| 한스경제=곽호준 기자 | 전동화 시대가 본격화되면서 자동차 제조 현장이 100년 만에 변화를 맞고 있다. 컨베이어 벨트 라인 중심의 대량생산 체계 대신 주문형 생산에 대응하는 '셀(Cell)' 방식 생산과 인공지능(AI) 기반 자율제조 시스템으로 빠르게 전환되고 있다.
한국자동차산업협동조합(KAICA)과 한국자동차모빌리티산업협회(KAMA)가 지난 25일 서울 강남 파르나스 호텔에서 개최한 ‘AI 기반 자동차 부품 제조 혁신 세미나’에서 이 같은 변화에 대해 논의됐다.
'전기차에 따른 제조환경의 변화와 AI 적용'이란 주제로 강연을 진행한 전성범 동국대 산업시스템공학과 교수는 "플랫폼 기반 전기차는 다품종 대량생산에 대응하기 위해 점진적으로 셀 기반 생산방식으로 진화하고 있다"고 말했다.
셀 생산은 독립된 작업 공간에서 차량을 한 대씩 조립하는 방식이다. 지난 2023년에 준공된 '현대차그룹 싱가포르 글로벌 혁신센터(HMGICS)'는 이러한 변화를 보여주는 대표 사례다. 축구장 여섯 개 규모의 공장 내에 작은방처럼 생긴 타원형 셀이 총 27개가 배치돼 있으며, 각 셀에서는 작업자 한 명이 로봇 개 '스폿'과 함께 조립·검사 과정을 수행한다.
작업자는 목·허리 부담을 줄여주는 웨어러블 장비를 착용하고 스폿은 작업한 부분을 촬영·스캔해 AI가 실시간으로 검사한다. 셀 앞 모니터에는 검사 정확도가 표시되고 조립된 차체는 자율주행 로봇(AMR)이 셀과 셀 사이를 오가며 나른다. 이런 과정을 거쳐 컨베이어 벨트 없이도 차량이 완성된다.
이 같은 방식은 소량·다품종 생산에 유리하다. 소비자 맞춤형 전기차(BEV), 목적기반차(PBV), 미래항공 모빌리티(AAM)과 같은 미래 모빌리티 차량을 생산하기 적합하다. 전 교수는 "기존 공장 방식은 쿠키를 한꺼번에 대량으로 만든다면, 셀 방식은 개인이 원하는 수제 쿠키를 생산하는 것"이라고 설명했다.
현대차 관계자는 "셀방식 생산 공정은 미국 조지아주 현대차그룹 메타플랜트 아메리카(HMGMA)와 울산 전기차 전용 공장 등 신공장에도 단계적으로 도입할 예정"이라고 말했다.
공장 운영 방식도 고도화된다. 기존에는 사람이 수기로 작성한 생산 일정표에 맞춰 순서대로 조립하는 방식으로 운영됐다. 하지만 이제는 AI를 포함한 자율제조 시스템이 데이터를 분석해 어떤 차량을 먼저 만들면 효율적인지 제안한다.
문제 발생 가능성이 있으면 가상의 공장에서 시뮬레이션을 돌려 해결책을 찾는다. 이는 불필요한 대기 시간을 줄이고 에너지도 절약할 수 있다. 미국 전기차 완성차 기업 테슬라 기가팩토리는 이 방식으로 연간 1만7000MWh 이상의 전력을 절약하고 있는 것으로 알려졌다.
AI는 공장 관리자 역할까지 수행한다. 과거 생산 데이터를 학습해 최적의 작업 순서를 추천한다. 여기에 강화학습 알고리즘을 통해 수십 가지 조립 순서와 운반 경로를 시험해 보며 그중 신속하고 효율적인 방법을 스스로 찾아낸다. 최근에는 "왜 이런 결정을 내렸는지"까지 설명해주는 AI도 주목받고 있다. 현장 엔지니어가 AI의 판단 근거를 이해해야 실제 공정에 반영할 수 있기 때문이다.
자동차 제조의 목표도 달라지고 있다. 셀 방식의 소량·다품종 생산을 넘어 이제는 고객의 다양한 취향과 옵션을 반영하는 '다품종 대량생산'이 새로운 핵심 과제로 떠올랐다. 이를 실현하려면 더욱 유연한 생산 방식이 요구되며 셀 기반 생산과 AI가 어우러진 시스템이 중요한 해답으로 꼽힌다.
전 교수는 "전기차 시대의 공장은 단순히 차를 만드는 공간이 아니라 데이터와 로봇, AI가 함께 움직이는 하나의 생명체처럼 변하고 있다"며 "이 변화는 생산 효율을 넘어 부품 공급망, 인력 배치, 에너지 관리 방식까지 완전히 바꿀 것"이라고 전망했다.
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