鎔接부터 팔레타이징까지…보폭 넓히는 ‘協同로봇’

東亞닷컴
入力 2023年 12月 6日 15時 22分

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急激한 高齡化와 勞動人口不足을 벌충할 方案으로 로봇이 꼽히지만, 生産現場前面에서 사람을 完全히 代替하는 方式의 로봇 活用은 時機尙早라는 意見이 支配的이다. 이 가운데 代案으로 勤勞者를 도와 危險한 作業을 代身遂行하며 生産性을 높이는 方式으로 協同로봇 活用處가 急激히 擴大되고 있다.

협동로봇이 작업하는 모습 / 출처=유니버설로봇 — 協同로봇이 作業하는 모습 / 出處=유니버설로봇

鎔接工需要持續增加…協同로봇에 鎔接 애플리케이션 適用으로 解決

鎔接科 팔레타이징(Palletizing)과 같이 危險한 作業으로 分類되는 同時에 人力이 不足한 分野는 協同로봇의 主要活用處다.

鎔接은 金屬等을 熱과 壓力으로 接合하는 技術로, 大型建設 프로젝트와 船舶乾燥等에 빠질 수 없는 作業이다. 鎔接産業의 市場規模는 2028年까지 全世界的으로 約 286億6000萬 달러(約 37兆 6400億원)에 이를 것으로 展望되며, 美國鎔接學會에 따르면 2026年까지 美國에는 33萬6000餘名의 새로운 鎔接專門家가 必要할 것으로 集計됐다.

하지만 이 같은 需要를 充足할 熟鍊工의 不足은 全世界的인 趨勢이며, 우리나라의 境遇도 事情은 다르지 않다. 特히 造船業界는 危險作業忌避現象과 熟鍊者隱退로 因한 鎔接工不足을 오래前부터 呼訴해왔다. 朝鮮海洋플랜트協會에 따르면 造船業勞動者는 2014年 20萬3000餘名에서 2022年 9萬2000餘名으로 急減했다. 臨時方便으로 外國人力導入擴大를 위해 鎔接工 비자 쿼터를 廢止하기도 했지만, 需要를 모두 充足하기에는 力不足이다.

造船業界에 親環境船舶交替需要가 몰리면서 모처럼 船舶受注가 急增했지만, 生産人力不足으로 어려움을 겪고 있다. 이 가운데 協同로봇이 人力難을 解消할 代案으로 꼽힌다. 特히 鎔接科圖章等作業者가 忌避하는 職種을 中心으로 協同로봇이 集中投入되고 있다.

용접 협동로봇을 조작하는 대우조선 작업자의 모습 / 출처=대우조선 — 鎔接協同로봇을 造作하는 大宇造船作業者의 모습 / 出處=大宇造船

一例로 韓華오션(옛 大宇造船海洋)은 船舶의 配管調停官을 鎔接하는 데 協同 로봇을 活用하고 있다. 旣存에는 무게 30kg이 넘는 作業臺를 사람이 直接 옮기고 位置를 맞춰 鎔接해야 했으므로, 産業災害의 危險이 存在했다. 大宇造船은 鎔接 로봇 投入으로 勤勞者를 保護함과 同時에 作業準備時間을 約 60% 줄여 生産性을 높일 수 있었다고 밝혔다.

現代三湖重工業 또한 人力難에 對應해 協同로봇을 導入했다. 이 企業은 올해 1分期까지 外國人人力制限緩和措置等으로 5000名 넘는 外國人人力을 投入했지만, 年平均約 1萬名에 達하는 人力不足을 벌충하는 데 어려움을 겪었다 이에 協同로봇을 導入한 現代三湖重工業은 評判爲主의 패널組立部와 曲블록 爲主의 臺組立部鎔接에 機器를 活用하고 있다.

現代三湖重工業은 自動鎔接裝置인 ‘캐리지’(機械化設備)를 使用한 바 있으나, 캐리지는 作業者 한 名이 여러 機器를 運用하기 어렵고 가이드롤러로 因해 鎔接이 不可能한 部分이 發生하는 等限界點이 있었다. 이 企業은 이러한 限界를 克服하기 위해 協同로봇을 導入했다. 協同로봇의 境遇, 가이드롤러로 因해 鎔接이 不可能한 部分이 있던 캐리지와 달리 모든 部位를 鎔接할 수 있을 뿐만 아니라 한 사람이 여러 臺를 運用할 수 있고, 鎔接姿勢에 制限이 없어 有用하다.

류상훈 現代三湖重工業自動化革新센터 常務는 "市場이 願하는 技術로 朝鮮市場을 先導하고 競爭力을 維持하는 方式으로 發展을 圖謀하고 있다"며 "協同로봇은 造船業生存을 위한 革新的인 戰略이라고 본다. 造船産業이 未來技術의 集合體가 될 수 있도록 尖端技術을 積極活用하겠다"고 밝혔다.

팔레타이징에도 效果的인 協同로봇...公正效率提高

많은 量의 商品을 安全하게 保管하거나 運送하기 위해 팔레트에 쌓아 올리고 固定하는 過程을 팔레타이징(Palletizing)이라고 한다. 이 作業은 空間效率性을 最大化하면서도 商品破損을 防止할 수 있는 方案으로, 大規模生産과 消費를 基盤으로 하는 企業에는 必須要素다.

팔레타이징 협동 로봇과 협업하는 작업자의 모습 / 출처=유니버설로봇 — 팔레타이징 協同 로봇과 協業하는 作業者의 모습 / 出處=유니버설로봇

이 같은 팔레타이징을 如前히 手作業에 依存하는 企業이 많은데, 무거운 商品을 들어 올리고 비트는 作業을 사람이 反復하는 過程에서 筋骨格系損傷의 危險이 存在한다. 무엇보다 이 作業마저도 遂行할 人力이 不足한 탓에 팔레타이징에도 協同로봇을 適用하는 企業이 늘어나고 있다.

一例로 글로벌 뷰티 會社 로레알은 印度 마하라슈트라州에 位置한 푸네 工場에서 生産이 完了된 化粧品製品을 팔레타이징하는 데 協同로봇을 導入했다. 旣存에는 팔레트에 箱子를 올려놓는 作業을 사람을 통해 手作業으로 處理했으며, 各作業者는 8時間交代勤務當 8500kg 무게의 製品을 들어 올렸다.

로레알은 作業者의 危險度를 줄이고, 市場에 製品을 圓滑하게 提供하기 爲해 2016年, 사람과 協業하는 協同로봇을 導入했다. 이 企業은 以後 라인을 멈추지 않고 두 個의 팔레트를 同時에 使用하는 方式으로 交代勤務時間當 30分을 節約하고 있다고 밝혔다. 德分에 工場의 設備綜合效率(OEE) 또한 約 5% 改善됐다고 덧붙였다.

마유르 라우트(Mayur Raut) 로레알 인디아 生産部署 매니저는 "自社는 같은 라인에 여러 사람이 다른 交代勤務로 出勤하는 方式으로 일한다. 따라서 사람이 바뀌면 라인의 效率性에 影響을 미치는 境遇가 많다"며 "하지만 協同로봇을 導入한 德分에 作業者가 바뀌어도 라인에 미치는 影響을 最少化하며 生産效率性을 提高할 수 있었다”고 말했다.

協同로봇은 사람과 圓滑한 協業을 위해 더 작고 가볍게 製作되고 있다. 그러면서도 더 무거운 物體를 들어 올릴 수 있는 方式으로 進化하고 있다.

一例로 協同로봇 專門企業人 유니버설 로봇(Universal Robots)은 最近 셀 사이를 자유롭게 移動할 수 있으면서도 무게는 63.5kg 不過한 最新協同로봇(UR30)을 선보였다. 이 製品은 30kg의 加飯荷重을 利用해 同時에 여러 個의 그리퍼를 使用할 수 있는 技術이 適用됐다.

킴 포블슨 유니버설 로봇 CEO는 “더 높은 加飯荷重과 柔軟性을 통해 自動化水準을 높이고 사람과의 協業範圍를 大幅擴大할 수 있다”며 "全世界的인 人口減少趨勢 속에서 協同로봇의 導入과 活用은 選擇이 아닌 必須가 되고 있다. 各企業의 自動化旅程에서 協同로봇은 役割은 더욱 擴大되고 있다”고 말했다.

IT東亞 김동진 記者 (kdj@itdonga.com)