이유있는 스·팩 강자 LS일렉트릭 "비용절감·품질향상·기술 재투자 선순환"

조욱동 LS일렉트릭 DX사업지원실장 상무 서면 인터뷰

AI·IoT·빅데이터, 스마트팩토리 핵심…에너지사용량 20% 절감

에너지·AI, 더욱 진화할 것…경제적이면서도 환경적 측면서 중요

MS·LG 등과 파트너십…글로벌 제조사업장 수준 상향평준화 기대

조욱동 LS일렉트릭 DX사업지원실장(상무)ⓒLS일렉트릭

4차 산업혁명 물결에 올라탄 LS일렉트릭은 매해 스마트 공장을 진화시키며 국내 제조업 혁신에 앞장서고있다. ICT(정보통신기술)와 자동화 기술을 접목해 다품종 대량 생산은 물론 맞춤형·소량다품종 생산도 가능한, 시스템의 변혁을 구현한 것이 대표적이다.

스마트 공장 구축을 통한 성과는 두드러진다. 생산성은 60% 향상됐고 에너지소비량은 60% 절감됐다. 고객클레임은 97% 감소라는 놀라운 수치를 끌어냈다. 매출액도 LS일렉트릭 전체의 60%를 차지할만큼 성장했다.

여기에 만족하지 않고 LS일렉트릭은 올해까지 지능형 공장(Intelligent Factory)을 구축하는 것을 목표로 하고 있다. 지능형 공장은 데이터 예측 기반으로 원격 제어가 되는 공장을 말하며 2년 뒤에는 자율 운영이 되는 자율형 공장을 마련하는 것을 꿈꾼다. 최고 수준으로 업그레이드하는 스마트공장 공정 혁신을 추진 중인 LS일렉트릭의 사업 현황과 미래 계획을 들어보기 위해 조욱동 LS일렉트릭 DX사업지원실장(상무)과 26일 서면 인터뷰를 진행했다.

Q. 청주 공장은 국내 기업 가운데 2번째로 세계경제포럼(WEF) '등대공장'에 선정(2021년)됐다. 한 발 빠르게 스마트 공장 도입·운영에 나선 이유가 무엇인가.

-지난 2016년 세계경제포럼(World Economic Forum)의 발표가 결정적인 계기로 기억된다. 1~3차로 이어진 앞선 산업혁명과 비교했을 때 새롭게 다가올 디지털 기반의 4차 산업혁명은 그 파급력이 엄청날 것으로 예상했습니다. 그래서 선제적으로 2017년부터 2년 간 Feasibility Test(타당성 조사) 및 PoC(신기술 도입 위한 검증 과정)로 가능성을 검증해 보는 기간을 거쳐, 2019년부터 본격적으로 스마트팩토리 구축을 전개했다. 로드맵상 1단계가 완성된 시기인 2020년 하반기에는 그 동안 진행해온 우리 스마트 팩토리의 방향성은 맞는지, 수준은 적정한지를 검증받기 위해 세계등대공장에 지원했고 좋은 결과를 얻었다.

Q. AI, 로봇 등 어떤 부분에 가장 중점을 두고 핵심 기술을 적용했는지? 이에 따라 생산량/불량률은 어떻게 증가/감소했으며 에너지 사용량은 어떻게 절감됐는가.

-스마트팩토리는 제조업의 혁신을 이끄는 중심에 있으며, 그 핵심에는 인공지능(AI), 로봇 기술, IoT(사물인터넷), 빅데이터 분석 등이 자리잡고 있다. 이러한 기술들은 제조 공정을 최적화하고, 생산성을 향상시키며, 자원 사용을 줄이는 데 결정적인 역할을 한다. 스마트팩토리의 핵심 기술 중 하나인 AI는 제조 공정의 품질 관리에 혁신적인 변화를 가져왔다.

특히 AI 기반의 외관 검사와 소음 검사 시스템은 제품의 품질을 극대화하고 불량률을 크게 감소시키는 데 중요한 역할을 한다. AI 기반 외관 검사 시스템은 고해상도 카메라와 이미지 분석 알고리즘을 활용해 제품의 미세한 결함을 자동으로 감지한다. 이 시스템은 인간 검사자 보다 빠르고 정확하게 지속적인 검사를 수행함으로써, 피로로 인한 오류를 줄인다. 결과적으로, 이 기술은 생산 과정에서 결함을 조기에 식별하고 처리해 제품 품질을 향상시키고 불량률을 감소시킨다.

AI 기반 소음 검사 시스템은 개폐기의 비정상적인 소음을 감지해 식별한다. 이 시스템은 소음 패턴을 학습하고, 실시간으로 이상 소음을 감지해 고장률을 낮추고 제품의 신뢰성을 향상시킨다. 이 기술이 제품의 일관된 품질을 보장하며, 제조업체의 브랜드 신뢰성과 시장 경쟁력을 강화한다.

스마트팩토리에서는 에너지 관리 시스템도 중요한 역할을 한다. IoT 기술을 활용해 실시간으로 제조 공정의 데이터와 에너지 소비를 모니터링하고, 이 두 데이터를 결합해 분석함으로써 에너지 사용을 최적화한다. 예를 들어, 비효율적인 기계나 공정에서 발생하는 에너지 낭비를 식별하고 개선함으로써 전체 에너지 사용량을 줄일 수 있다.

실제로 청주공장에 이러한 기술 도입 후 에너지 사용량을 최대 20% 절감한 바 있다. 스마트팩토리의 이러한 기술적 적용은 단순히 생산성 향상에 그치지 않고, 제조업체가 지속 가능성을 추구하며 환경적 발자국을 줄이는 데도 기여한다.

AI와 에너지는 제조업의 미래를 형성하는 데 있어 필수적인 요소이며, 지속적인 개선과 혁신을 통해 더욱 진화할 것이다. 이러한 기술의 진화는 제조업체가 시장에서 경쟁력을 유지하고, 경제적이면서도 환경적인 측면에서도 선도적인 위치를 확보하는 데 중요한 역할을 하게 될 것이다.

Q.현재는 어떤 기술(또는 자동화 시스템)에 주력하고 있는가. 이에 따른 기대효과도 알려달라.

-먼저 자재 공급 동기화 실현을 위한 ‘Real Time Dispatching(실시간 자재 공급 시스템)’ 관련 운반 최적화를 위해 AMR(Autonomous Mobile Robot)과 ACS(Automatic Control System) 업그레이드를 추진하고 있다. 이 과정에서 와이파이 망을 활용한 실시간 위치 정보 파악과 제어에 한계를 느껴, Private 5G(5G 특화망) 도입을 위한 PoC(신기술 도입 위한 검증 과정)를 진행하고 있다.

Private 5G 도입을 통해 와이파이 대비 다운로드 속도가 10.7배, 업로드 속도가 7.3배 향상됐고 위치 정보 수신 오류는 0건으로 감소했다. 이는 자재 공급 및 운반 시스템의 정확성과 효율성을 극대화할 수 있음을 의미한다.

또 디지털 트윈을 위한 원격제어 기술을 지속적으로 고도화하고 있다. 현재는 사람의 개입 없이 설비의 전원을 원하는 시간에 켜고 끄는 것이 가능하며, 연내에 개별 설비의 HMI(Human Machine Interface) 화면 제어 버튼을 원격으로 조작할 수 있는 수준으로 업그레이드할 계획이다.

이러한 기술적 진보는 생산 현장의 자동화 수준을 한층 높여줄 것으로 기대된다. 특히 자재 공급 및 운반의 효율성이 크게 향상돼 생산성을 극대화할 수 있으며, 고도화된 원격제어 기술을 통해 유지보수와 운영의 편의성을 제고할 수 있을 것이다. 이러한 효과는 궁극적으로 생산 비용 절감과 품질 향상으로 이어지기 때문에 이를 통해 스마트 제조 기술에 재투자하는 선순환 구조를 확립할 수 있을 것으로 기대한다.

Q. LS일렉트릭과 LG전자 생산기술원이 지난 3월 스마트팩토리 사업 관련 MOU를 맺었다. 구체적으로 어떤 파트너십을 진행하고 있는가. 청주공장에 기대하는 효과는 무엇인가.

-LG전자 생산기술원과의 MOU는 ▲국/내외 스마트팩토리 시장 공동 프로모션 ▲스마트팩토리 사업전개에 따른 기술협력 및 정보 교류 ▲글로벌 Top 파트너사를 비롯한 각 영역 별 전문성을 갖춘 얼라이언스 구축을 통한 경쟁력 있는 스마트팩토리 솔루션 제공 등으로 구체화돼있다.

LG전자 생산기술원과는 2019년부터 저압기기 라인 생산성 혁신 활동, 제품 외관품질 고도화, 수배전반 선진화공장 구축 등 긴밀한 협업관계를 이어왔으며, 상호간 쌓아온 청주공장에서의 성공체험과 신뢰를 바탕으로, 지난 3월 구체적인 사업협력을 위한 MOU까지 이어졌다.

이러한 파트너십은 청주사업장을 비롯한 LS일렉트릭 글로벌 제조사업장의 수준을 상향평준화하는 계기가 될 것이며, 양사 모두에게 ‘Operational Exellence(운영 우수성)’ 구현은 물론 고객을 대상으로 스마트 팩토리 비즈니스를 전개하는 경쟁력이 될 것이라 확신한다.

Q.LG전자를 비롯해 MS(마이크로소프트), 중소·중견 기업 등 다양한 파트너사들과의 협업을 이어오고 있다. 스마트 기술을 현장에 확대할 뿐 아니라 여러 파트너사에 확산하는 데 주력하는 이유는 무엇인가.

-고객에게 스마트 팩토리 기술을 제공하고 실현시키는 사업은 그 범위와 방법이 상당히 다양하기 때문에 단일 기업이 독자적으로 추진하기 어려운 측면이 있다. 이에 자동화 설비 제작 및 엔지니어링에 강점을 가지고 있는 LG전자 생산기술원, 클라우드 기술과 서비스에 많은 경험을 가지고 있는 마이크로소프트와 전략적 관계를 통해 고객에게 필요한 기술을 맞춤형으로 제공하기 위해 노력을 기울이고 있다.

이러한 전략은 기존 플레이어들이 구축해 놓은 정보화시스템 기반의 시장은 이미 레드오션화 돼있다는 판단에 따라 자동화 기술과 데이터가 결합된, ‘스마트팩토리’라는 새로운 시장을 찾고자 한 것이다.

Q. 스마트 공장 관련 LS일렉트릭의 향후 계획은 무엇인가.

-새로운 발견이 계속되고 기술이 발전함에 따라 제조환경의 불확실성은 날로 커져가고 있으며, 고객의 요구사항도 더욱 복잡해지고 있다. LS일렉트릭의 스마트팩토리 솔루션은 이러한 불확실성을 줄여 나가는데서 시작됐다. 하나의 라인에서 여러 종류의 제품을 생산할 수 있고, 제품 각각의 생산이력 관리를 통해 매우 정밀한 불량 관리가 가능해졌다.

이제 사람의 눈으로 잡아내기 어려운 제품 외관의 불량을 비전검사장비가 비교할 수 없을 정도로 빠른 속도와 정확도로 포착해낼 수 있다. 데이터 기반의 분석과 의사결정을 통해 공장의 QCD 즉 품질과 생산원가, 납기 측면에서 획기적인 성과를 달성했다.

기후위기가 가속화 되고, 환경오염이 심화됨에 따라 제조업체들은 ESG경영, RE100, CBAM(탄소국경조정제도) 등 제조사업장의 에너지사용량을 객관화하고, 지속적인 에너지 효율화와 탄소절감활동을 체계적으로 수행해야 하는 상황에 직면하고 있다.

LS일렉트릭은 ‘OT(운영기술) 데이터’ 연결성 확보 및 분석에서 더 나아가 라인 설비 단위 에너지사용량 연계 분석을 통해 제조라인 에너지 절감 측면에서 성공체험을 보유하고 있으며 이에 그치지 않고, 범용화/상용화를 준비하고 있다. AI 클라우드 컴퓨팅의 글로벌 선두주자인 마이크로소프트, OT 데이터 플랫폼의 강자 사이트머신(Sight Machine)과 협력을 통해 조만간 범용, 상용화를 구현할 수 있을 것으로 기대하고 있다.