코로나19 사태의 국내 확진자는 5월 10일 기준 1만874명을 기록하고 있으며, 전세계적으로 187개 국가에서 4백2만3539명이 감염되었을 정도로 급속하게 확산되고 있다. 각국에서는 지역사회 감염이 시작된 이후 비상 상황이 지속되고 있으며, 가파른 확산세는 한동안 지속될 것으로 예상된다. 이 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 확산이 유통업·항공업 등 소비재 산업뿐 아니라 제조업까지 영향을 끼칠 것이라는 분석이 나오고 있다. 현재 각 국가별 제조산업 가동률은 바로 자동화 수준에 의해 결정되고 있다는 통계자료가 나오고 있다. 따라서 포스트 코로나 시대에서 살아남기 위한 전략으로 선진 제조강국들은 로봇을 활용한 제조기반 자동화에 집중 투자할 것으로 전망된다.

생산성과 신뢰성은 상호 배반적이면서도 의존적 관계이다. 배반적인 관계는 생산성을 높이기 위해 생산능력을 높여야 하는데, 이때 N이 커지면서, 불량율이 높아져 신뢰성에 문제가 발생하기 때문이다. 대부분의 제조공정에서 공통적으로 나타나는 현상이다. 따라서 생산능력의 증대와 함께 신뢰성을 높이지 못하면, 제조기업은 성장할 수 없다. 그러나 신뢰성은 곧 수율(Yield rate)과 연관되기에 결국 생산성에 결정적 영향을 주게 된다. 따라서 생산성을 높이려면 오히려 신뢰성을 높여야 하는 선순환 관계를 갖는 것이다. 이 글을 통해, 필자는 로봇제조기업이 생산성의 관건이 되는 신뢰성을 확보하기 위한 방안을 제시하고자 한다.

로봇제조 공정에서 가장 신뢰성에 영향을 미치는 공정은 조립공정(Assembly process)이다. 따라서 로봇 조립공정에 시스템통합(SI) 인력의 전문성이 요구된다. 로봇자체의 생산이 자동화되지 않는 한 생산품질의 균일성을 확보하기 어렵다. 현재 로봇제조사가 로봇활용사보다 기업규모가 작고 영세하기 때문에 오히려 자동화율이 떨어지는 모순에 빠지는 게 현실이다. 그러나 이 신뢰성은 공정설비의 첨단성과 공정체계의 시스템화에 의해 결정되기 때문에 오히려 로봇활용기업보다 로봇제조기업이 더 높은 수준의 제조능력을 갖추어야 로봇 신뢰성을 확보할 수 있다.

둘째, 생산능력(Production capacity)을 증대하기 위해 필요한 것은 생산설비 확충이다. 제조 공간, 제조시설, 테스트장비 등이 제조능력을 결정짓는 요소이기 때문이다. 따라서 이를 확보하기 위해 생산설비에 대규모 자본 투자가 필요함은 자명하다.

셋째, 외주(Outsourcing) 관리 능력이다. 로봇제조기업의 경우 70% 이상이 부품을 외주가공하거나 구매하는 등 공급망을 통해 조달받고 있다. 결국 외주 생산관리 능력도 결정적으로 생산성에 영향을 주는 요인이 된다. 단순한 컨덴서 부품 불량만으로 전원장치(SMPS)가 타버리고, 이로 인해 시스템 전체 가동이 중단되는 치명적 불량이 발생할 수 있기 때문이다. 불량률을 관리하기 위해서는 품질관리 인력을 투입하거나 자동화되어야 한다. 이 또한 생산비용의 상승으로 이어지기 때문에 결국 원가상승 압박 요인이 된다. 결국 기업의 부가가치 생산능력이 기업 성장성과 생산성을 결정짓는 순환고리를 형성한다.

네번째는 공정개선이다. 결국 같은 인력을 투입하더라도, 작업공수(MM)가 늘어나면 생산성이 떨어지게 되므로 작업공수를 최소화하는 공정개선이 필요하다. 한 제품을 제조하는 공정을 면밀히 분석하여 각 제품과 부품별 공정수를 최소화하는 과정이 필요하다. 그리고 각 공정마다 공수를 분석하여 공수를 최소화하거나 균형을 맞추는 과정이 필요한 것이다. 대부분의 로봇제품 제조공정은 조립공정이며, 조립공정은 기계적 조립과 케이블링, 정교한 광학부품의 조립 등으로 구성되며, 나머지 공정은 캘리브레션(Calibration)공정이다. 월 생산량이 100대까지 수작업에 의존할 수 있지만, 500~1000대까지 대량생산이 가능하면서 생산성을 확보하기 위해서는 로봇제품 생산 자체도 로봇에 의해 생산하는 셀프자동화가 실현되어야 한다.

대한민국 경제를 지탱하는 경제 주체들이 과연 이 새로운 세상에서 살아남기 위해 준비하고 있을까 의문이 든다. 제조 시스템이 확 바뀌는 뉴노멀 시대에도 우리 기업들이 살아남을 수 있도록 정부 당국자들은 국민에게 구체적이고 피부에 와 닿는 특단적 4차 산업혁명 진흥 정책을 세워야 한다. 급변하는 산업구조의 변혁시대에 우리나라 산업정책의 컨트롤타워인 산업통상자원부와 전방에서 실증사업을 전개하는 한국로봇산업진흥원의 역할이 더욱 중요해 졌다. 이제 우리는 로봇제조 강국을 향해 가야한다. 이는 선택이 아니라 필수라는 것이 코로나 19사태 이후 소위 포스트코로나 시대에 요구되는 제조산업의 환경변화를 통해 증명될 것이다. 로봇제조 강국으로 가는 로드맵에 로봇제조기업들의 경쟁력 확보없이는 불가능하다. 그리고 로봇기업들의 경쟁력은 결국 생산성에 달려있다고 볼 때, 로봇산업 진흥 정책의 방향이 여기에 집중되어야 함은 자명하다. ▒ 고경철ㆍKAIST 로봇지능 다기관 연구단 연구교수(로봇신문 명예기자)