[르포] 불꽃 튀는 용접도 로봇이 '척척'…HD현대重 '스마트 조선소' 가보니

조선소 내 사람·로봇 '원팀'…생산성도 3배 향상
숙련공 인력난에 사람·로봇 협업 확대 움직임
피지컬 AI로 기술로 中과 기술 경쟁력 차별화

HD현대중공업 울산조선소 판넬공장에서 작업자가 협동로봇을 조작하며 용접 작업을 진행하고 있다. [사진=HD현대중공업]

"따닥따닥, 치지직."

지난 5일 찾은 울산 남구에 위치한 HD현대중공업 판넬공장. 거대한 철판 위로 내려온 로봇 팔이 용접을 시작하자 눈부신 불꽃이 연달아 튀었다. 로봇은 철판의 이음새를 따라 막힘없이 용접을 이어갔다. 주변에 작업자는 직접 용접봉을 잡지는 않고, 로봇이 제대로 작업하고 있는지 살피고 다음 작업을 준비했다. 불과 몇 년 전까지만 해도 숙련공의 손끝에 의존하던 조선소가 이제는 사람과 로봇이 '원팀'을 이뤄 작업하는 스마트 조선소로 탈바꿈한 것이다.

이날 가장 먼저 마주한 것은 천장 크레인에 매달린 용접 로봇이었다. 해당 로봇은 작업자가 입력한 선박 블록 정보를 바탕으로 용접 위치를 확인하고 말끔하게 작업을 완료했다.

HD현대중공업의 판넬공장에는 이 같은 로봇 12대가 투입돼 있으며 작업자 한 명이 최대 4대를 운용할 수 있다. 기존 수동 및 캐리지 용접보다 생산성이 3배 이상 높아졌다는 게 회사 측 설명이다.

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공장 한쪽에서는 작업자가 직접 이동시켜 사용하는 '협동로봇'도 눈길을 끌었다. 크레인형 로봇이 접근하기 어려운 공간에서 작업자가 소프트웨어로 용접 순서와 조건을 선택하자 로봇 팔이 움직이기 시작했다.

용접 속도와 전류, 용접 두께 등은 사내 엔지니어들이 미리 설정한 조건에 따라 조절됐다. 작업자는 로봇이 원활하게 움직이는지 확인하며 다음 작업을 준비하는 일에만 몰두했다.

HD현대중공업 관계자는 "협동로봇을 활용하면 기존 수동 및 캐리지 용접 방식보다 생산성을 약 40% 높일 수 있다"며 "용접 품질도 균일하게 유지할 수 있어 재작업을 줄이고 공정 전반의 효율성을 높이는 효과가 있다"고 설명했다.

HD현대중공업 울산조선소 판넬공장에서 크레인형 용접 로봇들이 선박 블록의 철판 이음새를 따라 용접 작업을 수행하고 있다 사진HD현대중공업 — HD현대중공업 울산조선소 판넬공장에서 크레인형 용접 로봇들이 선박 블록의 철판 이음새를 따라 용접 작업을 수행하고 있다. [사진=HD현대중공업]

HD현대중공업의 로봇 도입은 용접에만 그치지 않는다. 선박 건조 과정에서 대형 블록을 들어 올릴 때 사용하는 임시 연결 고리인 '러그(Lug)' 제작 공정에는 24시간 무인으로 가동할 수 있는 자율제조시스템이 도입됐다. 설계 데이터를 기반으로 절단부터 조립, 용접까지 하나의 생산라인에서 자동으로 이뤄지는 방식이다.

기존에는 여러 명의 작업자가 투입돼 연간 약 1800t을 생산하던 공정을 무인 생산체계로 전환했다. 이를 통해 생산량을 늘리는 동시에 해당 공정에서만 연간 약 5억원의 비용 절감을 이뤘다.

공장 밖으로 나오자, 로봇이 용접하던 철판들이 실제 선박으로 완성되는 거대한 조선소가 펼쳐졌다. 야드 곳곳에는 대형 선박 블록이 쌓여 있었고, 노란색 특수 운반차량인 트랜스포터가 육중한 블록을 실어 나르고 있었다.

이날 둘러본 제3도크는 길이 672m, 폭 92m로 축구장 9개에 해당하는 규모였다. 이곳에서는 액화천연가스(LNG)선과 액화석유가스(LPG)선, 암모니아 운반선 등 5척의 선박이 동시에 건조되고 있었다.

HD현대중공업은 조선업 호황에 힘입어 지난해 선박 88척을 인도한 데 이어 올해는 106척을 인도할 예정이다. 늘어나는 건조 물량에 맞춰 조선소 곳곳에서도 로봇의 역할이 커지고 있다. 숙련공의 기술에 로봇의 정밀함을 더해 작업 속도와 효율을 높인다는 것이 HD현대중공업의 구상이다.

신상범 HD현대중공업 조선사업부 자동화혁신부 상무는 이날 현장 인터뷰를 통해 "로봇을 투입하는 가장 큰 목적은 인력을 대체하는 것이 아니라 새로 들어온 작업자들이 훨씬 안전하고 효율적으로 일할 수 있도록 하는 데 있다"고 강조했다.

실제 현장 작업자들의 인식도 달라지고 있다. 도입 초기에는 일자리 대체 우려와 장비 이동의 번거로움 등으로 거부감이 컸지만, 최근에는 작업 부담이 줄고 용접 품질도 균일해지면서 오히려 로봇을 더 늘려달라는 요구가 이어지는 분위기다.

HD현대중공업은 로봇 도입을 더욱 확대해 2030년까지 현재 인력 수준에서 생산성을 30% 높이고 원가를 10% 절감한다는 목표다. 현재 약 260대 수준인 로봇도 2030년에는 약 3000대까지 늘릴 계획이다. 로봇 도입에 따른 투자비 회수 기간은 약 2~3년으로 보고 있다. 장기적으로는 개별 공정의 자동화를 넘어 조선소 전체를 하나의 시스템으로 연결하는 자율 제조체계를 구축할 방침이다.

로봇 기술 고도화는 중국 조선업과의 경쟁에서도 중요한 과제로 꼽힌다. 중국은 정부 지원을 바탕으로 로봇 도입과 생산설비 투자를 확대하며 한국 조선업을 추격하고 있다.

신 상무는 "일반적인 프로그램 기반 자동화 로봇의 숫자로 보면 중국이 훨씬 앞서 있다"면서도 "중요한 것은 정형화된 작업이 아니라 비정형 작업에서 얼마나 자동화 해법을 찾느냐는 것"이라고 말했다.

이어 "그동안 축적한 선박 건조 기술과 블록 변형 예측 역량에 AI·로봇 기술을 접목해 생산성을 높이고, 중국과 차별화된 기술 경쟁력을 확보해 나가겠다"고 강조했다.