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"中 극복 가능할까? 충분히 가능"…HD현대重, '피지컬 AI'서 해답

업데이트 2026.11.10 오후 02:05

"노하우·데이터가 강점"…내년 블록 연결도 자동 용접
2030년 생산설비 통합 자율화…원가 10% 절감 목표

(울산=뉴스1) 박종홍 기자

"4~5년 전까지만 하더라도 과연 우리가 자동화로 중국을 극복할 수 있을까 하는 우려가 있었던 것은 사실입니다. 최근에는 충분히 해볼 만한 싸움이 되지 않았나 판단하고 있습니다"

신상범 HD현대중공업(329180) 조선사업부 자동화혁신부 상무의 말이다. 자신감의 근거로 피지컬 인공지능(AI)의 발전과 오랜 기간 축적한 현장 경험을 꼽았다.

그는 지난 5일 울산조선소에서 진행한 한국해양기자협회 기자단과의 간담회에서 "피지컬 AI의 핵심은 생산과 관련한 작업자들의 노하우와 데이터"라며 "이 부분에선 우리가 강점을 갖고 있다"고 강조했다.

숙련공 노하우, 피지컬 AI에 담는다

신 상무는 중국이 정부 지원을 바탕으로 정해진 프로그램을 따르는 기존 자동화에서는 앞서고 있지만, 형태와 조건이 일정하지 않은 비정형 작업에서는 상황이 다르다고 설명했다. 작업자의 경험에 담긴 판단에 의존해야 하는 비정형 작업 기준은 프로그램으로 일일이 구현하는 데에 한계가 있기 때문이다.

그간 더 높은 기술력과 업력을 토대로 노하우를 축적해 온 국내 조선업계에 역전의 기회가 열렸다는 설명이다. 신 상무는 노하우를 꾸준히 학습하고 새로운 상황에 적응하는 AI가 프로그램 기반 자동화의 한계를 넘어설 수 있다고 부연했다.

현재 현장에 보편적으로 적용하는 용접 로봇은 사전에 설정한 프로그램에 따라 작업한다. HD현대중공업의 용접 로봇은 선박과 블록 설계, 용접에 필요한 전압·전류 등 사전에 입력된 정보를 기반으로 용접을 수행한다.

앞으로는 작업 환경을 실시간으로 인식하고 전압·전류도 스스로 판단하는 '지능형 자율제어' 방식으로 차츰 전환해 나간다는 방침이다. 내년 상반기에는 선박 블록을 연결하는 용접 작업에 피지컬 AI 기술을 적용하고, 2030년에는 생산설비를 전체 관점에서 통합 관리하는 자율제조 체계를 구축한다는 구상이다.

본문 이미지 - 신상범 HD현대중공업 조선사업부 자동화혁신부 상무.(HD현대 제공)

블록 변형 미리 예측…"야외 작업도 자동화"

도크에서 선박 블록과 블록을 연결할 때 발생하는 변형이나 오차를 미리 예측할 수 있는 모델도 개발한다. 용접 부위의 간격이 일정하지 않으면 자동화에 어려움이 생기기 때문에 이를 개선하기 위해서다.

블록 변형은 철판 용접 과정에서 생기는 열팽창과 수축으로 인해 발생한다. 용접 위치와 순서, 철판 두께 등에 따라 블록이 휘거나 뒤틀리는 정도도 달라진다. 완성된 블록을 운반하거나 의장품을 설치하고 도크에 탑재하는 과정에서 발생하는 변형까지 더해지면 10㎜ 이상의 오차가 생길 수 있다.

신 상무는 "외업(야외 업무)에서 자동화하려면 용접할 부분의 간격이 일정하게 유지돼야 한다"며 "레고를 쌓듯 배를 만들려면 제작 과정에서 어떤 변화가 일어날지 미리 예측해야 한다"고 설명했다.

HD현대중공업은 축적한 데이터와 역학적 해석 기술을 활용해 변형을 예측하고 이를 설계·생산 과정에 반영하는 방향으로 기술을 발전시키고 있다. 현장에서 블록을 당기고 맞추는 작업을 줄여 외업의 용접 자동화 범위를 넓히겠다는 구상이다.

이를 통해 현재 15% 수준인 용접과 외업 분야 자동화율을 60~65% 수준까지 끌어올린다는 구상이다. 신 상무는 "해당 분야 기술에 대한 중국의 투자는 아직 없는 것으로 보고 있다"며 "중국은 레이저 용접을 통해 변형을 줄이는 기술을 확보하려 노력하지만, 이는 조선업 공정에 적용할 수 있는 부분이 제한적"이라고 말했다.

레이저 용접은 기존 아크 용접보다 열을 좁은 부위에 집중시켜 변형을 줄이는 데 유리하다. 하지만 용접 부위의 간격과 위치를 정밀하게 맞춰야 해 크기와 형태가 제각각인 대형 선박 블록에 적용하기에는 한계가 있다. 레이저와 아크 용접을 결합한 하이브리드 방식도 이러한 제약을 완전히 해소하지는 못한다.

2030년 설비 통합 관리…물류 자동화·휴머노이드 중장기 과제

HD현대중공업이 지향하는 최종 목표는 조선소 전체의 자율제조다. 각각의 장비가 자동으로 작업하는 수준에서 나아가 생산 과정 전반을 통합 관리하겠다는 것이다.

현장에서 관리해야 할 지표를 실시간으로 확인하는 가상 조선소 개념의 '트윈 포스' 시스템은 이미 구축해 활용하고 있다. 가상 공간에 3D 모델로 조선소를 구현해 작업자가 건조공정의 상황과 정보를 실시간 확인할 수 있게 한 것이다.

다만 데이터의 상당 부분을 사람이 입력하고 있어 이를 자동화해 신뢰성을 확보하는 방안이 과제로 남아 있다. 신 상무는 "궁극적인 단계로 삼고 있는 것은 자율제조"라며 "생산설비를 하나하나 자동화하는 것이 아니라 전체 관점에서 통합 관리할 수 있는 시스템을 구축하는 것을 2030년 목표로 진행하고 있다"고 말했다.

용접 분야를 비롯한 각종 로봇 도입도 확대할 예정이다. 현재 HD현대중공업과 HD현대삼호를 합쳐 약 160대의 로봇을 가동하고 있는데, 2030년까지 이를 3000대 수준으로 늘리겠다는 계획이다.

자동화에 따른 품질 개선과 재작업 감소를 통해 원가를 10% 이상 절감하는 게 목표다. 신 상무는 "우리와 중국의 배 가격 차이가 10% 정도"라며 "선박 성능은 우리가 우위에 있기 때문에 성능 차별화와 가격 경쟁력을 갖추면 40~50년 뒤에도 조선 경쟁력을 유지할 수 있을 것"이라고 강조했다.

블록과 자재를 옮기는 물류 자동화도 중장기적으로 추진할 분야다. 조선소에서 각 공정에 따라 이동해야 하는 블록은 일반적인 자율주행로봇(AGV)이나 자율이동로봇(AMR)이 다루는 대상보다 크고, 크기와 형태도 일정하지 않아 자동화하는 데 어려움이 뒤따른다.

휴머노이드 등 이동 기능을 갖춘 로봇의 현장 적용도 단계적으로 추진한다. 자율적인 이동 기능을 갖추는 것 자체도 기술적 난도가 높은 데다 비와 먼지가 많고 작업 환경이 복잡한 조선소 특성까지 고려해야 하기 때문이다. 신 상무는 "휴머노이드 등 움직이는 형태의 피지컬 AI 설루션은 2030년이 지나야 가능하지 않을까 판단하고 있다"고 설명했다.

HD현대중공업 울산조선소.(HD현대 제공)

[출처=뉴스1]

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