용접 로봇이 쉼없이 '치직' … 조선소 첨단 공정도 거뜬

창간 60년 한국 AX 현장을 가다
한화오션 거제 옥포조선소
실내 용접은 이미 67%나 담당
간격에 따른 적합한 공법 선택
이것까지 자동화하는 게 목표
고난도 공정인 전처리 도장도
4년 뒤에는 로봇이 절반 처리
피지컬AI 독자제작능력 갖춰
AX 솔루션, 美 필리에도 이식

◆ AI Native Korea ◆

경남 거제시 한화오션 옥포조선소 선체 조립 공장에서 용접 로봇이 숙련공의 속도로 작업하고 있다. 한화오션

경남 거제시 한화오션 옥포조선소에 도착해 선체를 조립하는 공장 안으로 들어서자 디귿(ㄷ) 자 모양의 노란색 로봇이 전기 불꽃을 연신 뿜어내고 있었다.

전기 불꽃은 태양 표면과 맞먹는 고온으로, 두꺼운 철판도 단숨에 잇는다. 녹은 쇳물 방울이 사방으로 튀어 올랐지만 내열 구조로 무장한 로봇은 아랑곳하지 않고 작업을 이어 갔다. 로봇의 팔이 쉼 없이 움직이는 동안 현장 인력은 감독자 역할만 맡으면 된다.

고영호 한화오션 생산자동화추진팀장은 "재료에 따라 용접이 가능한 속도가 제한돼 있기 때문에 인공지능(AI) 로봇 한 대와 숙련공의 작업 속도가 동일하다"며 "다만 한 명의 작업자가 로봇 네다섯 대를 동시에 관리할 수 있기 때문에 시간당 처리량은 4~5배 늘어나는 효과가 있다"고 말했다.

옥포조선소 용접 공정의 AI 전환(AX) 적용률은 실내 공장은 이미 67%에 달한다. 도크 등 옥외 작업은 아직 8.6% 수준이다. 한화오션은 상대적으로 통제가 용이한 실내 공장을 중심으로 AX를 우선 실시했다. 로봇에 AI를 적용하는 '피지컬 AI'를 더욱 고도화해 2030년까지 용접 공정을 100% 자동화한다는 목표를 세웠다.

로봇이 용접 간격을 인식해 상황에 맞는 공법까지 스스로 선택하도록 만드는 것이 궁극적인 목표다.

용접 대상인 철판은 반도체처럼 미세 공정을 거친 균질한 제품이 아니어서 1㎜ 단위의 길이 변화가 나타난다. 간격에 따라 적합한 용접 기법이 달라지기 때문에 로봇은 수시로 공법을 전환할 수 있어야 한다. 지금은 사람이 현장에 로봇을 직접 운반해야 하는 단계지만, 2030년까지 로봇의 자체 이동성을 확보하는 방안도 추진 중이다.

용접과 함께 대표적인 고난도 공정인 '도장'도 최우선 AX 대상이다. 한화오션은 2030년까지 전처리 도장 작업의 50%를 로봇이 맡도록 준비 중이다. 전처리 도장이란 강철 구슬 등을 고속으로 분사해 철판 표면의 불순물을 제거하는 공정이다.

한화오션은 자체 AX 솔루션을 미국 사업장에도 이식한다. 2024년 인수한 필리조선소가 대상이다. 한미 조선 협력(마스가)의 상징이 된 필리조선소는 미국 필라델피아 델라웨어강 연안에 위치한 공장이다. 미 해군 함정의 유지·보수·정비(MRO)와 북미 상선 시장 진출을 위한 교두보가 될 예정이다. 고 팀장은 "옥포조선소에서 실증을 거친 지능형 로봇을 필리조선소에도 적용할 계획"이라고 전했다. 한화오션은 필리조선소 증축·현대화 일정에 맞춰 지능형 로봇을 단계적으로 도입한다는 구상이다. 첫 진출 시점은 이르면 2027년 말이 될 전망이다.

한화오션은 피지컬 AI 양대 축인 소프트웨어와 로봇 하드웨어를 모두 직접 만들고 있다. 다만 한화오션 AX의 독자적 설계는 미국 진출의 제약 요인도 된다. 지능형 로봇 인증 때문이다. 당초 수출이 아닌 자체 운용에 최적화된 로봇인 만큼, 미국 시장 규격의 인증을 원점에서 재검토해야 하는 상황이다. 이에 따라 미국 납품 시기를 맞추기 위해 이원화 전략을 준비하고 있다. 로봇 인증 추진과 함께 한화로보틱스 로봇에 한화오션 AI를 탑재하는 방안이다. 한화그룹의 로봇 전문 기업인 한화로보틱스는 개발 단계부터 글로벌 인증 요건을 반영했기 때문이다.

한화오션은 지난해 11월 AX 사업부를 출범시켰다. 이를 통해 생산계획 수립 시간을 단축했다. 기존에는 조선소 공정 일정을 수립하는 데 스케줄러 10명을 이틀 동안 투입했지만, 이제 AI를 이용해 소요 시간을 25% 줄였다. 아울러 발주사에서 수시로 걸려 오는 문의에 대한 응답도 자동화하고 있다. 사무 직원의 숙련도에 따라 2~7일이 소요되던 업무를 한 시간 내로 처리할 수 있게 됐다.

[거제 김희수 기자]