[르포] "부품조립 부탁해" 똑똑해진 현대차 SDF 제조현장

휴먼에러 넘어서는 AI 제조공장, 기존 품질비용 30% 절감 예상
SDF의 생명은 데이터, 생산지능 ↑ 현대차의 미래 좌우할 핵심

현대차·기아는 21일 6개 계열사와 함께 현대차그룹 의왕연구소에서 제조 기술 혁신을 통해 SDF(Software Defined Factory) 구현을 위한 연구개발 성과를 공유하는 '이포레스트 테크데이 행사'에서 신제조 기술 200여건을 소개했다. /사진=현대자동차그룹

인공지능(AI)의 계산에 따라 기계손이 부품들을 조립하고, 맨눈으로 찾을 수 없는 결함들을 잡아낸다. 조립된 부품들은 무인이송로봇(AGV)가 나른다. AI(인공지능) 기반의 '디지털화'와 '소프트웨어 정의'(Software Defined)가 핵심 트렌드가 된 현대자동차그룹 공장의 미래 풍경이다. 인공지능, 로봇 기술, DX(디지털 트랜스포메이션), ICT(정보통신기술)을 활용한 200개의 최첨단 제조 기술을 만나봤다.

현대차·기아는 21일 계열사 6곳과 함께 현대차그룹 의왕연구소에서 제조 기술 혁신을 통해 SDF(Software Defined Factory) 구현을 위한 연구개발 성과를 공유하는 '이포레스트 테크데이 행사'를 개최했다. 신제조 기술 200여건이 공개됐다. 이날 찾은 의왕연구소의 이포레스트 테크데이 전시에서 현대차그룹은 제조 AI 와 디지털 트윈, 물류·조립 자동화부터 로보틱스 솔루션과 AAM 제조기술에 이르기까지 미래의 스마트 팩토리에 걸맞는 다양한 혁신 기술을 선보였다.

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품질 비용의 3분의 1↓…데이터와 디지털트윈으로 연결하는 SDF

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현대차·기아의 이포레스트 센터 이재민 상무가 소프트웨어 정의 생산공장에 대한 비전과 방향성을 설명하고 있다. /사진=현대자동차그룹

"인공지능이 많은 량의 데이터를 학습할수록 고도화되듯 제조지능도 결국 데이터에 달려있습니다. 데이터 기반 제조가 결국 기업의 미래를 결정할 것이라 봅니다"

이재민 현대자동차 제조솔루션본부 생기개발센터장 상무는 '이포레스트 테크데이'에서 현대차 SDF(Software Defined Factory) 비전 발표에서 이 같이 말했다.

현대차그룹은 AI와 빅데이터 기반의 지능형 제어를 제조에 접목하는 'E포레스트' 전략을 내세우고 있다. 효율적(Efficient)이고 경제적(Economical)으로 모빌리티 산업 환경(Environment) 전체의 진보를 달성하겠다는 포부와 고객 및 파트너사에 최고의 만족(Excellence)을 선사하겠다는 의미를 담았다.

이 상무는 SDF는 가상공장-데이터센터-실제공장의 구조로 구성돼 있다고 설명했다. 데이터센터가 가상공장과 실제공장을 연결하며 소프트웨어를 업데이트해 생산 품질 향상에 기여하고, 더 효율적인 생산제조방식을 찾아내는 방식이다.

총 4개의 계층으로 이루어진 SDF는 1층인 공장 하드웨어(생산설비)에서는 과거와 같이 실제 생산 현장에서 차를 조립한다. 이 과정에서 수집된 데이터는 생산설비를 제어하는 2층의 전자 제어기를 거쳐 3층의 데이터 플랫폼으로 전송된다. 수집된 데이터들은 생산에 필요한 기능을 구현한 소프트웨어 기반 애플리케이션으로 전달돼 분석과정을 거쳐 다시 3층, 2층으로 전달되고 1층의 생산설비를 제어한다.

그는 "다양한 형태의 알고리즘 반영하면 개별 작업을 수정할 필요 없이 동일한 시스템을 사용할 수 있다"며 "공장 간의 비효율성을 해소할 수 있다"고 했다.

단기적으로 SDF 사업에 투자되는 비용에 대해서는 구체적으로 밝힐 순 없지만, 적용 시 추후 품질 비용 절감은 3분의 1 이상 일것으로 예상된다고 밝혔다.

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"AI가 척척" 조립·품질검사 알아서… 챗봇도 개발 중

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AI 비전 알고리즘을 통해 로봇이 호스를 조립하는 모습이다. /사진=현대자동차그룹

현대차는 AI 알고리즘 학습을 통해 AI가 알아서 제조상황을 분석판단 하는 스마트한 공장을 꿈꾼다. 휴머노이드 로봇이 일하는 최첨단 공장을 향해 나아가는 포석이다. AI는 조립뿐만 아니라 품질 검사 등에도 활용된다. 휴먼에러를 최소화해 한층 높은 수준의 제품 생산이 가능하다.

챗 GPT처럼 '말만 하면' 알아서 척척 임무를 수행하는 '챗봇'도 개발 중이다. 산학기관과의 협력을 통해 LLM(대형언어모델)을 개발·적용한 제조 전문 '챗봇'이다. 올 3월 세계 최초로 제조 챗봇 상용 개발에 성공했다. 개발생산 명령을 내리고 버튼을 클릭하면 5분~20분 만에 AI가 명령을 내려 레이더 프로그램을 생성한다. 선행 개발을 끝낸 현재, 10개 작업에 적용되고 있는 따끈한 신기술이다. 빠른 시일 내에 양산에 적용하기 위해 개발에 속도를 내고 있다.

스마트팩토리 개발팀 관계자는 "챗봇 기술 고도화를 위해 다양한 대기업들과 접촉하고 있다"며 "KT의 더 믿음을 비롯해 마이크로소프트, 등 국내외 다양한 대기업들과 협력하기 위해 접촉을 시도 중"이라 말했다.

차량하부에 실제 주행환경과 같은 진동을 가하고 AI 알고리즘으로 분석해 이상 소음 발생 여부를 검사하는 모습이다. /사진=현대자동차 그룹

무엇보다도 AI 알고리즘의 활약이 기대되는 분야는 품질검사다. 현대차는 현대오토에버와의 협력을 통해 검사알고리즘을 협업 개발 중이다. AI 비전이 육안에 보이지 않는 미세한 결함까지 잡아내기 위해 3D, 2D 카메라로 대상 부품을 촬영한다. 검사 데이터들은 데이터베이스에 구축돼 데이터 기반 평가 및 품질 관리 시스템 구축에 활용된다.구축된 데이터를 기반으로 설계한 검사 알고리즘은 기존 제품과 검사 대상 제품을 비교해 1㎜ 이하의 면 품질 결함까지 잡아낸다.

제조AI 기술개발팀 관계자는 "(해당 기술은) 헤드램프, 엠블럼에 모두 활용될 수 있어 범용성이 좋은 기술"이라며 "내년에 개발 완료를 예상하며 울산 제네시스 신공장 적용을 준비하고 있다"고 말했다.

의왕=김서연 기자 ksey@mt.co.kr