가 제조 기술 혁신을 통해 SDF 구현을 가속화하기 위해 연구개발하고 있는 성과를 공유하는 행사로 22일부터 24일까지 현대차∙기아 의왕연구소에서 열린다. 지금가지 임직원 대상으로 공개했지만 올해는 외부에도 공개한다.

보스턴 다이나믹스의 4족 보행 로봇 '스팟'이 공장의 설비 상태를 점검하는 모습 (사진=현대자동차그룹)

신제조 기술 200여 건을 전시하는 한편 미래 신기술 방향성을 제시하기 위해 SDF, AAM, 로보틱스, 스타트업 등 4개의 테마관을 운영한다.

특히 200여 건의 전시 중 현대모비스, 현대로템, 현대위아, 현대오토에버, 현대글로비스, 현대트랜시스 등 6개의 그룹사가 28건, 스타트업이 5건의 전시에 참여한다.

또한 참가자들이 원활하게 정보를 공유하고 소통할 수 있도록 신제조기술 발표대회, 소프트웨어 유저 컨퍼런스, 빅테크 전문기업 세미나 등도 마련했다.

딥러닝 3D 비전 기술을 적용한 카메라가 전기차 PE 모듈의 커넥터를 촬영해 조립 방향과 위치를 확인하는 모습 (사진=현대자동차그룹)

소프트웨어와 하드웨어의 유기적 연결…SDF로 구현하는 'E-FOREST'

이포레스트는 고객의 가치를 실현하기 위해 모든 것을 유기적으로 연결해 제조시스템의 혁신을 추구하는 현대차와 기아의 스마트공장 브랜드로 인공지능(AI)과 로봇을 활용한 자동화 기술 및 인간친화적인 스마트 기술을 도입해 제조 시스템을 혁신하고 모빌리티 산업 전체를 고도화하는 것을 목표하고 있다.

정밀 이송 설비 기술 및 통합 소프트웨어를 활용해 UAM의 날개와 동체를 자동 정렬하는 모습 (사진=현대자동차그룹)

첫 글자인 'E'에는 보다 효율적(Efficient)이고 경제적(Economical)으로 모빌리티 산업 환경(Environment) 전체의 진보를 달성하겠다는 의미와 함께 고객 및 파트너사에 최고의 만족(Excellence)을 선사하기 위해 인공지능, 로봇 기술, 디지털 트랜스포메이션(DX), 정보통신기술(ICT) 등의 요소와 가치를 연결해 모두(Everyone)를 위한 혁신을 이루겠다는 뜻을 담았다.

이포레스트가 기반으로 삼는 SDF는 데이터 연결 및 디지털 전환을 통해 고객의 요구사항이 반영된 제품을 누구보다 빠르게 제공하는 생산공장으로 소프트웨어중심차(SDV)를 생산하는 기지 역할을 수행하게 된다.

현대차그룹은 향후 SDF가 구축되면 제조지능이 고도화되고 유연성이 확보되는 만큼 데이터와 소프트웨어를 기반으로 한 의사결정 및 공장 운영이 가능해지고 이는 생산 준비기간 단축을 비롯해 생산속도 향상, 신차 투입 시 투자 비용 절감, 품질 향상 등의 효과를 기대한다고 설명했다.

로봇이 스스로 차를 만든다

'이포레스트 테크데이 2024'에서는 제조 AI와 디지털 트윈, 물류·조립 자동화, 로보틱스 솔루션, AAM 제조기술 등 다양한 혁신 기술 200여 건을 전시한다.

물건을 적재한 물류로봇(우측)이 주변에 위치한 다른 로봇을 인식하고 이동하는 모습 (사진=현대자동차그룹)

핵심 기술로는 ▲물류로봇(AMR) 주행 제어 내재화 기술 ▲비정형 부품 조립 자동화 기술 ▲무한 다축 홀딩 픽스처(고정장치) 기술 ▲스팟(SPOT) 인더스트리 와이드 솔루션 ▲UAM 날개, 동체 자동 정렬 시스템 등을 꼽을 수 있다.

'물류로봇(AMR) 주행 제어 내재화 기술'은 물류로봇 활용에 필요한 제어 및 관제 소프트웨어 알고리즘을 내재화한 기술로 기존 전진 및 직진 이동만 가능하던 것과 달리 앞뒤 관계없이 전 방향 이동이 가능하며 좌우 바퀴 회전수를 제어해 중량물을 올린 상태에서도 물류로봇이 매끄럽게 곡선 주행을 할 수 있도록 해주는 기술이다.

'비정형 부품 조립 자동화 기술'은 AI 비전 알고리즘을 통해 호스류, 와이어류 등 형태가 고정되지 않은 비정형 부품도 인식하고 피킹 포인트를 자동으로 산출해 제어 명령을 내리는 프로그램으로 휴머노이드 로봇이 공장에 본격 도입될 경우 자율적인 공장 운영을 위해 필수적인 기술이다.

'무한 다축 홀딩 픽스처(고정장치) 기술'은 도어, 후드, 휠 등 각종 파트를 조립하기 위해 기존에는 각 파트에 맞는 픽스처가 별도로 필요했다면 이를 하나의 픽스처로 조립할 수 있도록 해 픽스처 제작 비용 절감은 물론 공장 유연화에 매우 효과적인 기술이다.

파트가 바뀔 때마다 해당 정보가 PC에 자동 입력되고 이를 통해 픽스처의 파트 고정 포인트가 자동으로 이동되어 해당 파트를 고정할 수 있다.

'스팟 인더스트리 와이드 솔루션'은 인공지능과 비전 처리, 빅데이터 처리 등을 활용한 지능형 점검 기술을 도입해 스팟이 눈, 코, 입에 해당하는 각종 센서를 통해 공장 환경에서 실시간 안전 점검과 설비 점검을 수행할 수 있는 기술이다.

마지막으로 'UAM 동체, 날개 자동 정렬 시스템'은 차량 대비 10~100배 이상의 조립 정밀도를 요구하는 UAM의 특성을 고려해 고중량의 UAM 동체와 날개를 1㎛(마이크로미터)단위로 자동 정렬해가며 정밀 체결하는 기술로 통상 3~5일 소요되는 과정을 단 몇 시간 작업으로 단축할 수 있다.