[스마트 산업강국 함께 하는 제조혁신 3.0+] 무인운반차·자동화공정 도입 …"3시간이면 책 완성품 나오죠"

매경·삼성 공동 캠페인
프린피아 디지털센터 가보니
초중고 교과서 21% 제작
학생수 줄고 경쟁 심해 고심
삼성 도움으로 공장 스마트화
물류 자동화로 효율 높이고
다관절 협동로봇까지 도입
2년 만에 매출 233%나 성장

초중고교 교과서 제조업체 프린피아가 최근 물류 자동화와 협동 로봇 도입 등 스마트공장 전환에 성공했다. 서동일 프린피아 디지털센터 대표(왼쪽)와 김극 삼성전자 ESG&스마트공장지원센터 위원이 공장에 도입된 다관절 협동 로봇을 살펴보고 있다. 삼성전자

최근 찾아간 경기 파주의 도서 인쇄·제조 업체 프린피아 디지털센터. 공장 내부에서는 물류 자동화를 위해 도입된 무인운반차(AGV)가 지상 2층과 지하 1층을 오가며 1.5t에 달하는 자재를 분주히 실어 날랐다.

인간의 개입 없이 바닥에 부착된 QR코드 동선을 따라 이동하던 AGV는 스스로 지하 1층에 있던 화물 엘리베이터를 지상 2층으로 호출했다. 엘리베이터 문이 열리자 AGV는 작업자 모두에게 들릴 정도로 큰 경고음을 내며 진입한 뒤 지하 1층으로 내려가 정해진 위치에 자재를 내려놨다.

프린피아 관계자는 "AGV는 하루 250회에 걸쳐 스스로 이동하며 무거운 자재를 옮겨놓는 작업을 담당하고 있다"면서 "과거 사람이 하루 200~300회에 걸쳐 10㎞씩 걸어다니며 하던 작업을 AGV가 전담하게 돼 업무 속도와 효율이 대폭 향상됐다"고 전했다.

천재교육 관계사 프린피아가 삼성전자의 스마트공장 지원 사업을 등에 업고 갈수록 경쟁이 심화하는 도서 제조 산업에서 '업계 1위 유지'에 박차를 가하고 있다. 2023년 12월부터 이듬해 2월까지 1차, 지난해 4월부터 5월까지 2차 현장 혁신 지원 과정을 마친 프린피아는 인공지능 전환(AX)의 발판을 마련하며 사업 확대와 효율화에 속도를 내고 있다.

실제로 삼성전자 스마트공장 지원 사업을 통한 효과는 직접적인 숫자로 나타나고 있다. 프린피아 디지털센터 매출은 2023년 약 24억원에서 지난해 약 80억원으로 2년 만에 233% 성장했다. 기초와 고도화 작업을 통해 현장에서 도출·해결한 혁신 활동 건수는 193건으로 이를 통해 매년 약 7억원의 비용을 절감하고 있다. 성과지표(KPI) 측면에서는 스마트공장 지원 사업 후 공정 불량률이 기존 5.5%에서 3.7%로 33% 개선됐고, 1인당 생산성은 기존 시간당 1만146장에서 1만4516장으로 43% 향상됐다.

스마트공장으로 전환은 직원 고용 확대에도 긍정적인 영향을 미치고 있다. 2022년 280명이었던 전체 직원 수는 올해 기준 352명으로 약 26% 증가했다. 업무 환경이 한층 깔끔해지면서 젊은 직원 비중도 늘고 있다.

프린피아는 국내 초중고에서 사용되는 교과서의 21%를 제작하고 있다. 첨단 자동화 설비를 기반으로 연간 3억368만부 이상을 생산하며 업계 1위 자리를 지키고 있다. 인천과 파주에 있는 공장 3곳에서 하루에 생산되는 도서는 약 60만부에 달한다.

하지만 프린피아도 최근 악화하는 시장 상황에 고전을 면치 못하고 있다. 출산율 저하에 따라 전국 학생 수가 급감하는 반면 다품종 소량 생산과 단납기를 요구하는 고객 증가로 업체 간 경쟁은 더욱 심화했다. 여기에 인건비와 원자재 가격 상승 등 악재가 겹치면서 새로운 도약을 위한 발판 마련이 절실했다.

서동일 프린피아 디지털센터 대표는 "전국적으로 봤을 때 한 학년 학생 수가 약 80만명에서 최근 약 40만명으로 절반가량 줄면서 잠재적 소비자 수도 급감하고 있다"며 "삼성전자의 제조 노하우를 통해 다른 경쟁사들보다 우수한 기술력을 확보하고 시장에서 살아남기 위해 스마트공장 지원 사업 참여를 결정했다"고 설명했다.

삼성전자 스마트공장 지원 사업의 주요 성과 중 하나로는 '디지털 생산' 방식으로 전환이 꼽힌다. 우선 프린피아몰 웹 수주 시스템과 제조실행시스템(MES) 연동을 통해 고객 수주부터 배송까지 전 과정에서 생산 정확도를 끌어올렸고, 시스템 기반 운영 체제로 책 한 권 생산 시간을 기존 3일에서 3시간으로 줄였다. 바코드 정보를 활용해 표지와 속지를 자동 검증하고 절단 치수를 자동 입력하는 체계를 도입해 다품종 소량 생산 체제를 구축했다.

아울러 AGV를 도입함으로써 물류 운반 자동화와 다관절 협동 로봇을 통한 제품 적재 자동화에도 성공했다. 공정을 통해 재단을 마친 책들이 레일을 타고 내려와 10권씩 쌓일 때마다 로봇 팔 모양의 다관절 협동 로봇은 이를 번쩍 들어 수납함으로 옮겼다.

과거 일일이 사람 손을 거쳐야 했던 포장 작업은 포장 공정 래핑 자동화 시스템 도입으로 인력 효율화를 달성했다. 기존 포장 작업에 배치됐던 직원 2명은 다른 설비 관리 등 고부가가치 업무에 투입해 전반적인 작업 속도가 높아졌다.

이 밖에 작업 환경이 전반적으로 대폭 개선됐다. 과거에는 창고 내 원·부자재 정리정돈과 품목별 구분 관리 체계가 없었고 제조 현장에는 색상별 잉크 토너들이 혼재돼 선입선출이 안 되는 등 비효율적 업무가 이어졌지만 스마트 공장 지원 사업을 통해 비효율성을 제거하는 동시에 안전한 작업 환경을 구축했다.

프린피아의 궁극적인 목표는 도서 제조 현장에 인공지능(AI)을 도입해 최적 인쇄 플랫폼을 구현해내는 것이다. 스마트공장 전환 후 올해부터 AI로 전환할 수 있는 기본 데이터가 축적되고 있는 만큼 향후 1~2년 안에 AX를 달성해 생산 효율성을 최대치로 끌어올릴 방침이다.

[파주 박민기 기자]