제조업의 '내일' 돕는다…LG전자 '스마트팩토리 솔루션'

[평택=뉴스핌] 김정인 기자 = 경남 창원에 위치한 LG전자 냉장고 생산라인에서는 매 13초마다 냉장고 한 대가 생산된다. 이 생산라인이 하루 10분만 지연되더라도 냉장고 50대 분량의 생산 차질이 생기게 된다. 냉장고 한 대 가격을 200만 원으로 가정할 때 10분의 지연이 곧 1억 원에 달하는 손실로 이어지는 셈이다.

LG전자는 이러한 손실과 비효율을 줄이기 위해 완제품 생산에 필요한 여러 부품의 원활한 공급부터 조립, 포장, 검사 등의 다양한 공정 사이을 효율적으로 운영하는 스마트팩토리 솔루션을 제공하는 데 속도를 높인다.

LG전자는 18일 경기도 평택에 위치한 LG전자 생산기술원 스마트팩토리확산센터(SFAC)에서 사업 경쟁력과 비전을 소개했다. 이곳에서는 실제 현장에 적용된 LG전자의 스마트팩토리 솔루션을 한눈에 보고 체험할 수 있다.

◆ AI로 전 영역 연계…자재·장비 현황 파악하고 공정 이상 감지까지

# 화면을 몇 번 클릭하자 가상의 공장이 새로운 물류 방식으로 바뀐다. 실제 공장을 가상으로 옮겨놓은 '디지털트윈(Digital Twin)' 기술로, 손쉬운 '드래그앤드롭(Drag&Drop)' 기능을 활용해 생산 시스템을 재설계하고 물류 및 레이아웃을 검증해 가장 효율적인 공장 운영 방식을 찾는다.

이처럼 SFAC A전시존에는 AI와 빅데이터 기술을 전체 공정과 연계한 솔루션이 자리한다. 가장 먼저 볼 수 있는 'PRISM'은 생산공장 설계, 검증 시뮬레이션 시스템으로 디지털트윈을 활용해 기존 공장의 생산성 개선, 증설, 신(新)공장 설계를 돕는다.

디지털트윈을 통한 작업자 교육 솔루션도 제공한다. 작업자가 현장에 배치되기 전에 미리 현장과 똑같은 가상의 공간에서 교육을 받아 높은 학습 효과를 기대할 수 있다.

LG전자 생산기술원이 개발한 자율주행 수직다관절로봇(MM)이 반도체 웨이퍼를 공급하는 공정을 수행하는 모습. [사진=LG전자]

디지털전환(DX)을 통해 설비 가동률을 관리하고 수율을 높이는 솔루션도 전시돼 있다. 실제 고객들의 니즈를 기반으로 구축한 임베디드(Embedded) DX 솔루션이 대표적이다. 해당 솔루션은 사람의 개입이 없는 NTO(No Touch Operation)를 기반으로 한 원격 설비 공정·관리 시스템을 지향한다.

자재 조달부터 고객 수요에 대응할 수 있는 관리 ERP 솔루션 'PRIME'이 대표적이다. PRIME은 자재, 장비 현황 등을 파악하고 고객 수요를 적기에 반영할 수 있도록 생산 계획을 최적화하는 ERP 솔루션이다. 이 솔루션을 활용하면 고객 주문별 납기를 예상하고 제품 자재의 중장기 공급 계획 관리, 실시간 설비 스케줄링, 자재 소요량 점검 등을 수행하도록 돕는다.

LG전자는 AI를 활용한 공정 이상 감지 솔루션도 선보였다. 대규모 언어모델(LLM) 기반 생성형 AI를 적용해 누구나 음성만으로 손쉽게 사용할 수 있다. 예를 들어 "오후 2시 A설비 이상 떨림" 이라고 말하면 이상 신호가 서버에 기록된다. "최근 발생한 이상 떨림과 조치법 알려줘"라고 말하면 불량 유형과 이전 조치이력을 발생 가능성이 높은 순으로 알려준다.

LG전자는 무인화 생산 확대 추세에 맞춰 비전(Vision) AI 기반 실시간 감지 시스템도 개발했다. AI가 정상 가동중인 공장 모습을 학습한 후, 이상 상황이나 온도, 불량 등을 감지하는 솔루션이다. 생산설비나 제품 이상은 물론이고 생산현장에 안전모나 작업조끼를 제대로 착용하지 않은 작업자도 구별할 수 있어 공장 안전관리에도 활용할 수 있다.

◆ 모양 스스로 인지해 종류 구분하는 로봇…물류·배송 작업 수행도 '척척'

# 다관절 로봇 팔은 무작위로 겹쳐 쌓인 부품 사이에서 모양을 스스로 인지하고 종류별로 구분해 지정된 장소에 놓는다. 이 로봇은 작업 중 장애물이 튀어나오자, 속도를 줄이고 장애물을 피해 작업을 수행한다.

# 129cm*65cm, 높이 28cm 크기의 로봇이 좁은 공간을 지난다. 해당 공간의 폭은 95cm로 로봇은 양쪽에 15cm 정도의 공간만 남아있고, 양쪽 벽이 빛을 반사하는 재질로 되어있음에도 다양한 센서를 활용해 무리 없이 통과한다.

LG전자 생산기술원의 로봇자동화 표준 플랫폼(FLEX RPS)이 적용된 로봇이 작업을 수행하는 모습. [사진=LG전자]

SFAC B전시존은 로보틱스 기술을 기반으로 한 다양한 로봇 솔루션으로 꾸며졌다. 이 공간에는 자체 OS를 적용한 로봇 솔루션이 전시돼 있다.

이들 제품은 LG전자 생산기술원의 로봇자동화 표준 플랫폼인 FLEX RPS이 적용된 점이 특징이다. 해당 플랫폼은 유연성과 안전성, 이동성을 장점으로 작업 환경 및 대상물이 교체되는 환경에 빠르고 쉽게 대응할 수 있다.

자율주행으로 물류, 배송 등의 작업을 수행하는 AMR(Autonomous Mobile Robot)도 전시되어 있다. AMR은 카메라와 레이더, 라이다(LiDar) 등 다양한 센서가 탑재돼 주변 환경을 인식하며 자율주행으로 이동, 작업을 수행한다.

LG전자 생산기술원이 개발한 자율주행 이동로봇(AMR)이 부품자재 공급용 카트를 운반하는 모습. [사진=LG전자]

각기 다른 공장 환경에서도 문제없이 AMR이 이동하고 작업을 수행할 수 있도록 주행 테스트도 이뤄진다. 이 테스트에선 빛이 반사되거나 장애물이 많은 공간에서도 AMR이 여러 센서를 통해 수집한 데이터로 정확하게 작동하는 것을 검증한다.

다른 한쪽에는 AMR을 활용한 다양한 로봇이 위치해 있다. LG전자 생산기술원의 AMR은 고객 수요에 맞춰 다양한 형태로 변형 가능한 점이 특징이다. 일례로 이차 전지 산업에서 활용하는 점보롤(Jumbo Roll), 팬케이크(Pancake)에 맞춘 AMR 등이다.

LG전자 생산기술원이 개발한 자율주행 이동로봇(AMR)이 좁고 빛 반사가 있는 환경에서도 주행하는 모습을 테스트하는 모습. [사진=LG전자]

한편 실제 SFAC을 방문해 컨설팅을 받은 한 제약사는 AI를 활용한 검사 솔루션을 도입하기도 했다. 이 외에도 LG전자 생산기술원은 자동차 부품과 이차전지 등 외부 고객을 대상으로 다양한 레퍼런스를 확보하고 있다. LG그룹 내에서는 전 세계 40여 개 지역 60여 곳에 위치한 생산기지가 LG전자 생산기술원의 솔루션을 적용하고 있다.

올해 LG전자의 스마트팩토리 사업 수주 목표는 3000억 원, 매출 규모는 2000억 원이다. 상반기까지 2000억 원 규모의 수주를 이룬 만큼 연말까지 잔여구간을 무난히 채울 수 있을 것으로 보인다. 두 자릿수의 안정적인 영업이익을 창출하는 것이 목표다.