대표적인 사례를 모아봤다. 자동차 범퍼제조업체 유성정밀공업은 단조공정에서 프레스와 프레스 기계 사이에 작업자가 1명씩 배치되어 전체 공정을 수작업으로 하고 있었다. 그 프레스 공정에 다관절 로봇을 도입해 자동화했다. 자동차부품 제조업체 신기인터모빌은 플라스틱 사출물이 나오면 그 위에 초음파 기기를 이용해서 부직포를 덧대는 융착 작업을 사람이 수작업으로 했었다. 그러다 보니 작업자의 상태에 따라 제품의 품질이 달라지고 불량의 관리가 어려웠는데, 로봇을 도입해 자동화를 하면서부터 생산 품질이 일정하게 유지됐다. 그 외에도 기존 작업자가 진행하던 용접작업을 로봇을 통해 자동화하는 사업과 자동차부품 검사, 분류, 포장공정에도 로봇을 가지고 지원하는 사업을 진행했다.

1단계 사업성과를 바탕으로, 원래 3년 기획했던 사업이 추가로 늘어났다. 중소제조 로봇보급사업이 2014년부터 2015년까지 2년 더 지원됐다. 지난 3년은 뿌리공정에 초점을 맞추어 지원했다면 2단계 사업은 뿌리공정에 국한하지 않고 취약 공정 분야 중소제조기업으로 확대했다. 여기서 취약 공정 분야라면 산업 비중, 인력고용 비중, 제조업용 로봇의 생산 현황과 수입 현황은 높지만 생산성은 낮아 공정혁신에 의한 경쟁력 강화가 필요한 분야를 일컫는다.

총예산 44억 원이 들어간 이 사업에는 13개 수요기업이 지원했으며, 그 기업들이 자동화해서 이전 보급사업과 합해 누적 매출이 약 900억 원이라는 성과를 올렸다. 2년 동안 뿌리공정 외에 소스토핑/정렬/포장공정에 로봇을 적용했다. 특히, 나온테크라는 회사는 빵에 소스를 뿌리는 소스토핑 작업에 병렬로봇을 활용해 빵맛을 일정하게 유지할 수 있었다. 수전금구 전문회사인 워터웍스유진도 로봇 보급사업을 통해서 연마/절삭/도금공정에 로봇으로 작업자를 대체했다. 이 회사는 도금공정에서 약품을 가지고 도금을 하게 되고, 도금을 한 후에는 작업자가 직접 다음 공정으로 이송하게 되는데 그 무게만 개당 수 kg씩 나간다. 반복 작업을 하다 보면 작업자의 어깨 근육에 무리가 오게 되어 기피하게 되었다. 그러나 로봇 도입으로 자동화를 한 후 생산 품질이 일정하게 유지되고 생산량도 늘어나는 효과를 얻었다.

▲ 로봇엔지니어링 컨설팅 사례 : H기업

이처럼 2년 기간의 사업은 많은 성과를 내었고 기업들의 호응도 좋았다. 이제는 중소제조 로봇보급사업을 별도의 사업으로 추진할 필요성이 생겼다. 그래서 한국생산기술연구원과 한국로봇산업진흥원이 공동 기획해서 만든 사업이 ‘로봇융합 중소제조 공정혁신사업’이다.

로봇엔지니어링 컨설팅 사례

로봇융합 중소제조 공정혁신사업은 기존 지원사업 외에 제조공정혁신 컨설팅을 추가했다. 로봇 도입 전, 과연 로봇을 도입하면 얼마만큼 생산성을 올릴 수 있는지, 로봇을 가지고 자동화했을 때 성공 가능성은 얼마나 되는지 등을 컨설팅해주는 내용을 포함했다. 이러한 로봇엔지니어링 서비스를 한국생산기술연구원이 로봇산업진흥원의 위탁을 받아서 수행하고 있다.

중소기업이 지원사업에 신청하면 한국생산기술연구원은 기업 입장에서 궁금증을 해소할 수 있도록 로봇 전문가나 로봇 SI업체에 연결시켜주어서 컨설팅을 해주는 방법으로 진행된다.

로봇엔지니어링 컨설팅서비스의 세부 내용을 더 들여다보면 이렇다. 컨설팅을 위해 전문가 협의체 구성은 로봇융합공정에 관련된 다양한 분야의 산·학·연 전문가로 이루어지며, 컨설팅 지원 요청한 내용에 따라 필요한 전문가들을 섭외하여 운영된다. 역할은 매월 1회 자문회의를 개최하여 진행 현황, 지원 요청서 심의 및 현안을 논의한다. 또한, 컨소시엄에서 자체적으로 해결이 어려운 문제들에 대해서도 기술 지원을 하며 로봇 도입 희망기업의 공정 분석 및 로봇융합공정 재설계를 통한 로봇 도입 타당성을 검토한다.

컨설팅서비스를 하게 되면 컨설팅해주는 전문가들에 대한 비용이 발생하게 되는데, 그 비용은 정부지원사업의 일환으로 한국생산기술연구원에서 지원한다.

이 사업은 2016년부터 했으며, 로봇 보급사업을 하고 있는 기업들에 대해서도 컨설팅서비스를 했다. 현재 기업이 보급사업을 안 하지만, 로봇 도입을 희망할 때도 타당성 검토 컨설팅을 해왔다.

몇 가지 사례가 있다. 수출용 등기구 생산업체인 S기업은 모든 공정을 수작업으로 진행하다 보니 인건비 문제, 생산성 문제로 주문을 소화하지 못하는 상황이었다. 결국 자동화 도입을 희망하며 컨설팅 지원을 요청했다. 곧 지원서 심의를 거쳐, 전문가들은 공정 현황을 분석하고 이를 토대로 이 회사의 현재 생산 능력과 자동화했을 때 달성할 수 있는 생산 능력을 비교 분석했다. 그리고 로봇 도입 타당성을 분석했다. 첫 번째는 기존 수작업을 로봇이 대신할 수 있느냐, 두 번째는 로봇을 도입했을 때 과연 원하는 속도가 나와서 생산성을 높여줄 수 있느냐를 분석했다. S기업은 그 분석한 컨설팅 결과를 가지고 보급사업 신청을 했으며, 그다음 해 사업에 선정되어서 실제로 자동화를 했다.

또 하나의 사례로, 자동차부품을 제조하는 S정밀은 프레스 공정에서 기존 수작업 공정을 자동화하고 싶다고 컨설팅을 의뢰했다. 이에 컨설팅 전문가들은 기존 수작업 공정을 분석하고 단조 프레스공정을 어떻게 자동화해야 좋을지 검토했다. 이 회사 역시 컨설팅 결과를 가지고 그다음 해에 정부사업에 신청해서 선정됐다.

자동차 트랜스미션부품을 제조하는 H기업 역시 이 사업에 참여했다. 이 회사는 로봇 그리퍼 및 파지부, 번전 기구 및 지그 등의 설계 자문을 요청해왔다. 또한, 절삭유 블로잉, 툴 수명 향상, 디버링용 유휴로봇 활용 방안에 대해서도 요청이 있었다. 공정자동화하면서 로봇을 사야 하는데 기존 보유하고 있는 로봇을 활용하고 싶다는 것이다.

컨설팅을 위해 수요기업, 참여기업 및 전문가의 역할을 나누어 기존 수작업 공정을 분석하고, 필요시 자동차 트랜스미션부품인 Flange, Plate 및 Base 설계에 대한 엔지니어링 자문도 구했다. 컨설팅한 결과는 로봇을 활용한 자동화 공정 구축에 반영했다. 사업 결과, 작업자가 좁은 통로를 다니면서 직접 제품 이상을 검사하던 공정을 로봇 도입으로 자동화했다.

자동화를 한 이후에 이 회사는 로봇 도입 전보다 시간당 생산량이 약 37% 향상했고, 공정 불량률은 0.165p% 대로 낮아졌다. 원가 절감 또한 40% 줄었으며, 납기 준수율은 기존 94%에서 100%로 향상됐다. 산업재해율 역시 작업자 없이 로봇을 활용하다 보니 0% 대로 떨어졌다.

목적은 제조강국 실현

로봇활용 중소제조 공정혁신지원사업은 로봇융합 중소제조 공정혁신을 통한 세계 최고 제조강국 실현이라는 목표로 지난 2016년부터 진행해 왔다. 그 첫 번째 전략은 로봇을 활용해 자동화를 지원해 줌으로써 국내 중소제조업의 운영환경 및 작업환경을 개선하고 생산성 향상을 통한 경쟁력을 높이자는 것이다. 두 번째 전략은 로봇 예산이 투입되기 때문에 국산 로봇플랫폼의 개발을 촉진하고 로봇제조기업 및 SI업체 성장 촉진으로 로봇산업 발전을 견인하자는 2가지 목표를 갖고 진행하고 있다.