'조용하고 사람을 찾아보기 힘든 공장'. 27일(현지시간) 미국 조지아주 서배너 엘라벨에 위치한 '현대차그룹 메타플랜트 아메리카'(HMGMA)를 한 마디로 요약하면 이렇다.

프레스와 차체, 도장, 의장으로 이어지는 자동차 생산 공정 업무 상당수를 로봇이 담당한다.

가장 먼저 마주한 프레스 공장은 금형에 맞춰 강판을 눌러 차량 패널로 만드는 작업인 탓에 소음이 가장 많은 공장이다. 하지만 공장 안은 사무실로 착각할 정도로 고요했다.

HMGMA는 6800t급 고속 프레스 5개에 쿠션과 서브 모터를 설치해 프레스의 누르는 속도를 변화할 수 있게 해 충격 및 소음을 완화했다,

차체 공장은 HMGMA의 가장 큰 특징이기도 한 로봇 중심 자동화의 완성판이다. 차체 공장은 로봇으로 강판 패널을 용접·조립해 자동차 차체를 완성하는 곳이다.

HMGMA는 로봇과 AI, 비전 기술을 융합한 스마트 조립 시스템으로 차체 공장의 자동화율을 100%로 끌어올렸다.

철판을 찍는 ‘프레스’ 공정과 차의 뼈대를 만드는 ‘차체’ 공정은 대부분 자동화됐지만, 그 결과물을 정렬하고 운반하는 것은 사람의 몫이었다.

그러나 HMGMA에서는 이 역할을 자율주행 운반 로봇이 맡는다. 로봇이 중앙 관제 시스템과 통신하며 각 공정의 생산 현황을 파악해 실시간으로 이동한다.

HMGMA는 전통적인 자동차 공장의 모습과 사뭇 달랐다. 자동차 생산 라인에서 근무하는 직원은 880명 안팎으로 투입된 로봇(950개 이상)이 사람보다 많다. 자율주행 운반 로봇 200여대, 주차로봇 48대, 용접 및 도장 공정에 700여대가 투입됐다.

생산 과정 전반에 로봇과 AI(인공지능) 기술을 이용해 자동화율을 높이면서도 품질 관리를 개선했다.

차체 공정의 마지막 단계인 외관 품질 검사에서는 보스턴다이나믹스의 4족 보행 로봇 ‘스팟’이 투입된다. 스팟이 카메라로 차체를 촬영하고 그 이미지를 기준점과 비교해 합격 여부를 판단한다. 차체 공장에 이어 도장공장에서도 로봇형 검사 비전 시스템이 적용돼 차체 1대당 5만장의 이미지를 확보해 도장 품질을 확인하는 작업이 이뤄졌다.

HMGMA에서 가장 인상적인 공정은 도색까지 끝난 차체에 3만여개의 부품을 조립해 완벽한 형태의 차량을 만드는 의장 공장이었다. 대부분 사람이 도맡던 공정이다.

HMGMA 의장공장엔 세계 최초로 차량 문을 자동으로 탈거하고 장착하는 시스템을 적용했다. 단차(외관 이음새 등이 벌어지거나 맞지 않는 상태) 등을 우려해 사람이 해 오던 작업이었지만, AI 기반 카메라 시스템을 장착한 로봇이 이를 수행하게 했다.

조립을 위해 차체를 이동시키는 컨베이어 벨트도 HMGMA 의장공장에서는 일부 라인에만 배치했다. 로봇 이동 시스템과 마찰식 플랫폼 대차를 사용해 컨베이어벨트가 돌아가는 소리나 금속이 맞물리며 내는 조립 소음이 들리지 않았다.

200여대의 자율이동로봇(AMR)이 드넓은 공장 내에서 스스로 주행해 부품을 이송하고 있었다. AMR은 지나가는 작업자를 만나면 멈추는 대신 이를 피해 이동했는데 다른 자동차공장에서는 볼 수 없는 모습이었다.

생산이 끝난 차량은 주차 로봇 위에 올라탔다. 로봇 한 쌍이 앞바퀴와 뒷바퀴 밑에서 차량 하부를 들어 올려 무인 품질 검사를 거쳐 지정된 최종 목적지까지 이동한다.

HMGMA의 가장 큰 특징은 자동화이지만 인간 친화적인 면모도 갖췄다. 공장 내 2층 생산라인을 없애고 아치형 유리창을 낸 것. 전등 불빛에 의존한 탓에 어두컴컴했던 다른 자동차공장과 차별화된 부분이다.

자동차 공정 자체도 인간 중심으로 구성됐다. HMGMA의 의장 공장은 글라스 등 도어 장착 공정을 완전히 자동화했는데 이는 이 공정에 들어가는 프라이머라는 화학적 성분으로부터 작업자들을 보호하기 때문이라고 관계자는 설명했다.

김한곤 HMGMA 생산실장(상무)는 "사람이 하기 어려운 작업이나 유해한 공정은 로봇을 투입해 자동화했다"며 "고강도 노동력이 필요한 부분도 자동화했다"고 설명했다.

현대차그룹의 로봇전문 계열사 보스턴다이나믹스의 휴머노이드 로봇 ‘올 뉴 아틀라스’도 HMGMA에 향후 일부 생산 공정에 시범 투입될 예정이다.

김보형 기자 [email protected]