로봇이 용접·물류 ‘척척’… ‘디지털공장’은 10분 빨리 돌아간다

‘등대공장’ 창원 LG스마트파크

AI·빅데이터로 현장 미리 예측
첨단기술 동원 58종 모델 생산
13초마다 냉장고 1대씩 ‘뚝딱’

생산률은 ‘쑥’… 불량률은 30%↓
2025년 오븐·세척기라인 확대

지난 6일 경남 창원에 위치한 LG전자의 스마트파크 1(통합생산동) 3층에 위치한 냉장고 생산라인. 입구에 들어서자 5세대 이동통신(5G)기반의 무인운반 로봇(AGV)들이 화물을 싣고 분주하게 움직이고 있었다. 공장 위쪽으로는 고공 컨베이어를 타고 부품을 실은 박스들이 재고 시스템에 맞춰 신속하게 이동했다. 냉장고 몸체가 컨베이어 벨트를 타고 이동하자 딥러닝을 거친 무인 로봇들이 큐아르(QR)코드로 인식한 냉장고 모델에 맞춰 컴프레서를 삽입하고 용접 과정을 거쳤다. 로봇팔이 개당 20㎏ 나가는 문짝 두 개를 가볍게 들어올려 냉장고 몸체에 조립했다. 58종의 다양한 냉장고가 한 생산라인에서 13초마다 1대씩 쉼없이 만들어졌다.

지난 6일 경남 창원에 위치한 LG스마트파크 공장에서 LG전자 직원들이 지능형 공정시스템이 보여주는 버추얼 팩토리를 확인하고 있다. 지능형 공정시스템은 냉장고 생산과 부품 이동, 재고 상황, 설비 이상유무 등 실제 공장 가동 상황을 한눈에 확인할 수 있다. LG전자 제공

10일 LG전자에 따르면 올해 3월 국내 가전업계 처음으로 세계경제포럼(WEF) ‘등대공장’으로 선정된 LG스마트파크의 생산공정은 첨단 기술의 집약체이다. 등대공장은 첨단기술을 적극 도입해 세계 제조업의 미래를 이끄는 공장을 가리킨다. 1976년 준공돼 가동된 지 46년이 넘은 창원 공장은 2017년부터 스마트팩토리 전환을 시작했다. 지난해 9월부터 1차로 초(超)프리미엄 ‘LG 시그니처’ 냉장고와 오브제컬렉션, 정수기 등 3개 라인의 가동을 시작했다.

LG스마트파크의 핵심 기술은 ‘디지털 트윈’이다. 디지털 트윈은 디지털 가상공간에 현실과 동일한 대상을 만들고 인공지능(AI)과 빅데이터 등을 활용해 현실을 분석하고 미래를 예측하는 기술이다. 시뮬레이션이 현장보다 10분 빠르게 돌아가도록 해서 공장 상황을 10분 전에 미리 안내한다. 예컨대 시뮬레이션에서 특정 부품이 부족해 지연이 예상될 경우 시스템이 이를 알려 재고 부족을 막는 방식이다. 작업자들은 디지털 트윈 기술을 통해 현재 가동 중인 생산라인과 부품 이동, 재고 상황, 설비 이상유무 등을 한눈에 확인할 수 있다.

통합생산동 안에서는 사람이 부품을 들고 이동하는 모습을 거의 찾아볼 수가 없다. 물류로봇 시스템 덕분이다. 로봇이 지능형 무인창고에서 부품을 자동으로 분류하고 실시간으로 재고를 파악한다. 5G 모듈을 장착한 물류로봇은 끊김 없는 통신을 통해 자재를 빠르고 정확하게 운반한다.

LG스마트파크의 입체물류 자동화 시스템은 업무와 공간의 효율을 획기적으로 높이는 데 기여했다. 자재 공급시간은 기존 대비 25% 단축됐고, 물류면적은 30% 정도 감소했다.

로봇팔 역시 공장에서 중요한 역할을 맡고 있다. LG전자는 무거운 문을 냉장고 본체에 달거나 파이프 용접을 하고, 분진이 많이 발생하는 포장을 담당하는 등 위험한 난해기피 공정에 로봇팔을 집중 투입하고 있다.

빅데이터 기술을 통해 공장에서 수집된 대용량 데이터들은 실시간 분석돼 제품 불량과 설비 고장 등을 예방하는 데 활용된다. LG전자는 공장 곳곳에 센서를 설치해 생산과정 전반에서 약 500GB가량의 데이터를 수집한다. 기존 냉장고 생산라인의 일 평균 데이터 수집량보다 1만배 정도 많다. 실제 제품의 불량 원인 분석시간이 기존 대비 약 50% 단축됐고, 현장 불량률은 30% 정도 줄어들었다.

LG전자는 2025년까지 고도화된 냉장고 생산라인 1개를 추가하고 오븐과 식기세척기 라인도 확대 구축한다는 계획이다. 아울러 해외 생산거점에도 단계적으로 스마트공장을 도입해 생산효율을 늘려간다는 방침이다.

창원=남혜정 기자 [e-mail]