조선소 ‘마지막 수작업’ 물류 자동화 착수…삼성重·한화오션 실증

[이데일리 신영빈 기자] 조선소에서 마지막까지 사람 손에 의존해온 물류 공정의 자동화가 본격 추진된다. 소부재와 소조블록의 운반·적치 작업을 로봇과 디지털트윈 기술로 자동화해 생산 효율을 높이는 것이 핵심이다.

5일 업계에 따르면 삼성중공업(010140)은 최근 산업통상부 조선해양산업기술개발사업의 국책과제인 ‘중대형 선박의 유연생산 시스템을 위한 지능형 물류 관리 기술개발’에 착수했다. 총 연구개발(R&D) 사업비는 약 260억원이며, 이 가운데 정부 지원금은 200억원 규모다. 연구 기간은 2026년 4월부터 2030년 12월까지다.

삼성중공업 거제조선소. (사진=삼성중공업)

조선소 물류 자동화율 ‘0%’…소조립 공정 병목 겨냥

이번 과제는 대형 조선소 내업 공정 중 자동화가 가장 더딘 물류 영역을 겨냥한다. 국내 대형 조선소의 내업 공정 자동화율은 약 60% 수준까지 올라왔지만, 절단된 소부재와 소조블록의 운반·적치를 담당하는 물류 자동화율은 사실상 0%에 머물러 있다는 게 컨소시엄의 진단이다.

조선소에서는 두께 6~40㎜, 중량 20~150㎏의 불규칙한 소부재를 작업자가 수동 크레인과 지게차로 분류·적재하는 방식이 여전히 활용되고 있다. 이 과정에서 숙련도에 따른 작업 편차, 오이송, 팔레트 파손, 고중량물 취급에 따른 안전사고 위험이 발생한다.

특히 소조블록 제작 공정은 전체 조립 공정 기간의 약 30%, 원가의 약 25%를 차지하는 핵심 단계로 꼽힌다. 해당 구간의 물류 효율화가 조선소 전체 생산성과 원가 경쟁력에 직결되는 셈이다.

갠트리 로봇·AMR·디지털트윈 투입…대형 조선소 2곳 실증

과제의 목표는 소조립 공정 전후 단계에 적용할 수 있는 인공지능(AI) 기반 지능형 물류 관리 기술을 개발해 대형 조선소 2곳에서 검증하는 것이다.

개발 대상은 절단 소부재를 자동 선별·팔레타이징하는 갠트리 로봇, 소부재와 소조블록을 형상에 맞게 가변 적치하는 스마트 랙 시스템, 소부재 이송용 1.5톤급 자율주행 물류로봇(AMR), 소조블록 이송용 10톤급 AMR, 디지털트윈 기반 통합 관리 시스템 등이다. 지능형 무인 물류 시스템에 대한 안전기준 제정과 시험검증 절차 개발도 포함된다.

컨소시엄에는 주관기관인 삼성중공업을 비롯해 한화오션(042660), 에스피시스템스(317830), 올포랜드, 고레로보틱스, 동국대학교, 포항산업과학연구원(RIST), 한국선급, 한국산업기술시험원(KTL), 중소조선연구원 등이 참여한다.

고레로보틱스 자율주행 자재 운반 로봇 (사진=고레로보틱스)

삼성중공업과 한화오션은 실제 조선소 현장 실증에 참여하고, 각 전문기업과 기관은 로봇·스마트 랙·디지털트윈·안전검증 등 세부 기술을 나눠 개발한다.

에스피시스템스는 스마트 랙과 크레인 연동 등 물류 설비 영역을, 올포랜드는 디지털트윈 기반 통합 관리 시스템을 담당한다. 고레로보틱스는 1.5톤급·10톤급 AMR과 조선소 특화 자율주행 기술 개발을 맡는다. 한국선급과 KTL 등은 시험검증과 안전기준 마련에 참여해 향후 표준화 기반을 뒷받침한다.

조선소는 일반 제조공장과 달리 자재 크기와 형상이 일정하지 않고, 분진·조명 변화·통신 음영 등 변수가 많다. 10톤급 AMR은 오버헤드 크레인과 실시간으로 연동해 하역 지점에 정밀 진입·정렬해야 한다. 여러 대의 AMR이 동시에 움직이는 군집주행, 차량 간 통신 기반 충돌 회피, 대형 부재 합동 이송 기술도 확보할 계획이다.

생산성 10%↑·원가 15%↓…무인화 조선소 기반 확보

컨소시엄은 이번 기술 개발을 통해 소조립 블록 생산성을 10% 높이고 생산원가는 15% 절감한다는 목표를 세웠다. 이를 위해 갠트리 로봇의 소부재 팔레타이징 작업 시간을 40초 이하로 단축하고, 1.5톤급 AMR은 최대 1500㎏, 10톤급 AMR은 최대 1만㎏까지 운반할 수 있도록 개발할 계획이다. 또한 최대 8대의 AMR을 동시에 운영하는 기술도 구현한다.

이번 과제는 조선업 생산방식 전환의 분수령이 될 것으로 기대된다. 국내 조선업은 수주 회복에도 숙련 인력 부족과 고령화, 고위험 작업 기피 현상이 심화되고 있다. 그동안 자동화가 용접·절단 등 개별 공정에 집중됐다면, 앞으로는 공정 간 물류까지 지능화해야 생산성을 높일 수 있다는 공감대가 확산되고 있다.

업계 관계자는 “조선소 물류는 작업 환경이 복잡하고 취급하는 부재가 무거워 자동화 난도가 매우 높은 분야”라며 “이번 과제를 통해 소조립 공정의 물류 병목을 해소하고, 24시간 무인 조선소 구현을 위한 핵심 기반 기술을 확보할 수 있을 것”이라고 말했다.