[르포] "로봇이 20kg 냉장고문도 척척" 창원 LG전자 스마트파크 가보니

'다품종 생산' 스마트팩토리 탈바꿈…가전업계 최초 '등대공장' 선정

[프라임경제] "지능형 자율공장의 핵심은 로봇이 인간을 대체하는 게 아니라 인간이 더 공정을 안전하고 편하게 할 수 있도록 돕는 것입니다."

LG스마트파크 통합생산동 전경. ⓒ LG전자

지난 6일 경남 창원시에 위치한 'LG스마트파크'를 방문했다. LG스마트파크는 로봇과 인간의 협업이 눈에 띄는 곳이다. LG전자(066570)는 소품종 대량 생산에서 다품종 맞춤 생산 체계로 변경하기 위해 1976년 준공된 창원공장을 스마트팩토리로 탈바꿈했다.

그 결과 LG스마트파크 공장은 올해 3월 국내 가전업계 최초로 세계경제포럼(WEF, World Economy Forum)의 '등대공장'으로 선정됐다. 

◆지상·고공서 사람 대신 열일하는 로봇

LG스마트파크1(1공장)은 지난해 9월에 1차로 △초(超)프리미엄 'LG 시그니처' 냉장고 △오브제컬렉션, 북미향 프렌치도어 등 냉장고 △정수기 등 3개 라인의 가동을 시작했다.

LG 스마트파크1의 통합생산동에 들어서자 5G 전용망 기반 물류로봇(AGV)이 QR코드가 부착된 초록색 선을 따라 움직이며 화물을 이동하고 있었다. 

LG스마트파크 통합생산동의 입체물류 자동화 시스템에 도입된 고공 컨베이어가 부품을 나르기 위해 박스를 들어올리고 있다. ⓒ LG전자

AGV는 지상에서 최대 600kg의 적재함을 자동 운반하고, 공중 로봇은 고공 컨베이어로 30kg 부품 박스를 날랐다. AGV가 적재함을 운반하는 경로를 사람이 막고 있으면 음악소리가 울려 퍼졌다. 

앞서 LG스마트팩토리는 LG유플러스와 협업해 생산라인에 5G 전용 통신망을 구축했다.  5G 모듈을 장착한 물류로봇은 공장 내에서 끊김 없는 안정적인 통신을 통해 자재를 빠르고 정확하게 운반한다.

LG스마트파크 통합생산동 생산라인에 설치된 로봇팔이 20킬로그램(kg)이 넘는 커다란 냉장고 문을 가뿐히 들어 본체에 조립하는 모습. ⓒ LG전자

1.9ｍ 크기의 대형 로봇팔도 눈길을 사로잡았다. 로봇팔은 냉장고 파이프라인을 용접하고, 20kg에 달하는 냉장고 문짝을 가볍게 들어 올려 냉장고 본체에 부착했다. 

이수형 LG전자 H&A DX/혁신운영팀 선임은 "로봇이 냉장고 문을 조립하는 건 전세계에서 이곳 공장이 유일하다"면서 "전에는 작업자들이 무거운 냉장고 문을 나르다 힘들어하는 경우도 많았는데, 이제 작업자는 이런 일 대신 로봇이 컴프레서를 넣어주면 나사를 조이기만 하면 된다"고 설명했다.

이곳 생산라인의 자동화율은 60% 이상으로, 스마트파크에서는 13초에 1대꼴로 냉장고가 생산된다. 

자동화로 인해 인력감축 등을 묻는 질문에 강명석 LG전자 키친어플라이언스생산선진화태스크 리더는 "자동화는 사람을 빼기 위한 공정이 아니라 균질한 품질과 높은 생산성을 확보하기 위한 것"이라면서 "협력사를 포함했을 때는 오히려 인원이 기존대비 15%가량 늘었다"고 답했다.

◆디지털 트윈 시뮬레이션, 10분 뒤 공장 상황 예측

물류로봇과 로봇팔에 이어 이 공장에 도입된 또 다른 기술은 '디지털 트윈(Digital twin)'이다. 디지털 트윈은 디지털 가상공간에 현실과 동일한 대상을 만들고 인공지능(AI)과 빅데이터 등을 활용해 시뮬레이션 함으로써 현실을 분석하고 미래를 예측하는 기술이다. 

LG전자 직원들이 LG스마트파크의 지능형 공정시스템이 보여주는 버츄얼 팩토리를 확인하고 있다. 지능형 공정시스템은 냉장고 생산, 부품 이동, 재고 상황, 설비 이상유무 등 실제 공장 가동 상황을 한 눈에 확인할 수 있다. ⓒ LG전자

LG스마트파크 통합생산동 1층 로비에 있는 대형화면에서는 디지털 트윈 기술로 구현한 현재 가동 중인 생산라인과 부품 이동, 재고 상황, 설비 이상유무 등을 한눈에 볼 수 있었다. 

디지털 트윈 기술은 물류에서도 진가를 발휘한다. 30초마다 공장 안의 데이터를 수집·분석해 10분 뒤 생산라인의 상황을 예측한다. 예를 들어 10분 뒤에 라인 일부에서 자재가 부족해 정체가 될 예정이라면 미리 해결하도록 안내한다. 

LG스마트파크의 입체물류 자동화 시스템은 업무와 공간의 효율을 획기적으로 높였다. 자재 공급시간은 기존 대비 25% 단축됐고 예기치 못한 설비 고장으로 작업이 중단되는 시간도 96% 감소했다는 것이 LG전자의 설명이다. 

LG전자는 LG스마트파크가 최종 완공되는 시점인 2025년에는 고도화된 냉장고 생산라인 1개를 추가하고 제조혁신 노하우가 녹아 든 오븐, 식기세척기 라인도 확대 구축해 생산 효율과 품질을 향상시킬 계획이다.

아울러 창원 LG스마트파크에 이어 글로벌 생산거점에도 단계적으로 '지능형 자율공장'을 도입할 예정이다.