로봇신문은 '2023 로보월드' 개최에 맞춰 참관객들이 로보월드를 보다 잘 이해할수 있도록 특집 지면을 제작해 일산 킨텍스 전시장에서 배포하고 있습니다. 특집 지면에 소개된 내용을 온라인으로 소개합니다. (편집자)

한국로봇산업진흥원은 지능형로봇 제3차 기본계획의 일환으로 로봇활용이 미흡한 3대 제조업(뿌리, 섬유, 식음료)을 중심으로 업종별 전문연구기관과 함께 로봇활용 표준공정모델 개발과 개발된 공정모델의 수요기업 실증 적용을 연계하여 추진하고 있다. 제조로봇 활용 표준공정모델 개발 및 실증사업이란 고위험·고강도 등 상대적으로 작업환경이 열악하고 인력부족 해소가 시급하나, 로봇 도입률이 저조한 뿌리(자동차, 전기·전자, 기계, 금속·플라스틱), 섬유, 식·음료, 항공, 선박, 바이오·화학 업종을 중심으로 로봇 도입 수요조사를 실시한 후, 제조기업 현장 방문을 통해 주요 업종의 제조 전체 공정 및 주요 수작업 공정을 분석해 로봇도입 및 활용이 용이하도록 로봇 도입ㆍ운영, 유지 보수, 인력 운영 등 통합 솔루션을 개발하고 실증하는 사업을 말한다.

제조로봇 활용 표준공정모델은 3대 제조업에 108개 공정을 개발하고 있으며, ‘한국판 뉴딜 종합계획’에 근거하여 전 제조업의 디지털 전환을 위해 항공, 선박, 바이오·화학 등 업종에 47개 공정을 추가 개발하여 총 155개 공정모델을 2025년까지 순차적으로 완성할 계획이다.

▲ 추진체계 및 제조로봇 선도보급 실증 및 플러스 사업 성과

제조로봇 활용 표준공정모델은 2022년까지 뿌리·섬유·식음료 90개 및 항공·선박·바이오화학 19개, 개량형 14개 등 총 123개 모델 개발이 완성되었고, 올해 개발하고 있는 35개 모델이 완료되면 전체 158개 모델로 이미 계획을 초과 달성하게 된다. 2024년과 2025년에는 개량형 모델 각 2개가 추가 개발되면 전체 사업은 마무리된다.

진흥원에 따르면 2022년말 기준 제조로봇을 활용한 표준공정모델을 개발해 281개사 수요기업 332개 공정에 540대의 제조 로봇을 보급해 제조 기업에 보급한 결과, 수요 기업 생산성 향상과 불량률 감소 효과가 크게 나타난 것으로 분석되었다. 2020~2022년도 실증사업을 통해 로봇을 도입한 기업을 대상으로 성과를 분석한 결과, 로봇을 도입한 수요기업의 경우 생산성은 평균 60.57% 향상되고, 불량률 감소 효과도 58.88%로 나타났다. 작업장 노동 부담이 크게 줄어들고, 인력 수급난 해소 효과에도 도움이 되었다. 로봇 시스템을 납품하는 SI(System Integration)기업도 4357억원의 매출 발생과 344명의 고용 창출 효과가 있었다. 또한 제조기업에 로봇 도입을 추진하면서 공정 분석 과정과 설계기간을 단축하여 사업 품질을 향상시키는 효과도 나타났다.

한국로봇산업진흥원은 로보월드 기간인 11일부터 14일까지 전시장 내에서 제조 로봇 활용 표준공정모델 공동홍보관을 개설해 운영한다. 진흥원은 표준공정모델 개발사업 성과물 홍보와 수요 발굴을 위한 공동홍보관 운영을 통해 공정모델의 시장 확산을 촉진하겠다는 계획이다.이 홍보관은 이미 개발된 표준공정모델 지원사업 정보를 공유하고 시장확산을 촉진하는데 그 목적이 있다.

약 50부스 규모로 만들어진 ‘로봇 활용 표준공정모델 공동홍보관’에는 한국기계연구원, 한국생산기술연구원, 한국자동차연구원, 한국전자기술연구원, 한국섬유기계융합연구원, 한국식품연구원, 한국로봇융합연구원 등 7개 전문연구원에서 16종의 테스트베드가 전시될 예정이다. 전문연구기관별로 담당자 배치 및 도슨트를 배치하여 로봇공정 시연 및 설명 진행, 종합 홍보영상, 현장 동영상 및 공정도 등을 활용하여 실증사례를 전시한다.

한국기계연구원은 기계 업종에서 협동로봇을 활용한 PCB 볼팅 조립 공정, PCB 기능 검사 공정, 한국생산기술연구원은 금속·플라스틱 업종에서 비정렬 소개 공급 공정(빈피킹), 협동로봇 기반 포터블 아크용접 공정, 바이오·화학 업종에서 배지 교체 자동화 공정, 한국자동차연구원은 자동차 업종에서 시트프레임 누락검사 공정, 자동차 내장부품 보호테이핑 공정, 램프 렌즈 체결 및 검사 공정을 선보인다.

한국전자기술연구원은 반도체 제조 분야에서 부품/소자 이송 공정, 소형 모터 제조 분야에서 하우징 결합 및 착자 공정, 한국섬유기계융합연구원은 섬유 업종에서 섬유소재 부착 공정, 원단 와인딩 및 이송 공정, 한국식품연구원은 식음료 업종에서 김치심제거 공정, 반데기 유탕 공정, 한국로봇융합연구원은 선박 업종에서 배관 초층용접 공정, 항공 업종에서 프리프레그(Prepreg) 분류 공정을 선보인다.

한국로봇산업진흥원은 수요기업의 로봇도입 촉진을 위한 업종별·공정별 제조로봇 활용 표준공정모델을 개발하고, 업종별 전문연구원과 연계하여 R&D부터 로봇도입, 컨설팅, 사용자 교육 등을 패키지로 지원하고 있다. 이 사업을 통해 도입기업은 도입효과가 높은 공정을 중심으로 손쉽게 공정에 제조로봇을 적용할 수 있으며, 공급기업은 활용 실적이 부족했던 공정에 사업영역을 확장할 수 있다는 장점이 있다. 우수사례로 송월, 동해정밀을 소개한다.(편집자)

도입 기업:송월(2022년)/ 공급기업:주원이엔에스

송월은 1949년 설립된 국내 대표 타올 회사로 타올 생산의 전공정을 보유한 유일한 업체다. 국내 타올시장 점유율이 40%이며, 국내 3개 공장(유산, 북정, 신평)과 베트남에 공장을 보유하고 있다. 이 회사는 한국섬유기계융합연구원이 지난 2019년 개발한 표준공정모델 중 보빈 탈·장착 공정을 타올 생산에 도입했다.

타올은 준비▷제직▷염색▷봉제 순으로 제작되며, 그 중 제조로봇이 도입된 공정은 준비공정이다. 보빈 탈·장착 공정은 작업자가 고중량의 원사 보빈(약 1.89~2.25㎏)을 반복적으로 크릴에 장착하는 작업으로 낙상사고와 근골격계 질환이 발생된다. 또한, 작업자의 숙련도에 따라 작업 속도 차이가 크게 발생해 오장착 시 원단 전체 불량 문제가 발생하는 등 생산성에 큰 영향을 미친다. 산업용 로봇 2대를 활용하여 원사 보빈 투입, 배출 컨베이어, 보빈 장착 크릴 등으로 시스템이 구성되어 있으며, 두 대의 로봇이 서로 교차되지 않으면서 컨베이어에 놓인 원사를 4개씩 파지하여 공급 위치로 이송하고 빈 지관은 탈착한다. 2시간 이내에 800여 개의 보빈을 장착할 수 있으며, 로봇도입을 통해 14.1% 생산성 향상과 7.4% 불량률 감소효과를 나타냈으며, 원가도 44% 절약할 수 있었다. 타올 업계 최초 로봇 도입 사례로 섬유산업 부가가치 상승효과와 관련 시장에 로봇 도입 확산을 기대할 수 있다

도입기업:동해정밀(2021년). 공급기업:월드이엔지

동해정밀은 2004년에 설립된 자동차 부품 생산 전문기업으로 현대기아차 시트부분 2차 협력사다. 이 회사는 한국기계연구원이 지난 2020년 개발한 표준공정모델 중 이송 및 프레스 공정을 시트 생산에 도입했다.

자동차용 리클라이너 부품을 제작하는 중소제조기업으로 수작업으로 이뤄지는 소재 공급 및 검출, 정렬 공정에 로봇 자동화를 도입했다. 생산시 인력대비 효율성이 떨어지는 공정형태를 가지고 있으며, 수작업으로 품질문제 등이 발생하는 공정의 문제점을 갖고 있었다. 따라서 기계분야 이송 및 프레스 공정을 도입하여, 로봇에 장착된 그리퍼를 활용하여 소재를 프레스기에 투입하는 반복 공정을 자동화했다. 프레스 공정은 단순반복, 고위험 기피 공정으로 신규 노동력 확보에 어려움이 있었으나 로봇 자동화를 통해 수작업 인원의 타 공정 배치 등 근로환경 개선 및 3D 업종 이미지 탈피로 인력난 해소 효과가 나타났다. 로봇 도입을 통해 생산성 71.1% 향상, 불량률 99.3% 감소, 원가 73.8% 절감 등의 효과를 거두었다. 또한 기존 수작업 인원의 타공정 배치 등으로 원가절감 등의 생산성 제고로 신규 프로젝트(제네시스 전기차)를 정상적으로 수주할 수 있었다.

한편 한국로봇산업진흥원은 표준공정모델 공동홍보관을 제조로봇 종합 설명회와 연계해 표준공정모델과 제조로봇에 대한 수요 기업과 참관객들의 이해를 높인다는 계획이다. 12일 13시부터 15시까지 전시장 내 이벤트 무대에서 열리는 제조로봇 종합설명회는 제조로봇 수요산업 및 로봇제조사·SI기업을 대상으로 대규모로 진행되며, 실증사업 이해도 제고 및 내년도 수요·공급 기업 발굴 등의 효과를 기대하고 있다.

설명회에서는 제조로봇 실증·보급 지원사업 소개, 대규모 협동로봇 도입 사례, 제조로봇 실증사업 사례가 소개된다. 에스티에스로보테크 대규모 협동로봇 도입사례, 오스템임플란트 바이오·화학 업종 제조로봇 선도보급 실증사업 로봇 도입사례, 삼일방 섬유 업종 제조로봇 선도보급 실증사업 로봇 도입사례, 건솔루션 금속·플라스틱 업종 주요 로봇 공급 SI기업 소개 및 실증 사례, 포원시스템 섬유 업종 주요 로봇 공급 SI기업 소개 및 실증 사례 등의 분야별 사례를 발표한다.

진흥원은 12일 15시 30분부터 17시까지 킨텍스 2층 208-B 회의실에서 로봇공급 SI기업 10개 기업이 참가하는 SI기업 간담회도 개최했다. SI 기업의 경영 추진 전략 및 애로사항을 청취 및 공유할 수 있는 간담회를 개최하여 제조로봇 실증사업 활성화에 기여하기로 했다.