협동로봇이 바꾼 조선소…HD현대삼호 "도메인 지식 쌓아야"

"협동로봇이 없으면 용접을 소화하지 못할 정도로 익숙하게 활용하고 있습니다."

홍지웅 HD현대삼호중공업 책임매니저는 18일 '콜라보레이트 코리아 2025'에서 조선업 현장에 협동로봇이 가져온 변화를 소개했다.

인력 부족과 숙련 인력 유출이 심각해진 조선업 환경에서, 협동로봇은 단순한 자동화 도구가 아니라 불가피한 생산 기반이 되고 있다는 것이다.

HD현대삼호는 현재 약 80대의 협동로봇을 운영 중이다.

홍 책임은 "최근 조선업은 액화천연가스(LNG)선 발주 증가 등으로 전례 없는 호황을 맞고 있지만 사람을 찾을 수 없다"고 현장의 난제를 짚었다.

HD현대삼호는 기존 자동화 장비인 캐리지 시스템을 활용해왔다. 하지만 이 방식은 한계가 있었다. ▲1인당 한 대만 운영 가능하고 ▲용접 자세별로 장비를 교체해야 하며 ▲가이드 롤러 간섭으로 비용접장이 발생하거나 ▲사후 작업이 필요하기도 했다.

홍 책임은 "자동화를 위한 자동화처럼 겉보기만 자동화였던 시기도 있었다"며 캐리지 기반 자동화가 생산성 개선에 한계가 있었다고 회상했다.

반면 협동로봇을 적용한 후 생산성은 눈에 띄게 달라졌다. 그는 "용접은 한 번 돌리면 15~20분 동안 돌아가기 때문에 작업자가 굳이 붙어 있을 필요가 없다"고 설명했다.

이 덕분에 작업자 한 명이 2대씩, 숙련되면 3~4대까지 동시에 운영이 가능하다. 인당 하루 50셀까지 작업할 수 있다. 용접 품질도 수동보다 훨씬 일정하고 우수한 결과물을 보였다.

블록 내부에는 셀(소형 용접 구획)이 블록 하나당 40~120개가량 분포한다. 과거에는 용접사가 캐리지를 들고 들어가 반복 수행해야 했던 고강도 공정이다.

홍 책임은 "총 79가지 셀 타입을 전부 로봇에 심어서 다 커버할 수 있게 프로그램을 맞춰 놓았다"며 "작업자 개입을 최소화해 반복 품질을 확보하고 후속 작업 공수를 절감할 수 있다"고 설명했다.

이어 "이 팀에서는 협동 로봇이 없으면 용접을 소화하지 못한다"며, 협동로봇이 이제 셀 공정의 필수 인프라가 됐다고 강조했다.

HD현대삼호는 곡블록과 맞대기(버트) 용접 등 고난도 공정에도 협동로봇을 확장 적용하고 있다. 곡블록에서는 환경 자체가 좁고 험해 터치센싱 시간이 더 길게 소요되지만, 이를 해결하기 위해 센서 업그레이드 등 기술 개발이 진행 중이다.

홍 책임은 협동로봇이 단순 자동화 이상의 의미를 가진다고 강조했다. 그는 "피지컬 인공지능(AI)을 제조업에서 보여준 사례는 아직 거의 없다"며 "협동로봇은 그것을 가능하게 하는 기반"이라고 설명했다.

그는 협동로봇 도입 이후 머신데이터 확보가 가능해졌고, 실제로 이를 통해 작업 효율·설계 개선·AI 결함 검출 모델을 개발하고 있다고 밝혔다.

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