[AI 자율제조①]공장자동화 넘어 ‘AI 자율제조’

[산업일보]

제조 패러다임이 변화하고 있다. 국내 산업계가 공장 자동화를 넘어 ‘인공지능 자율제조(이하 자율제조)’로 도약을 준비하면서다. 자율제조는 제조 전 과정에 AI 기반 로봇·제조설비를 활용해 인간 개입을 최소화하는 생산 환경을 의미한다.

자율제조를 구축하면 생산 효율 개선은 물론 인구구조 변화에 따른 노동력 부족, 세계 공급망 위기, 탈 탄소화 등 현재 제조업이 직면한 다양한 문제를 해결할 수 있을 것으로 전망된다.

일산 킨텍스에서 진행 중인 ‘제20회 서울국제생산제조기술전(Seoul International Manufacturing Technology Show, 이하 심토스)’에서 자율제조를 향한 국내 산업계의 준비 과정을 살펴봤다.

AI 자율제조는 무엇인가

자율제조가 무엇인지부터 짚어보자. 산업통상자원부는 ‘AI 기반의 로봇·제조설비가 협력해 제조 전체 과정을 최소한의 인간 개입 하에 자율적으로 수행하는 미래 생산 환경’으로 정의했다.

쉽게 말해 자동차의 자율주행처럼 사람이 개입하지 않아도 공장이 알아서 생산하는 것이다. 제조설비가 일정 규칙을 반복 수행하는 ‘수동적 자동화’를 넘어, AI가 ▲의사결정 ▲설비제어 ▲공정 최적화 등을 능동적으로 수행해 설계-생산-유통-판매에 이르는 제조 전체 과정을 담당한다.

이병곤 DN솔루션즈 부사장

자율제조는 자율주행 기술처럼 단계별로 진화할 전망이다. 이병곤 DN솔루션즈 부사장은 1일 심토스 부대행사로 진행된 ‘자율제조, Machine on AI 컨퍼런스(이하 컨퍼런스)’에서 자율제조의 단계별 형태를 제시했다.

기초 수준에서는 작업자가 IT 시스템의 도움을 받아 물류와 가공 정보를 파악하고, 물류 공급과 설비 작동을 진행한다. 작업자의 숙련도가 필요한 제한적 자동화로 볼 수 있다.

중간 수준이 되면 작업자의 역할이 단순해진다. 시스템이 물류 공급을 자동화하고 툴 교체, 윤활유 공급 등 설비 가동에 필요한 작업도 기계가 알아서 진행한다. 작업자는 상황에 맞게 기계를 조작하면 된다.

고도화 단계에 이르면 작업자는 ‘감독자’가 된다. 자동화된 기계를 사람이 감독하며 생산하는 것이다. 정해진 환경과 조건 하에서 자동 생산이 될 수 있도록 필요한 모든 요소를 시스템이 자동화하고, 장비 가동 중 발생하는 모든 데이터를 수집해 실시간 제어한다.

마지막 단계가 AI 자율 제조다. 인간의 판단을 대신하는 AI 기반 의사 결정 체계를 갖춰 전체 장비 운영과 관리를 AI가 진행한다. 사람의 적극적인 개입 없이 자율적으로 생산하는 것이다.

사람 없는 자율제조 공장, 가능할까?

자율제조는 실현될 수 있을까. 이병곤 부사장은 “자율 주행을 떠올려 보라”고 말했다. ‘실현할 수 있을까?’ 싶었던 자율주행 차량이 기술 검증을 마치고 도로를 돌아다니고 있으니, 자율제조도 마찬가지라는 것이다.

그러면서 “고도화 단계까지는 AI가 없어도 되지만, 무인 자율 생산을 이루려면 AI가 꼭 필요하다”라고 강조했다.

자율제조에서 AI의 역할은 중요하다. 데이터를 수집·정제·분석하고, 최적의 작업 흐름을 찾아 실행해야 한다. 의사결정도 중요한 역할이다. 생산 공정의 작업 흐름을 자동화하는 것뿐 아니라 돌발적인 상황에도 대응해야 해서다.

이 부사장은 “국내에서 제조 경쟁력이 높은 반도체, 디스플레이, 철강, 자동차 분야의 기술을 이식받으면 충분히 자율제조 공장을 만들 수 있다”면서 “공작기계부터 전체 공장까지 자율제조로 돌아갈 수 있는 미래가 올 것”이라고 강조했다.

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