[르포]컨베이어 벨트없는 ‘셀 방식’ 생산..현대차그룹 제조혁신 엿보니

by이다원 기자
2023.11.21 16:00:00

[싱가포르=이데일리 이다원 기자] 컨베이어 벨트 대신 동그란 셀(Cell)에서 작업자 1명과 로봇이 함께 차량을 만들고 나면 로봇 개가 와서 조립의 품질을 검사한다. 사람보다 로봇이 더 많은 스마트 제조시설, 가상공간에 현실과 동기화한 쌍둥이 공장을 구현한 디지털 트윈 기술 기반의 생산 효율까지. 16일(현지시간) 현대차그룹 싱가포르 글로벌 혁신센터(HMGICS) 준공식에 앞서 미리 살펴본 센터의 첫 인상이다. 이날 현장에서 만난 정홍범 HMGICS 법인장은 “인공지능(AI)·로보틱스·빅데이터가 결합한 첨단 차량 제조·개발의 중심지인 HMGICS는 현대차그룹이 미래 모빌리티로 진행(하는) 과정의 시작점”이라고 말했다.

현대차그룹 싱가포르 혁신센터(HMGICS) 전경. (사진=현대차그룹)

올해 5월부터 가동을 시작한 HMGICS는 현지 판매용 아이오닉5와 미국 수출용 자율주행 ‘로보택시’를 만들고 있다. 센터는 연면적 9만㎡(약 2만7000평)에 지하 2층에 지상 7층 규모로 지어졌고, 하나의 건물에 소규모 제조 설비, 연구개발(R&D) 및 사무를 위한 업무 공간, 고객 체험 시설까지 모든 시설이 갖춰진 복합 공간으로 구성됐다. 총 280명에 달하는 직원 중 절반 이상이 R&D 인력으로 생산직 비중은 높지 않다.

HMGICS는 제조 혁신을 통해 연간 3만대 규모의 전기차 생산이 가능하다. 현대차그룹 생산 표준(연간 30만대)의 10분의 1 수준이지만 한 시간에 2.5대를 생산하는 높은 생산성을 보이고 있다. 이를 시간당 10대 수준까지 끌어올리는 것이 목표다.

현대차그룹 싱가포르 글로벌 혁신센터에서 개발 및 검증해 실제 생산에 적용 중인 ‘셀(Cell)’ 방식 생산 시스템. 타원형 동그라미 하나가 한 개의 셀로, 생산 공정을 각 셀 별로 시행해 차량을 만든다. (사진=이데일리 이다원 기자)

높은 생산성의 비결은 로봇·AI를 활용한 지능형·자동화 솔루션과 셀(Cell) 기반 생산 시스템이다. 프레스, 도장, 조립 등을 개별 조립 공간인 셀에서 진행하는 병렬식 생산 구조를 통해 공정 속도와 정확성을 높였다. AI는 주문량 데이터를 기반으로 생산량을 유연하게 조절한다. HMGICS 현지 직원인 스펜서 리 생산관리 매니저는 “항공 제조업에서 엔지니어로 오래 일하며 자동화를 경험했지만 이처럼 크게 진행된 적이 없어 기대가 크다”고 말했다.

현대차그룹 싱가포르 혁신센터의 생산 라인에서 작업자가 아이오닉 5를 조립하고 보스턴 다이내믹스의 로봇 ‘스팟’이 조립의 품질을 검사하고 있다. (사진=현대차그룹)

이날 3층 작업장에 들어서자 컨베이어 벨트 대신 동그란 타원형 작업장인 셀 27개가 눈에 띄었다. 주요 공정을 진행하는 셀에서는 작업자 한 명과 ‘로봇 개’로 알려진 보스턴다이내믹스 ‘스팟’(Spot)이 함께 일한다. 작업자가 부품을 조립하면 스팟이 사진을 찍어 AI 알고리즘으로 품질을 검증하는 식이다. 시트, 타이어 등 무거운 부품을 조립하는 셀은 이미 자동화가 끝나 로봇만 배치돼 있다. 이렇게 만들어진 차량은 무인검사를 거친 뒤 출고센터로 옮겨진다.

각 셀에서 조립한 부품과 차체는 로봇이 날랐다. 물류를 책임지는 자율주행로봇(AMR)은 부품을, 무인운반차량(AGV)은 일정 수준 이상 조립한 차체를 다음 셀로 옮겨 갔다. 공정이 제대로 돌아가고 있는지를 확인하는 ‘보전(Maintanence) 봇’도 작업장 곳곳을 살폈다.

현대차그룹 싱가포르 글로벌 혁신센터(HMGICS) 셀에서 제조한 차량을 로봇이 스캔해 차종 및 공정 상태를 파악하고 있다. (사진=이데일리 이다원 기자)

HMGICS의 또 다른 특징은 소프트웨어 기반 공장이라는 점이다. 현지의 설비, 생산 시스템을 똑같이 갖춘 쌍둥이 공장 ‘메타 팩토리’가 가상 공간에 만들어져 있다. 직원들은 이곳을 활용해 실제 공장을 돌리지 않고도 가동률을 최적화하거나 제조·물류 공정을 관리하는 방법을 찾아낸다.

현대차그룹 싱가포르 글로벌 혁신센터(HMGICS)에서 직원들이 디지털 트윈(Digital Twin)을 통해 공정을 관리하는 모습. (사진=현대차그룹)

가상 공장과 실제 공장을 함께 관리하는 HMGICS ‘디지털커맨드센터’(DCC)는 4층에 위치해 있다. 종합상황실처럼 대형 모니터가 전면에 배치한 공간에 열명 남짓한 직원이 배치됐다. 실시간으로 물류·생산 공정에서 발생한 오류를 원격으로 확인하고, AI와 데이터를 활용해 발생할 수 있는 오류까지 미리 잡아냈다.

이를 위해 현대차그룹은 건물 전체에 5G 통신망을 깔고 실시간 데이터 공유가 가능한 플랫폼을 구축했다. 작업장을 누비는 로봇 200대가 서로 충돌하거나 사람과 부딪히지 않는 이유기도 하다. 현지 관계자는 “로봇들 역시 5G 관제 시스템에 따라 움직인다”며 “그냥 움직이는 것 같아 보여도 최적의 경로를 따라 움직이고 있다”고 설명했다.

현대차그룹 싱가포르 혁신센터의 생산 라인에서 물류 로봇(AMR)이 부품을 옮기기 위해 이동하고 있다. (사진=현대차그룹)

제조뿐만 아니라 고객경험도 디지털 기반으로 이뤄진다. 고객이 스마트폰으로 아이오닉5의 트림, 색상, 옵션을 정해 구매하면 이에 맞게 공장이 차를 생산한다. 이를 받기 위해 HMGICS에 들어서면 로봇이 키우는 거대한 수직형 스마트팜이 고객을 맞아준다. 로봇과 사람이 함께 만든 ‘맞춤형’ 차의 생산 과정은 3층 가상현실(VR) 투어를 통해 확인할 수 있다.

현대차그룹은 이곳에서 개발·실증한 제조 플랫폼을 미국 조지아에 현대차그룹 메타플랜트 아메리카(HMGMA)와 한국 울산 전기차(EV) 전용공장 등 전 세계 전기차 신공장에 단계적으로 도입할 예정이다. 또한 생산 시스템 내에서 AI가 자동으로 데이터를 확보·분석하고 문제가 생길 경우 자체적으로 조치하는 ‘자율 공장’까지 개발할 계획이다. 미래 먹거리인 고객 맞춤형 목적기반형차량(PBV)과 미래항공모빌리티(AAM)을 개발도 이곳에서 디뤄진다.

정홍범 HMGICS 법인장(전무)은 “HMGICS는 미래 모빌리티에 대해 단순히 제조만이 아니라 다양한 모빌리티를 시장에서 실증하고 기술을 확보해 글로벌하게 전개할 것”이라며 “생산성과 품질을 데이터 기반으로 최적화하는 알고리즘을 각 공장에 맞춤형으로 전개하는 것이 목표”라고 설명했다.

정홍범 현대차그룹 싱가포르 글로벌 혁신센터(HMGICS) 법인장. (사진=현대차그룹)