AI 기술 적용한 인간 친화적 공장, 아이오닉 5·9 연 30만대 생산 규모
도어간격 자율보정, 자동 탈부착 기술 세계 첫 적용, 美 3번째 생산거점
HMGMA의 생산라인에서 4족 보행 로봇 '스팟'(SPOT)이 품질 검사를 하고 있다. ⓒ News1 류정민 특파원 |
<이미지를 클릭하시면 크게 보실 수 있습니다> |
(조지아 엘라벨=뉴스1) 류정민 특파원 = 현대자동차그룹이 26일(현지시간) 준공식을 개최한 '현대차그룹 메타플랜트 아메리카'(HMGMA)는 그룹 제조기술의 집약체다.
현대차그룹은 미국 첫 생산기지로 2005년 준공한 현대차 앨라배마 공장, 2009년 가동을 시작한 기아 조지아 공장에 이어 16년 만에 미국 현지 생산 거점을 새롭게 추가하며, 그룹의 미래 비전과 첨단 제조기술 역량을 HMGMA에 집약했다.
최첨단 제조 혁신 플랫폼 바탕으로 고효율·고품질 생산 실현
조지아주 엘라벨에 여의도 면적의 4배 규모인 1176만㎡ 부지 위에 자리 잡은 HMGMA는 싱가포르 글로벌 혁신센터(HMGICS)의 최첨단 제조 혁신 플랫폼을 도입한 것이 특징이다. HMGICS는 2023년 건립 이래 인간 중심의 미래 모빌리티를 연구하고 실증 개발하는 현대차그룹의 테스트 베드이다.
HMGMA는 '프레스-차체-도장-의장'으로 이뤄지는 자동차 생산 공정 요소요소에 AI(인공지능) 등을 결합한 제조 혁신 기술을 적용했다. 패널 홀·크랙 감지 시스템, 도어 간격·단차 자율 보정 장착, 도어 자동 탈부착 등 세계 최초 적용 기술과 각종 첨단 시스템을 바탕으로, HMGMA는 효율적인 생산을 실현하는 동시에 작업자의 업무 강도를 낮췄다.
프레스 공장(STAMP SHOP)에서는 최고 성능의 6800톤급 초대형 고속 (Servo) 프레스(서보 모터에 의해 구동되는 프레스) 5대가 내려찍고 자르는 과정을 반복하며 강판을 차량의 몸이 될 패널로 탈바꿈시킨다. 차체 패널은 91% 수준의 자동화 공정, 정밀한 성형기술, 고속 이송장치 등을 통해 생산되며, 비전 품질 검사와 AI 기반 품질 관리 시스템을 차례로 거치며 최고의 품질로 제조된다. 특히 세계 최초로 적용된 패널 홀·크랙 감지 시스템은 수십 대의 카메라를 통해 촬영한 데이터를 딥러닝으로 학습하며, AI 기반 품질 관리를 뒷받침한다.
이렇게 만들어진 패널들은 100% 자동화 물류 시스템을 통해 다음 공정으로 옮겨진다. 자동 적재 시스템(ASRS, Automated Storage and Retrieval System)은 패널을 차종별로 분류해 수십장씩 팔레트에 싣고, 자율주행 운반 로봇(AGV, Automated Guided Vehicle)은 이 팔레트를 다음 공정으로 적시에 이동시킨다. AGV는 SLAM(동시 위치 측정 및 지도 작성) 기술을 바탕으로 구동된다.
차체 공장(WELD SHOP)은 로봇들이 일사불란하게 수행하는 용접 및 조립 공정을 거쳐 강판 패널들이 자동차의 외관으로 거듭나는 곳이다. HMGMA의 차체 공장은 100% 자동화를 달성했다. 차체 공정 중 세계 최초로 적용된 기술은 도어 간격/단차 자율 보정 장착 시스템으로, 로봇과 비전, AI 기술을 바탕으로 균일한 단차 품질을 구현한다.
도장 공장(PAINT SHOP)은 최고의 외관 품질을 완성하기 위해 도료 도포부터 품질 검사까지 높은 수준의 자동화 시스템이 구현돼 있다. 도포 자동화 시스템은 수작업 대비보다 균일한 도장 품질을 제공하고, 특수 도료 공급 설비는 24개 이상의 다양한 색상을 적용하는 일에 효과적인 대응을 가능하도록 한다. 아울러 도장 검사 로봇 자동화 시스템은 사람의 눈으로 알아채기 어려운 미세한 문제까지 잡아낼 수 있어 더욱 완벽한 도장 품질을 달성할 수 있게 한다.
HMGMA에서 아이오닉 5가 생산되는 모습.(현대차그룹 사진제공) ⓒ News1 류정민 특파원 |
<이미지를 클릭하시면 크게 보실 수 있습니다> |
AI·로봇 등 첨단 시스템과 조화 이룬 인간친화적인 HMGMA 생산 현장
의장 공장(ASSEMBLY SHOP)은 도장 공정까지 마친 차체에 2만~3만여 가지에 달하는 각종 자동차 부품을 조립해 완벽한 차량의 형태로 완성하는 마무리 생산 단계다. 자동차 내부를 각종 부품들로 채워야 하는 미세 업무가 많아 차량 생산 전체 과정 중 작업자(사람)의 손이 가장 많이 필요한 공정이라고 할 수 있다. 현대차그룹은 이곳에 인간 중심 근무 환경을 조성했다.
전통적으로 의장 공장은 컨베이어 벨트 위에서 차체가 이동하고 수십, 수백 명의 작업자가 각 위치에 대기하며 부품을 조립하는 '컨베이어 벨트 시스템'으로 익히 알려져 있다. 하지만 HMGMA는 소수의 상품을 대량으로 생산하는 데 적합했던 기존 방식을 새로운 형태로 극복하고자 했다. 수요에 맞춰 다양한 모델을 유연하게 생산할 수 있도록 새롭게 의장 공장 구축을 시도한 것이다.
HMGMA 의장 공장에 세계 최초 적용된 도어(차문) 자동 탈거 및 장착 시스템은 과거 작업자들에게 의존해야 했던 도어 단차 품질 개선과 관리를 자동화해 세계 최고의 외관 품질을 달성하도록 한다. 도장 공장에서 넘어온 차체의 도어를 열고, 고정 볼트를 풀어 차량에서 떼어내는 과정 모두를 비전 시스템의 도움을 받은 로봇이 수행한다. 도어를 다시 붙이는 작업에서는 14대의 로봇이 협동 제어를 통해 한 치의 오차 없이 도어 장착을 마무리한다.
차체와 결합할 각종 자동차 부품은 200여대의 자율이동로봇(AMR, Autonomous Mobile Robot)에 실려 각 공정에 적시에 투입된다. AMR은 SLAM(동시 위치 측정 및 지도 작성) 기술을 바탕으로, 물류 창고에서 각 공정으로 원하는 위치까지 경로를 생성하며 부품을 배달시킬 수 있다. 현대차그룹은 싱가포르 글로벌 혁신센터(HMGICS)에서 양산성 검증을 완료한 AMR 관제 시스템(H-ACS, Hyundai AMR Control System)을 HMGMA에 적용해 최적의 물류 시스템을 구축했다.
이후 완성된 차량은 주차로봇(Parking Robot) 위에 올라타 자동화된 무인 품질 검사를 거쳐 지정된 최종 목적지까지 이동한 뒤 고객을 만나러 가는 여정을 본격적으로 시작하게 된다. 주차로봇은 얇고 넓은 형태의 로봇 한 쌍이 차량 하부에 들어가 바퀴를 들어 올려 이동시키는 방식으로 구동된다. 과거에는 작업자가 직접 운전해 차량을 옮겨야 했다.
기존 공장에서 작업자들이 무거운 부품을 들거나 위 보기 작업을 반복해야 했던 고전압 배터리, 전·후방 새시 모듈 조립과 같은 공정은 작업자의 신체 부담은 줄이고 부상은 예방하는 인간친화적 형태로 구성됐다. 현장 작업자가 고중량의 부품을 들어 반복적으로 볼트를 체결해야 했던 공정은 체결 위치 조정을 포함해 실제 볼트 체결까지 모든 작업이 자동화됐다. 위 보기 작업을 배제한 것은 근골격계 부상 예방 효과를 기대하게 한다.
아울러 과거 공장 상부의 운반 구조물에 실려 차체가 이동했던 설비 중심의 차체 공장은 HMGMA에서는 AGV를 활용한 차체 운반 덕에 상부 구조물 최소화가 가능해져 자연 채광이 환하게 들어오는 쾌적한 작업 환경을 조성했다.
HMGMA 전경 ⓒ News1 류정민 특파원 |
<이미지를 클릭하시면 크게 보실 수 있습니다> |
ryupd01@news1.kr
Copyright ⓒ 뉴스1. All rights reserved. 무단 전재 및 재배포, AI학습 이용 금지.
이 기사의 카테고리는 언론사의 분류를 따릅니다.
기사가 속한 카테고리는 언론사가 분류합니다.
언론사는 한 기사를 두 개 이상의 카테고리로 분류할 수 있습니다.
언론사는 한 기사를 두 개 이상의 카테고리로 분류할 수 있습니다.
