"생산과 효율의 균형점 찾았다"…LS일렉의 AX[산업계 AI 심장을 가다⑧]

거대한 공장이 한몸처럼…지휘자는 AI

사소한 데이터 이상에도 AI '맞춤 처방'

가상 현실이 눈앞에…원격 제어로 진화 중

모든 과정은 실시간 데이터로 구축돼

EU 규제 대응…제품 단위 에너지 효율 계산

[청주=뉴시스]LS일렉트릭 청주 1사업장 G동에서 김형규 스마트팩토리팀 매니저가 생산 라인에 대해 설명하고 있다. [email protected] *재판매 및 DB 금지

[청주=뉴시스]이인준 기자 = 지난 17일 충북 오송역에서 자동차로 30분을 달려 도착한 LS일렉트릭 청주 1사업장 G동.

이곳은 생산라인의 조립, 체결, 시험, 검사를 한번에 자동으로 관리하는 지능형 생산공장(스마트공장)이다.

공장 내부에 들어서자 20여개의 무인운반차가 분주하게 오가며 자재와 완성품을 실어 날랐다. 연 생산능력만 2600만대. 컨베이어 벨트 위에는 LS일렉트릭의 주력 제품인 저압차단기, 개폐기가 숨쉴 틈 없이 만들어지고 있었다.

[청주=뉴시스]LS일렉트릭 청주 1사업장 G동에서 무인 운반차가 자재를 나르고 있다. [email protected] *재판매 및 DB 금지

지능형 공장은 유기체…'데이터'는 흐른다

이 거대한 공장을 막힘 없이 지휘하는 것은 인공지능(AI) 덕분이다.

제품 하나가 만들어지는 모든 과정은 실시간 데이터로 남는다. 장비 옆에 붙은 컴퓨터 화면엔 설비 상태는 물론 오류 발생 회수부터 제품별·생산 단계별 탄소배출량 등 세세한 정보들까지 시시각각 표출됐다.

조금이라도 이상한 데이터는 용납되지 않는다.

공장 관계자는 "용접기 설정의 전류 값이 조금만 변해도 AI가 곧장 반응해 세팅 값을 조정한다"고 말했다. 마치 몸에 세균이 침투했을 때 면역계가 작동하는 것과 비슷한 이치다. 복잡하게 얽히고 설킨 제조 설비는 하나의 유기체라고 하기에 충분하다.

당연히 생산 효율은 극대화된다. LS일렉트릭에 따르면 청주 스마트공장이 구축된 이래 설비 대기 시간은 절반으로 줄었고, 생산성은 60% 이상 향상됐다. 저압기기 라인의 경우 일일 생산량은 3배 늘었다.

무엇보다 불량률이 글로벌 지능형 공장 수준인 7PPM(백만분율·Parts Per Million)으로 급감했다.

재고를 쌓는 것도 AI에게는 오히려 낭비다.

자재는 정확히 1.5일 분만 유지된다. 에너지 사용량 역시 60% 이상 절감됐다. 자동화는 획기적인 원가 절감의 비결이다.

하지만 AI조차 만능은 아니다. 과거 자동화는 사람을 대체하는 것이 최종 목표였지만, 이제는 AI가 사람 능력을 어떻게 '증강'시키느냐에 초점을 맞춘다.

공장 내 'U'자 형태로 꺾인 복잡한 라인도 현장 인력의 업무 효율을 극대화하기 위한 전략적 배치다. 라인 중앙에 서면 제품이 만들어지는 과정이 한 눈에 들어온다.

김형규 LS일렉트릭 스마트팩토리 매니저는 "용접 숙련공은 사라졌지만, 여전히 많은 생산 관리 인력이 필요하다"고 말했다. LS그룹이 LS미래원을 통해 구성원의 디지털 역량 강화를 위한 재교육을 지속적으로 실시하는 이유다.

[서울=뉴시스]LS일렉트릭이 구축한 MEMS(메뉴팩쳐링에너지매니지먼트시스템). 생산 데이터를 에너지 데이터와 결합해 제공한다. 현장에 가지 않고도 설비 내부의 부품 상태를 투시도처럼 들여다볼 수 있다. [email protected]
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가상세계에 복제한 현실…LS일렉트릭의 AX 전환

더 인상적인 것은 같은 시간 공장 내 모든 상황이 가상 현실로 재구축된다는 점이다. 바로 디지털 트윈(현실 세계의 물리적 대상을 컴퓨터 속에 똑같이 복제해 분석, 시뮬레이션, 예측하는 기술)이다.

LS일렉트릭의 공장 전체는 가상 공간에 시뮬레이션 모델로 복제돼 온라인을 통해 실시간 중계된다. 현장에 가지 않고도 설비 환경과 제품 제조 상황을 투시도로 보듯이 한 눈에 들여다볼 수 있다.

컨베이어 벨트가 멈추면, 모니터 속 가상 공장의 벨트도 즉시 멈춘다. 무인운반차도 GPS 기술을 활용해 적재적소에 배치하거나, 가동 상황에 따라 라인 밖으로 이동시킬 수 있다. 담당자가 설비 상태를 확인하기 위해 공장에 가지 않아도 될 정도다.

LS일렉트릭은 내친 김에 에너지 효율을 높이는 데이터 솔루션 기업으로도 도약할 태세다.

LS일렉트릭 청주공장은 지난 2021년 다보스포럼으로 유명한 세계경제포럼(WEF) 연차회의에서 '세계등대공장(Lighthouse Factory)'에 선정됐다.

어두운 밤 바다의 등대처럼, 사물인터넷(IoT), AI 빅데이터 등 4차 산업혁명 핵심 기술을 선제 도입해 제조업의 미래 혁신을 이끄는 기업이라는 뜻이다. 국내에 등대공장은 단 5곳뿐이다.

LS일렉트릭은 올해 'AI 전환(AX)'팀을 출범시키며, AI 조류가 밀려오는 시대에 'AX'라는 새로운 항로를 개척 중이다.

[서울=뉴시스]LS일렉트릭 청주 스마트공장 전경. (사진 = LS)  [email protected] *재판매 및 DB 금지

'불가능에 도전하는' 디지털 트윈…엔비디아와 맞손

LS일렉트릭은 공정 데이터와 에너지 데이터를 하나로 통합한 MEMS(메뉴팩쳐링에너지매니지먼트시스템)를 내년부터 외부에 개방한다.

이 시스템은 생산 데이터를 에너지 효율 데이터와 결합했다. 제품 단위는 물론, 공정 단위로도 탄소배출량을 구체적으로 분석할 수 있어 생산 전 과정의 탄소발자국을 정교하게 측정 가능하다.

탄소배출 데이터 솔루션 기업인 글래스돔과 함께 유럽을 중심으로 한 ESG(환경·사회·지배구조) 규제 대응을 세일즈 포인트 삼아 고객 확보를 추진 중이다.

김민규 스마트팩토리팀장은 "생산 능력과 에너지 효율의 '분업' 구조는 그동안 가장 빠른 성장 전략이었으나, AI 시대는 앞으로 생산과 에너지 효율 간의 균형점을 어떻게 찾느냐가 최대 경쟁력이 될 것"이라고 말했다.

디지털 트윈 기술도 한층 고도화 된다.

LS일렉트릭은 현재 '마이크로소프트'와 마이크로소프트가 투자한 미국 기반의 데이터 분석 전문 기업인 '사이트머신과 협력을 추진하고 있다.

최근엔 엔비디아의 디지털 트윈 기업간거래(B2B) 플랫폼인 '옴니버스' 플랫폼까지 범위를 넓혔다.  이를 통해 가까운 미래에 전혀 가본 적 없는 미지의 영역에 도달할 방침이다.

LS일렉트릭은 현재 고압 전류 설비나 밀폐된 챔버 등 안전 문제로 물리적 검증이 불가능한 상황을 가상 현실로 구현해 실시간 모니터링 체계를 구축할 예정이다. 이를 계기로 설비 가동을 멈추지 않고도, 어떻게 설비와 공정을 전환할 지 분석이 가능한 새 시대가 열릴 전망이다.


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