“사람 대신 로봇이 배 만든다”… 조선업계, 스마트 전환 경쟁 치열

국내 조선업계가 ‘스마트 조선소’로의 전환에 박차를 가하고 있다.

인공지능(AI)을 활용해 인력·자재·에너지 등 조선소 경영 효율화를 꾀하는 한편 사람 대신 용접 등 건조 작업을 수행할 수 있는 협동로봇을 투입해 만성적인 인력난을 타개해간다는 전략이다.

5일 조선업계에 따르면 HD한국조선해양의 자회사 조선사들은 2030년까지 스마트조선소를 구축할 계획이다. 

이를 위해 회사는 선박 설계부터 생산까지 모든 공정을 실시간으로 연결해 작업 관리 효율성을 개선하는 ‘FOS 프로젝트’를 진행하고 있다.  

프로젝트가 완성되면 HD한국조선해양의 대표 조선소인 울산 현대중공업 조선소는 가상·증강 현실, 로보틱스, 자동화·AI 기술이 구현된 미래형 조선소로 탈바꿈할 예정이다.

올해는 1단계인 ‘눈에 보이는 조선소’ 구축에 나섰다. 현재 운영 중인 디지털 트윈 플랫폼인 ‘트윈 FOS’를 고도화한다는 계획이다. 트윈 FOS는 디지털 지도 위에 선박을 클릭하면 건조 현황과 온실가스 배출량 등을 시각적인 정보로 제공하고 크레인과 지게차를 비롯한 동력장비까지 모니터링 할 수 있는 가상 조선소다.

2단계부터는 '연결되고 예측 가능한 최적화된 공장'을. 3단계는 '지능형 자율 운영 조선소'를 목표로 스마트조선소를 구축해 나간다는 계획이다.

앞서 회사는 지난해 말 진행된 50주년 비전 선포식에서 스마트 조선소 구축과 무인화 기술 개발을 핵심으로 하는 스마트 사업에 12조원의 투자 계획을 세운 바 있다.

올해 5월 대우조선해양에서 ‘한화’로 새 옷을 갈아입은 한화오션도 자동화 기반의 스마트 조선소 구축에 3000억원을 투자한다. 그동안 부족했던 생산설비에 대한 투자로 생산 효율성을 끌어올리고 본원적인 경쟁력을 향상시킨다는 전략이다.

이와 함께 로봇 도입과 물류 자동화 등을 추진해 현재 10% 중반의 자동화율을 공정별로 최대 70%까지 높인다는 구상이다. 

한화오션은 올해 1월부터 선박 배관 조정관을 용접하는 협동로봇 개발에 성공해 실제 선박 건조현장에 적용 중이다. 한화오션에 따르면 이번 협동로봇을 적용한 후 작업준비 시간이 60%가량 줄어들어 생산성 향상과 작업자의 피로도 개선에 기여하고 있다는 설명이다. 또한 인증기관인 한국로봇사용자협회 심사를 통해 ‘협동로봇 설치작업장 안전인증’도 획득해 협동로봇이 안전펜스나 안전센서 없이도 안전인증을 받아 현장 적용에 성공한 국내 첫 사례로 주목받고 있다.

삼성중공업은 올해 선박 건조의 전 과정에서 생성되는 모든 정보를 한눈에 확인하고 관제할 수 있는 데이터 기반 전사 통합 모니터링 시스템(SYARD)을 개발하고 본격 적용에 들어갔다.

SYARD는 기존 개별적으로 관리하던 방대한 정형‧비정형 데이터를 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI) 기술 등을 활용해 빅데이터로 만들고 이를 바탕으로 연결‧분석한 정보를 시각화해 실시간 제공하는 경영 관리 시스템이다.

회사는 올해 총원가 10%를 개선하고 2025년까지 스마트 조선소를 구축한다는 계획이다.

지난달에는 기존 방식보다 5배가량 빠른 레이저 고속 용접 로봇 개발에 성공했다. 

삼성중공업이 개발한 레이저 고속 용접 로봇은 ▲레이저 빔을 일정한 간격과 속도로 회전시키는 워블(Wobble) ▲초점 위치를 변경하는 디포커싱으로 넓은 비드(용접살)폭을 생성할 수 있으며 ▲레이저 변위 센서를 내장해 굴곡진 용접 위치도 자동으로 찾을 수 있는 특징이 있다.

이를 통해 2미터 길이의 멤브레인 패널 용접 시 기존 방식인 PAW는 5분 정도 소요되는 반면 레이저 용접은 1분 만에 완료 가능해 공정의 생산성을 획기적으로 끌어올릴 것으로 기대된다.