로봇신문은 한국로봇산업진흥원과 공동으로 21일 스마트 팩토리를 주제로 2022년 제2차 로봇플러스 세미나를 개최했다.

21일 세미나에선 손태익 다쏘시스템코리아 전무가 ‘제조산업에서의 디지털 전환’, 이경창 부경대 제어계측공학과 교수(스마트제조로봇융합연구소장)가 ’지능형 자율공장 사례‘를 주제로 발표했다.

이번 세미나 내용은 23일 로봇신문 유튜브 채널인 로봇플러스TV(https://www.youtube.com/channel/UCYHL3zWm_PXpdzwyq1uG91g)를 통해 공개됐다. 이경창 부경대 제어계측공학과 교수(스마트제조로봇융합연구소장)의 발표 내용을 간추려 소개한다.

◆지능형 자율공장 사례(이경창 부경대 제어계측공학과 교수/스마트제조로봇융합연구소장)

자율공장이나 스마트 팩토리의 부상 이유는 인구 절벽 등으로 생산가능 인구의 급격한 변화가 발생했기 때문이다. 생산가능 인구 감소에 따른 인력의 미스매칭 현상이 심화하면서 세계 각국이 산업 경쟁력 강화 전략의 일환으로 인더스트리 4.0(독일), 리메이킹 아메리카(미국), 신흥재흥플랜(일본) 등 전략을 내놓았다.

생산설비와 제어시스템, 공장운영의 지능화를 위해 다양한 IT, 로보틱스, 클라우드 컴퓨팅, 인공지능. 머신러닝, CPS 등 기술이 도입되고 있다.

스마트 공장의 수준은 ICT 기술의 활용 정도 및 역량 등에 따라 미도입-기초-중간1-중간2-고도화 등으로 구분할 수 있다. 또한 스마트 공장의 자율공장으로의 진행은 자동화 단계, 디지털화 단계, 연결화 단계, 스마트화 단계, 자율화 단계로 이행할 것이다.

최종 단계인 자율화 단계는 사람의 개입 없이 관리, 통제, 제어되는 것으로 스마트 공장의 궁극적인 지향점이라고 할 수 있다. 그렇다고 완전한 무인화는 아니다. 특정 영역에선 사람과 로봇간 협업이 이뤄질 수 있다. 다양한 형태의 자율화가 구현될 것이다. 이를 통해 가상 공장과 실제 공장이 유기적으로 결합 운영된다.

자율공장의 4대 핵심 기능은 데이터 취득 및 관리, 전사적 제조지능(EMI), 자율공장의 협업기능, 전공정과 시스템 통합이다. 자동화 공장에서 자율공장으로 진화하기 위해선 이 같은 4대 핵심 기능이 구현되어야 한다.

역사적으로 보면 전통적으로 PLC를 활용해 공장 자동화가 구현되었으나, PLC의 단점이 부각되면서 최근에는 PLC의 대안으로 산업용 네트워크인 ‘필드버스’ 등이 등장했다. 공유된 전선을 이용해 연결하는 방식이다. 선진기업들이 자동화 장비를 연결하기 위한 포로토콜을 속속 발표하기 시작했다. 방향은 산업용 이더넷으로 통합되어 갔다.

록크웰 오토메이션은 이더넷/IP 기반의 개방형 통합 네트워크를 제시했고, 지멘스는 프로프버스(Profbus) 기반으로 PLC, CNC, MES, ERP 등 라인업을 구축했다. 미쓰비씨는 CC-링크 기반의 양방향 정보 교환이 가능한 PLC, 측정장치 등과 이더넷 통신을 연계한 생산운영 및 에너지 솔루션을 개발했다.

자율 공장의 적용 사례를 보면 아디다스의 스피드 팩토리, 테슬라의 완전 자동화된 로봇 공장을 꼽을수있는 데 성공하지는 못했다. 국내 업체 가운데는 LG전자가 테네시주 세탁기 공장을 자율공장으로 전환한데 이어 약 800억원을 투입해 LG스마트파크를 구축했다. 오는 2024년까지 자율형 지능공장을 완공한다는 계획이다.

포스트 코로나 시대에는 공급망 솔루션, 운영 인텔리전스와 데이터 분석, 엣지컴퓨팅와 클라우드 컴퓨팅, 작업자의 안전과 건강, 자동화와 로봇 등의 이슈가 부상할 것이다. 로봇과 사람간 협업의 중요성도 강조되고 있다.