[르포] 크레인 타고 내려온 로봇이 '척척' 용접…HD현대중공업 울산조선소 가보니 [K-조선의 미래]

숙련공 빈자리 메우는 용접 로봇
절단부터 용접까지 24시간 무인 작업
로봇에 '피지컬 AI' 도입도 속도
2030년 로봇 3000대 수준 확대 추진

▲HD현대중공업 작업자가 용접로봇을 이용해 용접 작업을 수행하고 있다. (사진제공=HD현대중공업)

5일 찾은 울산 HD현대중공업 조선소. 거대한 선박 블록들이 줄지어 놓인 작업장 위로 크레인이 움직이더니 로봇 한 대가 천천히 내려왔다.

작업 위치에 도착한 로봇은 철판 사이 용접 부위를 따라 움직이며 작업을 이어갔다. 작업자가 직접 용접봉을 들고 철판을 잇던 자리를 로봇이 대신하고 있었다. 이 로봇은 선박 블록 제작에 투입되는 '판넬슬릿 용접 로봇'이다. 상부 크레인을 이용해 필요한 위치로 옮길 수 있어 넓은 작업장 곳곳에서 활용할 수 있다.

HD현대중공업에 따르면 판넬슬릿 용접 로봇의 생산성은 기존 수동·캐리지 용접 방식보다 3배 이상 높다. 작업자 한 명이 로봇 4대를 관리하는 방식으로 생산 효율을 높일 수 있다는 설명이다.

작업장에서는 작업자가 위치를 조정하며 사용하는 협동 로봇도 볼 수 있었다. 협동 로봇 역시 기존 방식보다 생산성을 약 40% 높이는 효과가 있다.

이날 둘러본 HD현대중공업 조선소는 약 545만㎡ 부지에 14개 건조 도크와 11기의 골리앗 크레인을 갖춘 대규모 생산기지다. 거대한 선박을 만드는 공간이지만 생산 현장의 변화는 용접 공정에서부터 시작되고 있었다.

소조립 공정에서는 로봇이 센서와 제어 기술을 활용해 부재의 형상과 규격을 인식하고 용접 작업을 수행한다. 선박은 부품의 크기와 모양이 제각각이어서 자동차 공장처럼 동일한 작업을 반복하기 어렵다.

▲HD현대중공업 조선소 야드 전경. (사진제공=HD현대중공업)

HD현대중공업은 작업자가 낮에 로봇을 설정하면 야간에는 무인 또는 최소 인원으로 작업할 수 있는 생산 체계를 구축하고 있다.

중형선 사업부에는 절단부터 조립, 용접까지 통합한 자율제조시스템도 도입됐다. 선박 블록을 들어 올릴 때 사용하는 러그를 24시간 무인으로 생산하는 방식이다. 회사는 이를 통해 연간 약 5억원의 비용을 절감할 것으로 기대하고 있다.

조선소가 로봇 도입에 속도를 내는 배경에는 숙련 인력 부족이 있다.

회사 관계자에 따르면 HD현대중공업에서는 매년 500명 이상의 숙련 인력이 퇴직하고 있다. 관계자는 “오랜 경험이 필요한 용접 기술을 단기간에 전수하기 어려운 만큼 자동화의 중요성이 커지고 있다”고 설명했다.

로봇은 반복적이거나 위험한 작업을 맡아 작업자의 부담을 덜어준다. 외국인 근로자들이 활용할 수 있도록 로봇 조작 시스템에는 다국어 지원 기능도 적용됐다. 숙련도에 따른 품질 편차를 줄이는 것도 자동화의 주요 목표다.

▲HD현대중공업 조선소에서 용접로봇이 용접을 하고 있다. (사진제공=HD현대중공업)

HD현대중공업은 여기서 한발 더 나아가 로봇에 AI를 결합하는 방안을 추진하고 있다.

현재 로봇이 주로 정해진 경로를 따라 용접하는 수준이라면 앞으로는 작업 환경을 스스로 인식하고 판단하는 '피지컬 AI'를 적용하겠다는 구상이다. 곡면 블록이나 대형 선체 조립처럼 작업 조건이 수시로 달라지는 공정이 주요 대상이다.

HD현대중공업은 내년 상반기 피지컬 AI 기반 용접 로봇을 선보이는 것을 목표로 기술 개발을 진행하고 있다. 또한, HD현대중공업은 HD현대삼호와 함께 현재 약 260대 수준인 로봇을 2030년 즈음엔 3000대 가까이 확대하는 방안을 추진 중이다.

숙련공의 손끝에 의존하던 조선소가 로봇과 AI를 활용하는 생산 현장으로 바뀌고 있다. 울산조선소에서 움직이는 용접 로봇은 그 변화의 시작을 보여주고 있었다.