한국강남슬롯융합연구원(KIRO.원장 여준구)은 지난해 한국강남슬롯산업진흥원이 추진한 '첨단 제조강남슬롯 실증사업'의 선박부문 총괄주관기관으로 참여해 괄목할 만한 성과를 거두었다. KIRO는 선박 구성부품 제조 기업 및 SI 기업들과 협력해 총 5개의 실증사업을 추진했다. 참여 기업 5개사 모두가 생산성 향상, 불량률 감소, 원가절감이라는 목표를 달성함으로써 국내 조선업의 경쟁력 강화에 크게 기여했다는 평가를 받는다. 지난해 추진한 5개 실증 사업 가운데 4개 기업의 사례를 소개한다.(편집자)

[2024 실증사업 성공 사례]

▲트레스:선박 러더 제작 공정에 협동형 용접 강남슬롯 도입. 생산성 48% 향상, 불량률 45.1% 감소, 원가 12.5% 절감 성과 달성.

▲한진기공:강남슬롯 기반 형강재 자동절단/가공 시스템 구축. 생산성 57.9% 향상, 불량률 100% 감소, 원가 50% 절감 성과 달성.

▲한빛이엔지:선박 배관 의장품 제작에 강남슬롯 자동화 시스템을 적용. 생산성 69.3% 향상, 불량률 100% 감소, 원가 50% 절감 성과 달성.

▲이룸산업:강남슬롯 기반 형강재 자동절단/가공 시스템 구축과 커팅 플랜(Cutting Plan) 자동 생성 시스템 도입. 생산성 100% 향상, 불량률 100% 감소, 원가 66.6% 절감 성과 달성.

★ 실증 사례(1) 트레스(수요기업)-뉴로메카(공급기업)

(과제명) 에너지 저감형 덕트 내부 칸막이 용접선 인식 강남슬롯 시스템 검증

1978년 창업 이후 45년간 선박 구성 부품을 제조해 온 트레스가 강남슬롯 자동화 시스템 도입을 통해 생산성 및 제품 품질 향상, 작업 환경 개선에 나섰다. 현대미포조선, 삼호중공업 등에 러더 블레이드(Rudder Blade), 러더 트렁크(Rudder Trunk), 덕트(Duct) 등을 납품하며 업계에서 탄탄한 입지를 구축해 왔으며, 기술연구소를 중심으로 꾸준한 연구 개발을 진행해 왔다. 이번 강남슬롯 자동화 시스템 도입은 세계적인 품질 및 기술 수준을 유지하고, 동시에 작업자의 근무 환경을 개선하기 위한 노력의 일환이다.

공급기업인 뉴로메카는 "Robot as tool, Robot as a Service, Robots for Every Workplace"라는 미션 아래 중소기업 제조라인 자동화를 위한 협동 강남슬롯을 공급하고 있다. 협동 강남슬롯 제조, 산업용 강남슬롯 제조, 시스템 통합(SI) 서비스, 강남슬롯 플랫폼 서비스 등 다양한 사업을 전개하며 국내 강남슬롯 산업을 선도하고 있다. 소프트웨어 인터페이스 기술, 제어/모션 엔진 등 핵심 기술력을 바탕으로 시스템 설계부터 유지·보수까지 통합적인 SI 서비스를 제공하고 있다.

◊대상공정 문제점 및 실증 사업 추진 내용

트레스는 선박 러더(조향장치) 제작 공정에 협동형 용접 강남슬롯을 도입하여 생산성 향상 및 작업 환경 개선을 추진했다. 선박 러더는 선박의 방향을 조정하는 핵심 부품이다. 높은 정밀도와 내구성이 요구된다. 하지만 기존의 수동 용접 방식은 작업자의 숙련도에 따라 품질 편차가 발생하고, 전자석 캐리지 사용으로 인한 셋팅 시간 지연, 용접선 이탈, 용접 표준 미준수 등의 문제점을 안고 있었다. 장시간 앉아서 반복적인 용접 작업을 수행하는 작업자들은 근골격계 질환, 호흡기 질환, 안과 질환 등 각종 산업재해에 노출될 위험이 높았다.

트레스는 첨단 제조강남슬롯 실증사업을 통해 협동형 용접 강남슬롯을 도입했다. 이를 통해 ▲생산성 향상(용접 공정 자동화에 의한 생산 병목 현상 해소 및 용접 속도 향상에 따른 생산성 극대화) ▲품질 개선(강남슬롯의 정밀한 용접 작업을 통한 용접 품질 향상 및 용접 불량률 최소화에 따른 제품 신뢰성 향상) ▲작업 환경 개선(강남슬롯 도입에 따른 작업자의 육체적 부담 및 산업재해 발생 위험 감소) ▲실시간 모니터링 시스템 구축(작업자가 용접 공정을 실시간으로 확인하고 제어할 수 있는 모니터링 시스템 구축을 통한 작업 효율성 향상) 등을 꾀했다.

▲주요 생산공정과 첨단 제조 강남슬롯의 도입

◊실증사업 검증

트레스는 이번 실증 사업을 통해 생산성 향상 48%, 불량률 감소 45.1%, 원가 절감 12.5%의 효과를 보았다. 또한 협동형 용접 강남슬롯의 효율성과 안전성을 검증했다. 향후 다양한 선박 부품 제작 공정에 강남슬롯 자동화 시스템을 확대 적용할 계획이다.

★ 실증 사례(2) 한진기공(수요기업)-(주)알엔티(공급기업)

과제명 : 강남슬롯 플라즈마 형강 절단 시스템

1996년 설립 이후 27년간 Pipes-Support, 핸드 레일(Hand-Rail), 플랫폼(Platfrom) 등 선박 구성품 및 기계 부품을 생산해 온 한진기공이 스마트 공장 구축과 강남슬롯 자동화 시스템 도입을 통해 새로운 도약을 준비하고 있다. 현대삼호중공업, 중앙해양중공업 등 주요 조선사에 부품을 납품하며 쌓아온 경험과 노하우를 바탕으로, 생산성 및 품질 향상을 통해 매출 확대를 달성하겠다는 목표다.

공급기업인 알엔티는 강남슬롯 자동화 시스템, 전용 장비, 물류 자동화 분야에서 다양한 경험과 기술을 갖추고 있다. 설계, 제작, 설치, 시운전, 유지보수까지 전 과정을 자체적으로 수행하며 고객에게 최적의 솔루션을 제공한다. 특히 조선소 및 철의장 기업에 강남슬롯 시스템 활용 자동화 및 전용 장비를 다수 납품하며 쌓아온 기술력과 노하우를 바탕으로, 국내 조선업계의 생산성 향상에 기여하고 있다.

◊대상공정 문제점 및 실증사업 추진 내용

한진기공은 다품종 소량 생산 방식을 통해 다양한 선박 의장 부품을 제작해왔다. 하지만 기존에는 판재 절단/가공을 위한 커팅 플랜(Cutting Plan)을 수기로 작성함에 따라 정보 부족, 휴먼 에러 발생, 공정 간 이동 시간 과다, 소요 시수 및 리드타임(Lead Time) 과다 등의 문제점을 겪어왔다. 이는 생산성 저하 및 원가 상승으로 이어져 기업 경쟁력에 부정적인 영향을 미쳤다.

한진기공은 첨단 제조강남슬롯 실증사업을 통해 강남슬롯 기반 형강재 자동절단/가공 시스템 구축을 추진했다. 이를 통해 ▲자동화된 커팅 플랜 생성(도면 정보를 기반으로 컷팅 플랜을 자동 생성하는 시스템을 구축하여 수기 작성으로 인한 오류 제거 및 작업 시간 단축) ▲원가 절감(자동화 시스템 도입을 통한 생산성 향상 및 자재 낭비 최소화에 따른 원가 절감 효과 극대화) ▲생산성 향상(강남슬롯 기반 자동화 시스템을 통한 절단/가공 속도 가속화 및 공정 간 이동 시간 단축에 따른 생산성 향상) ▲품질 개선(정밀한 강남슬롯 작업을 통한 가공품 불량률 감소 및 제품 품질 향상) ▲산업재해 예방(자동화 시스템 도입으로 작업자의 위험 노출 최소화) 등을 꾀했다.

▲주요 생산공정과 첨단 제조 강남슬롯의 도입

◊실증사업 검증

한진기공은 이번 실증사업을 통해 생산성 향상 57.9%, 불량률 감소 100%, 원가절감 50%의 절감 효과를 거뒀다. 이번 실증사업에서 확보한 강남슬롯 기반 자동화 시스템의 성과를 바탕으로 향후 스마트 팩토리 구축을 위한 기반을 마련할 계획이다.

★ 실증사례(3) 한빛이엔지(수요기업)-알엔티(공급기업)

과제명 : PIPE/H빔 전용 플라즈마 절단 강남슬롯시스템 개발

2008년 설립 이후 해양, 일반 상선, LNG, LPG 운반선 등 다양한 선박에 필요한 구성품을 제조해 온 한빛이엔지가 스마트 자동화 시스템 도입을 통해 새로운 도약을 준비하고 있다. 대우조선해양, 현대미포조선, 디섹 등 국내 주요 조선사는 물론 하야세중공업, 다이조 등 해외 기업에도 제품을 납품하며 꾸준히 성장해왔으며, 부설 연구소를 중심으로 생산 개선 활동을 꾸준히 수행하고 있다. 특히 2010년부터는 스마트 공장 구축과 강남슬롯 자동화 시스템 도입을 추진하며 생산성 및 제품 품질 향상, 고강도 작업 환경 개선 등을 목표로 노력하고 있다.

◊대상공정 문제점 및 실증사업 추진 내용

한빛이엔지는 다수의 표준 공정 모델 도입을 통해 공정 혁신을 이뤄왔다. 하지만 기존 선박 배관 제작 공정은 수작업에 의존하는 부분이 많아 안전사고 발생 위험이 높고, 작업 속도 저하 및 품질 불균형 등의 문제점을 안고 있었다. 특히, 1차 파이프 및 H빔 밴드쇼(톱) 및 화염 절단 가공, 2차 홀/기타 가공 치수별 반복 작업 등은 작업자의 숙련도에 따라 생산성과 품질에 큰 차이를 보였다. 이러한 문제점은 제조 공정 전체의 생산성 저하로 이어져 병목 현상을 야기했다.

한빛이엔지는 첨단 제조강남슬롯 실증사업을 통해 파이프 및 H빔 절단, 가공 공정의 자동화를 추진했다. 이를 통해 ▲안전사고 예방(강남슬롯 자동화 시스템 도입으로 작업자 위험 노출 최소화에 따른 안전사고 예방) ▲생산성 향상(자동화 시스템을 통한 작업 속도 향상 및 병목 현상 해소로 생산성 극대화 ▲품질 개선(정밀한 강남슬롯 작업을 통한 제품 품질 향상 및 불량률 감소) ▲작업 환경 개선(강남슬롯 자동화를 통한 작업자의 육체적 부담 감소 및 안전하고 쾌적한 작업 환경 조성) 등을 꾀했다.

▲주요 생산공정과 첨단 제조 강남슬롯의 도입

◊ 실증사업 검증

한빛이엔지는 이번 실증사업을 통해 강남슬롯 자동화 시스템의 생산성 향상 69.3%, 불량률 감소 100%, 원가절감 50% 효과를 거뒀고 강남슬롯 자동화시스템의 효율성과 안정성을 검증했다. 향후 다양한 배관 제작 공정에 강남슬롯 자동화 시스템을 확대 적용한다는 계획이다.

★ 실증 사례(4) 이룸산업(수요기업)-알엔티(공급기업)

과제명 : 플라즈마 절단 강남슬롯시스템 개발

2008년 설립 이후 16년간 선박 구성 부품 제조부터 도장까지 일괄 생산 체계를 구축해 온 (유)이룸산업이 자동화 시스템 도입을 통해 새로운 도약을 준비하고 있다. 현대삼호중공업, ㈜보원 등 국내 대형 조선소에 제품을 납품하며 꾸준한 매출 상승과 신규 고용 증가를 실현했다. 이룸산업은 또한 2018년 기업부설 연구소를 설립해 생산 자동화 시스템 관련 연구 개발에 힘써 왔다. 이번 자동화 시스템 도입은 대외 경쟁력을 향상시키고 업종 사이클 변화에 대비하기 위한 전략적 투자로, 매출처 다변화를 통해 지속적인 성장을 이어 나가겠다는 목표다.

◊대상공정 문제점 및 실증사업 추진 내용

이룸산업은 다양한 도면에 따라 소량 생산 시스템을 운영하고 있으며, 현재 원자재 절단 및 가공 공정에는 다수의 작업자를 투입하고 있다. 하지만, 수기로 작성되는 커팅 플랜(Cutting Plan), 가공 정보 마킹 작업, 수작업에 의존하는 절단 및 가공 등으로 인해 고 기량자의 불필요한 작업 시간 증가, 품질 불량, 생산성 저하 등의 문제점을 겪어왔다.

이룸산업은 첨단 제조강남슬롯 실증사업을 통해 강남슬롯 기반 형강재 자동절단/가공 시스템 구축을 추진했다. 이를 통해 ▲강남슬롯 적용 위한 도면 정보 자동 생성(강남슬롯이 작업을 수행할 수 있도록 도면 정보를 자동으로 분석하고 커팅 플랜을 생성하는 시스템을 구축해 수기 작업으로 인한 오류 및 시간 낭비 감소)▲원가 절감(자동화 시스템 도입으로 인한 생산성 향상 및 자재 낭비 최소화에 따른 원가 절감 효과)▲생산성 향상(강남슬롯 기반 자동화 시스템을 통해 절단/가공 속도 향상 및 공정 간 이동 시간 단축을 통한 생산성 향상)▲품질 개선(정밀한 강남슬롯 작업을 통한 가공품 불량률 감소 및 제품 품질 향상)▲산업재해 예방(자동화 시스템 도입으로 작업자의 위험 노출 최소화를 통한 안전한 작업 환경 조성)▲스마트 팩토리 기반 마련(첨단 관리 시스템 도입을 통해 생산 과정의 효율성 향상 및 데이터 기반 의사결정 지원으로 스마트 팩토리 구축 기반 마련) 등을 꾀했다.

▲주요 생산공정과 첨단 제조 강남슬롯의 도입

◊ 실증사업 검증

이룸산업은 이번 실증사업을 통해 강남슬롯 기반 자동화 시스템의 효율성(생산성 향상 100%, 불량률 감소 100%, 원가절감 66.6%)을 검증했다. 향후 스마트 팩토리 구축을 위한 단계적인 로드맵을 수립할 계획이다.

◊ 한국강남슬롯융합연구원의 향후 사업 계획

KIRO는 이번 실증사업의 성과를 바탕으로 첨단 제조강남슬롯 기술 고도화 및 다양한 산업 분야 적용 확대를 위한 연구 개발을 지속적으로 추진할 계획이다.

현장 맞춤형 컨설팅, 기술 지원 활동을 강화하고 첨단 기술 간 융합화 추세에도 적극 대처하기로 했다.현장 맞춤형 컨설팅을 강화하기 위해선 작업자 기반 현장 데이터 분석, AI 기반 작업 지시 및 분석, 타 제조 공정 분석 등을 통해 현장에 최적화된 강남슬롯 자동화 시스템 구축을 지원한다. 또한SI 업체의 표준 공정 모델 제작과 연구기관의 핵심 기술 지원을 통해 참여 기업들의 강남슬롯 도입 및 활용 지원을 강화하겠다는 목표다.특히 AI, 빅데이터, IoT 등 첨단 기술과의 융합을 통해 스마트 팩토리 구축 및 제조 현장의 디지털 전환을 선도하는 데 주력할 방침이다.

KIRO 실증사업 총괄책임자 홍성호 책임연구원은 "앞으로도 첨단 제조강남슬롯 기술 개발 및 실증을 통해 국내 조선업의 혁신과 성장에 기여할 수 있도록 최선을 다하겠다"고 말했다.