4차 산업혁명 시대로 조선산업도 혁신적인 변화를 예고하고 있습니다. 이로 인해 인공지능, 사물인터넷, 로봇, 드론, 자율운항(주행) 등 최첨단 기술의 도입이 많아지는 추세입니다. 이에 따라 조선업계 최초로 열간 가공 작업에 인공지능 기술(로봇 시스템)을 적용한 대우조선해양 산업기술연구소 스마트야드 연구부의 허철은 부서장, 기계 자동화 연구부 추길환 수석과 함께 자동화 생산관리 시스템과 자동화 핵심기술을 알아보도록 하겠습니다.

Q. 기계 자동화 연구란 무엇입니까?

A. 기계 자동화 연구라고 하면 범위가 넓습니다. 간략하게 말하면 조선소에서 선박이나 해양 플랜트를 생산할 때 작업을 기계나 자동화 장비를 활용해서 자동화할 수 있도록 다양한 계발을 하여 좁게는 망치부터 넓게는 공장 전체 자동화하는 로봇, 컨베이어 시스템을 포함하는 연구입니다.

Q. 최근 자동화 시스템의 트랜드는 어떻게 됩니까?

A. 조선산업은 노동 시장적 산업입니다. 그래서 지금까지는 단일 작업 자동화에 중점을 두고 있었지만, 최근에는 인더스트리 4.0 기술적 발전의 흐름에 맞추어 단순 단일 작업 자동화에 그치지 않고 이것을 지능화하여 각 자동화 장비의 네트워크 연결, 머신러닝, AI를 접목하여 자율화까지 가능하게 하는 것이 최근 자동화 시스템 분야의 관심입니다. 결론적으로 단일 작업 -> 자동화 지능화 -> 연결화 -> 자율화 순서로 가는 단계입니다.

Q. 대우조선해양만의 자부할 수 있는 자동화 생산 시스템은 무엇이 있습니까?

A. 대우조선해양에서는 여러 가지 자동화 생산 시스템이 개발되고 현장에 적용되고 있지만, 대표적으로는 용접 부분의 자동화입니다. 배를 만든다는 것을 간단하게 말하면 철판을 자르고 굳히고 페인트 칠하는 것으로 축약해서 말할 수 있습니다. 자르고 붙이는 작업에서 용접은 상당히 중요한 공정입니다. 대우조선해양에서는 용접을 자동화하는 여러 가지 자동화 장비 로봇 등을 개발하여 혁신적인 기술과 제품을 현장에 적용하고 있습니다.
 

<대우조선해양 용접로봇>

Q. 자동화 생산 시스템을 필요로 하는 이유와 목적에는 무엇이 있습니까?

A. 자동화 생산 시스템이 꼭 생산성을 목표로 하는 것은 아닙니다. 조선소에는 작업환경이 위험한 곳들이 많아 안전하게 작업할 수 있도록 도와주는 장비들도 많이 개발하고 있습니다. 단순히 자동화 연구라는 부분이 사람의 인력을 대체하는 연구만 하는 것이 아니라 여러 가지 안전사고에 대한 연구도 진행하고 있습니다. 그리고 최근 환경 이슈에 따라 여러 유해 물질을 배출하지 않는다든지 소음을 예방하는 자동화 장비 또는 설비에 대한 연구 등을 같이 병행하고 있습니다. 따라서 자동화는 생산성뿐만 아니라 안전한 작업환경 설비, 환경과 관련된 장비 개발과 협업적 용도로 많이 이루어지고 있습니다.

Q. 공정의 자동화율이 다른 기업(삼성, 현대 자동차)의 생산 자동화와 비교하여 어떤 차이가 있습니까?

A. 저희 회사를 비롯한 조선업의 자동화율과 삼성전자와 같은 제조업, 자동차 산업의 자동화율은 개념과 상황이 매우 다르다고 할 수 있습니다. 예를 들어 삼성전자는 제가 알기에도 1970년대 말 그리고 1980년대 초에 벌써 무인화된 공장에서 제품을 생산하고 있었고, 자동차 공장은 컨베이어 시스템을 통해 많은 공정이 무인화 자동화되어 있었습니다.
그에 반해 조선소는 중후 장대한 제품을 생산하기 때문에 일반적인 전자제품이나 자동차 산업과는 다른 형태의 물류가 이루어지고 있고 물류를 중심으로 작업과 자동화가 형성되고 있습니다. 그러다 보니 일반적인 제조업이나 자동차 산업과는 비교할 수 없을 정도로 자동화율이 낮은 형태인 반면 세부 공정별로 상당히 많은 작업이 이루어지기 때문에 개별 부분에서 자동화가 이루어지고 있습니다. 특히 조선소는 공정이 다양하고 많은 사람이 함께 일하는 작업 형태이기 때문에 실제 자동화율을 높이기 위해서는 작업들을 잘 분석하고 그에 적합한 자동화 장비를 어떻게 개발하느냐가 앞으로의 공정 자동화율에 큰 영향을 미친다고 말할 수 있습니다.

Q. 대우조선해양에서 도면 없이 선박 의장품을 생산할 수 있는 시스템을 구축하였는데 원리와 방법이 궁금합니다.

A. 도면 없이 생산한다는 것은 ‘도면 자체를 만들지 않는다.’라는 의미는 아닙니다. 보통 도면은 설계를 분명히 해야 하고 생산하는 형태는 그 도면을 종이 형태로 출력을 해서 의장품을 생산, 설치하는 작업을 합니다. 의장품에 관련된 설계는 당사가 하고 의장품을 제작하는 곳은 사내 또는 사외 협력 업체, 의장품 제작업체가 있습니다.
지금까지는 의장품 제작업체에 도면을 주면 그 도면을 프린트해서 각 필요한 의장품들을 제작하고 그것을 납품 받아서 선박에 설치하는 작업들이 이루어졌습니다. 단계별로 도면이 종이로 인쇄되고, 인쇄가 된 종이를 기반으로 의장품을 제작·설치하고 검사하는 등의 모든 단계에서는 종이로 프린트된 도면들을 사용했습니다. 하지만 최근에는 종이가 필요 없이 설계된 정보를 사내 외 업체들과 네트워크를 통해 전산화된 정보로 제공하고, 의장품 제작업체에서도 자동화 장비들을 통해 설계정보를 바로 연동시켜 장비가 직접 정보에 근거해서 의장품을 생산하도록 하는 시스템으로 변경되고 있습니다. 또한 제작된 의장품을 설치할 때도 종이로 된 도면이 아닌 전자 디바이스를 이용한 설치·검사정보 등의 작업이 이루어지고 있습니다. 그래서 종이가 필요 없는 페이퍼리스(paperless) 전자도면을 이용한 의장품 제작 및 설비 검사 형태로 발전되었다고 이해하시면 되겠습니다.

Q. 전 세계 조선업 최초 열간 가공 작업에 인공지능 기술을 접목한 로봇 시스템인 ‘곡누리’를 개발하여 현장에 적용하였는데 냉간 가공 작업에 인공지능 기술을 접목한 로봇 시스템의 현재 추진과 현황은 어떻게 됩니까?

A. 기사에서 보신 것처럼 곡면을 가공하기 위해서는 냉간 가공, 열간 가공의 공정으로 이루어집니다. 냉간 가공은 프레스, 롤러 같은 형태로 눌러서 형을 바꾸는 형태입니다. 열간 가공은 열을 가해서 가스 토치, 유도가열을 이용하여 곡면을 바꾸는 형태입니다. 현재 사용하고 있는 장비는 열을 이용한 자동화 장비입니다. 열간 장비, 냉간 장비 모두 기존의 고기량 작업자들이 경험에 의해서 작업하는 것을 데이터베이스화하여 기계가 자동으로 작업할 내용을 판단할 수 있도록 하는 형태로 개선 중입니다. 곡면을 가공하기 위해서는 냉간 가공과 열간 가공이 유기적으로 이어져야 합니다. 냉간 가공에 대한 부분도 작업자의 노하우, 경험들을 바탕으로 데이터베이스화하여 자동화를 준비 중입니다.
 

<인공지능 로봇 ‘곡누리’>

Q. 고성능 로봇과 인공지능 시스템으로 생산하였을 때 가장 크게 증가한 생산효율은 어떤 것이 있습니까?

A. 수중 로봇과 착용 로봇은 현재 구체적인 연구 방향이 잡혀 있지 않지만, 모든 부분에서 생산 경쟁력을 높이기 위해 필요한 부분은 대부분 받아들이도록 준비하고 있습니다. 기본적으로 로봇, 인공지능과 같은 자동화 시스템을 통하여 생산에 기여하려는 부분은 작업자의 안전, 작업의 생산성 향상, 환경친화적인 생산 환경 구축 등이 있습니다. 예전에는 생산과정에서 작업자의 노하우와 경험에 의존했다면, 최근에는 인공지능, 빅데이터, AI와 작업자 개인의 노하우 그리고 경험을 연계하여 데이터베이스화하는 자동화의 형태로 장비 개발을 하고 이를 생산의 표준으로 삼을 수 있도록 준비하고 있습니다.

Q. 대우조선에서 추구하는 조선산업의 자동화 생산 시스템 발전 방향 및 전망에 대해 궁금합니다.

A. 기본적으로 산업 기술 연구소는 조선소의 생산에 관련된 자동화를 중심으로 연구 중입니다. 최종 목적을 ‘누구나 안전하고 편하게 작업할 수 있는 조선소를 만들자’로 하고 있습니다. 여기서 ‘누구나’는 앞서 말한 것처럼 고 기량 자, 신입사원 등 사람의 노하우에 의존하지 않고 데이터에 기반한 형태로 일정한 품질과 생산성을 내는 개념이고, ‘안전하게 작업하자’는 우리나라의 조선산업에서의 작업환경을 안전하고 깨끗하게 그리고 편리하게 바꿔 줌으로써 작업자의 만족도를 지키고 아울러 생산하는 제품에 대한 경쟁력도 높이는 방향으로 나아가자는 뜻입니다. 개인적인 생각으로는 전자 산업, 자동차 산업과 비교해보면 조선산업의 자동화 방향이 나올 수 있을 것 같습니다. 전자 산업은 1980년대 초에 이미 무인화 공장이 되어 사람을 최소화하고 장비와 로봇이 제품을 생산하는 형태로 자리 잡았습니다. 자동차 산업은 자동화가 많이 되어 있는데, 라인을 자세히 보면 전 단계와 후 단계로 나뉘어 있습니다. 전 단계는 사람이 필요 없는 로봇을 이용하는 자동화 라인으로 되어있고, 후 단계의 조립하는 라인은 로봇과 자동화 장비 그리고 사람이 하는 일을 잘 분석하고 분류하여 최대의 효율을 내기 위해 컨베이어 시스템에 사람들이 체계적으로 분업화되어 일하는 형태로 이루어져 있습니다. 반면 조선 산업은 복잡한 공정에서 많은 물류의 생산이 이루어지고 있는데, 전체를 자동화하려고 보면 답을 내기에 어려움이 있습니다. 하지만 작업을 잘 분석하고 자동화율을 높여서 사람이 없는 공장화를 할 수 있는 환경으로 만들고, 자동화하기 힘든 부분을 사람이 해야 하는 일의 흐름으로 나누어서 체계화하면 전체적인 조선소의 자동화율을 높이고 상당히 경쟁력 있는 대한민국의 조선소가 될 수 있을 것 같습니다. 이러한 관점에서 자동화를 계속 추진하고 있습니다.

Q. 자동화 생산관리 시스템에 조선해양공학도 또는 조선해양학부의 학생이 필요로 하는 지식이나 역량에는 어떤 것이 있습니까?

A. 우선 조선해양공학을 전공하는 분이라면 조선해양에 관련된 기본적인 배경지식은 갖춰야 한다고 생각합니다. 또한 기본적인 조선해양 지식을 바탕으로 현재 이루어지고 있는 자동화, AI, 빅데이터 등 신기술의 동향과 기술적인 트렌드에 관한 역량을 키우면 좋을 것 같습니다.
현대의 융복합 시대에서는 단일 기술만으로 이루어지는 경우는 드물고, 대부분 타 전공과의 융복합 형태가 많이 이루어지고 있습니다. 안전과 환경에 대해 말씀 드린 것처럼 안전에 대한 규제, 자동화 기술을 합쳐서 생산이 이루어지고 있기 때문에 여러 가지 타 산업과 기술에 대한 융합 그리고 협업에 관해 공부한다면 다방면에서 능력을 발휘할 수 있을 것입니다. 특히, 많은 시스템과 공정이 이루어져서 선박이 건조되기 때문에 협업할 때 사람 간의 소통 역량도 갖춰진다면 조선해양산업에서 더욱 활약하실 수 있을 것 같습니다.

인터뷰 후기



기사, 칼럼 등을 보며 정보를 얻었지만, 그 정보가 기억으로 되진 않았습니다. 최근 가장 관심을 가지는 자동화, 인공지능에 대하여 기업에 계시는 분들을 섭외하여 궁금한 질문과 미래에 대한 추세, 현황을 직접 묻고 답변을 받는다는 기회는 일반적인 학생들에게는 어렵다고 생각합니다. 짧은 40분의 인터뷰 시간이었지만 많은 부분을 얻은 기분이기에 영광의 자리라고 생각합니다. 미래의 기업의 생산시스템, 현존하는 로봇들의 원리와 기술력을 직접적으로 들을 수 있어 조선 공학도가 되기 위함에 있어 쌓아야 할 역량, 접목시킬 과목을 생각할 수 있는 시간이었습니다. 그렇기에 막연했던 취업의 방향을 조금이나마 잡을 수 있다고 생각합니다. 인터뷰를 통해서 조선산업으로 미래에 대한 한걸음 다가설 수 있는 기회였다고 생각합니다.



자동차 시장에서 기계 자동화에 대한 소식은 뉴스를 통해서 많이 접했지만 조선 분야에서의 기계 자동화는 어떤 식으로 진행이 되고 있고 현장에는 어떻게 적용이 되고 있었는지 몰랐습니다. 하지만 이번 인터뷰를 통해 조선·해양공학부를 진학하면서 취업을 하고 싶은 기업 중 하나인 대우조선해양 분들을 이야기를 들으면서 학부에서는 배울 수 없는 현장에 대한 정보를 얻을 수 있었고 조선 분야에서의 기계 자동화는 어떻게 이뤄지는지 알 수 있었습니다. 연구원님께서 조선산업은 많은 인력을 요구하는 노동집약적인 산업이라고 말씀하셨습니다. 저도 같은 생각을 하고 있고 노동자들의 작업을 편하고 안전하게 하면서 효율을 높이고 작업 시간을 줄여 다른 기업과의 경쟁에서 우위를 가져가야 하기 때문에 기계 자동화는 조선 분야에서 중요한 부분 중 하나라고 생각합니다. 많은 조선 공학도분도 기계 자동화에 관심을 가졌으면 좋겠습니다.



직접 대우조선에 답사하여 자동화 공정 현황을 눈으로 체험해보지는 못해 아쉬웠지만, 이번 화상 인터뷰를 통해 생산 자동화 시스템이 현장에서 어떻게 적용되는지 구체적으로 설명해 주셔서 자동화 협업 솔루션에 대한 이해에 많은 도움이 되었습니다. 또한 변화무쌍한 시대에 대비하여 자동화 신기술, 최근 트렌드에 맞춰 조선공학도가 갖추어야할 지식과 기술력을 곰곰이 생각해 보는 뜻깊은 시간이었습니다. 급하게 인터뷰에 응해주신 ‘추길환’, ‘허철은’ 부장님들께 다시 한번 감사드립니다. 저희뿐만 아니라 생산 자동화 시스템에 대해 궁금한 조선 공학도분들께 서도 조금이나마 도움이 되었으면 좋겠습니다.
 
출처: http://news.kbiz.or.kr/news/articleView.html?idxno=73755
         https://news.naver.com/main/read.nhn?oid=014&aid=0001949418
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