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글 / 알리 후세인(Ali Husain), 온세미 기업전략 및 마케팅 수석 매니저

코로나 19의 범세계적 영향력은 수백만 명의 건강을 위협하고 세계 경제에 전례 없는 혼란을 초래했다. 많은 기업들이 겪은 영향력 중 일부는 영구적이기도 하며, 제조 부문 또한 공급망과 직원 고용에 어려움을 겪고 있기 때문에 예외가 아니다.

사실, 코로나 19는 제조 운영과 관련된 유의적인 변수이기 보다도 도전적 요소들 중 하나에 불과하다. 최근 몇 년 동안 증가하고 있는 세계적인 무역 파트너 간의 갈등, 공급망의 복원력에 대한 인식을 제고하는 극단적인 날씨, 대륙간 운반되는 화물의 탄소 발생 추적사례 등의 다양한 요소는 제조 활동이 '리쇼어링(re-shoring)'되는 추세를 더욱 심화시킨다.

코로나 19는 이와 같은 문제를 눈에 띄게 악화시켰다. 사회적 거리 두기는 공장 배치와 프로세스의 변경을 의미하며, 이는 경우에 따라 생산량 감소와 비용 증가를 초래한다. 코로나 19 완화를 위한 이동 금지(lockdown) 및 특정 개인의 자가 격리를 법적으로 요구하는 등의 조치는 고용주들이 그날마다 이용 가능한 노동력을 예측함에 있어 어려움을 느끼게 한다.

이 문제는 오늘날 해당 산업이 직면한 현실이다. 코로나 19 대유행 초기 전미제조업체협회(https://www.nam.org/coronasurvey/)가 실시한 설문조사에 따르면 1/3이 공급망 중단에 직면했으며, 절반 이상이 운영상의 변화를 예상한다고 밝혔다. 3/4 이상은 특정 유형의 재정적 영향을 예상하기도 했다.

일부 사람들은 로봇이 일자리를 위협하는 요소라고 인식했으나, 이제 이러한 생각이 바뀌면서 로봇은 업무를 원활히 지원하는 수단으로 여겨지고 있다. 로봇은 어디서나 상당 수준의 비용에 기반해 제조 또는 웨어하우징(warehousing)과 같은 기타 핵심 공급망 작업을 수행하며, 공장 문을 열기 점점 어려워지는 오늘날 많은 도움을 준다.

자동화 구현의 도전과제

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일반적으로 제조 공정은 완전 수동 또는 완전 자동으로 운영됐다. 두 방식을 혼합할 경우, 자동화하기 어려운 단계는 수작업으로 두고 나머지 단계를 완전 자동화하곤 했다. 또한, 공작물(workpieces)을 빠른 속도로 이동시키는 로봇은 주변에 건강 및 안전상의 위협을 줄 수 있어 인간과 로봇의 상호작용은 상대적으로 매우 적었다.

자동화는 설계 및 구현에 많은 비용과 시간이 소요될 수 있다. 제조 공정의 각 단계에서 구체적인 툴링(tooling)과 소프트웨어 코딩이 필요하기 때문이다. 유연한 제조공정의 필요성은 자동화 전환이 불가능한 상황을 종종 야기했다.

인간의 노동은 본래 유연하지만 반복적인 작업을 지속적으로 수행하는 것은 지루한 데다가 집중력 상실로 이어질 수 있으며, 반복적인 동작으로 인한 부상도 발생할 수 있다. 이렇듯 인간은 피로해지고 실수를 할 수 있지만, 로봇은 그렇지 않다.

인간과 로봇의 협업

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로봇공학 초창기 무렵에는 공장 모니터링 및 문제해결을 위한 소수의 인간을 제외하면 공장이 완전히 로봇화 될 수 있다고 가정했다. 공장주들은 생산량 증가 및 변동 비용이 거의 없이 24시간 가동되는 미래를 바라봤지만, 노동자와 노조는 일자리가 사라지는 것에 당연히 반대할 수밖에 없었다.

그러나 유연성과 독창성이 요구되는 오늘날, 인간 노동자와 로봇은 각자의 강점에 주력해 협업하는 방향으로 나아가고 있다. 이를 통해 로봇은 힘, 정밀성 및 속도가 필요한 작업에 활용되며 인간에게는 창의성, 판단력 및 기교가 요구되는 작업이 할당된다. 따라서 이전까지 로봇은 인간 노동자의 대체물로 여겨져 왔지만, 현재의 사고방식은 로봇을 인간이 사용하는 도구의 일종으로 여긴다. 과거에는 도구로써 단순한 스크류 드라이버나 렌치를 사용했지만 지금은 전동 공구를 사용하고 있으며, 미래의 로봇공학 또한 연장선상에 있다고 생각하면 된다.

이러한 접근법을 지지하기 위해 매사추세츠 공과대학교(MIT)의 연구1는 인간과 로봇이 협업 시 제조 공정은 더 빠르고 효율적이며 비용에 경쟁력 있음을 발견했다.

공장 환경 전반의 애플리케이션

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일반적으로 공장에서 수행되는 주요 활동은 물류, 생산 및 품질의 세 영역으로 구분된다. 로봇은 종종 조립 및 생산 작업에 국한되는 것으로 여겨지나, 세 영역 모두에서 수행할 수 있는 역할이 있다. 로봇은 정의된 재료 명세서(BOM)를 바탕으로 생산 프로세스에 도입할 준비가 된 생산 작업을 키트(kit)화 할 수 있으며 무인 운반차(AGV)로 자재 키트 및 하위 조립품을 공장 주변에 운반함으로써 제조 공정이 원활하게 진행되도록 할 수 있다.

로봇은 또한 기계가공 및 조립 작업을 스스로 처리하며, 필요한 경우 수동 작업을 지원하기 위해 인간 작업자와 협력할 수 있다.

그림 1: 공장 운영의 모든 영역에서 특정 역할을 담당하는 로봇

로봇은 검사 및 테스트를 비롯한 최종 단계에서 제품을 테스트 장소로 이동시키며 그 반대 또한 가능하다.  더불어, 필요에 따라 고급 이미지 센서 등의 기술을 사용해 테스트를 진행할 수도 있다.

로봇 설치에 상당한 초기 투자비용이 발생하는 것은 당연한 사실이나, 보스턴 컨설팅 그룹(Boston Consulting Group (www.bcg.com))의 첨단 로봇에 대한 연구에 따르면 매출이 10억 달러를 초과하는 대기업들 중 90%는 이미 특정 형태의 첨단 로봇을 구현한 것으로 나타났다. 이는 중소기업들을 경쟁에서 불리하게 만드는 것처럼 보이지만, RaaS(robotics-as-a-service)와 같은 접근방식은 경쟁의 장을 평준화하는 데 기여하고 있다.

오늘날 소규모 회사는 로봇 솔루션을 임대하는 방식으로 상당한 자본 지출을 피할 수 있다. 이는 사업상의 요구에 따라 로봇 설치를 신속하게 진행하고 제품생산을 보다 빠르게 진행할 수 있는 추가적인 이점을 제공한다.

요약

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로봇 사용을 둘러싼 많은 주제 중 특히 공장에서의 로봇사용에 대한 주제가 꾸준히 존재해 왔지만, COVID-19는 새로운 긴급성과 논의에 집중할 필요성을 가져오고 있다. 핵심 논의가 인간 노동자 교체에서 인간 노동자 협력으로 바꿔가면서 노동자와 노동 조합의 우려가 줄어들고 있다.

코로나 19 시대에는 인간 노동자들이 사회적 거리를 두거나 감염병 유행에 의한 이동금지 조치로 집 밖에 나오지 못할 위험이 항상 존재한다. 최근에는 일부 건강한 사람들이 감염자와의 우연한 접촉 때문에 법적으로 격리되면서 발생하는 장기결석이 더욱 문제가 되고 있다. 이는 불규칙한 공급망과 함께 공장 경영을 더욱 어렵게 만들고 있다.

로봇은 세계적으로 인건비를 평준화하고 기업이 보다 안정적으로 작업할 수 있도록 도움을 준다. 대체나 위협이 아닌 도구로서 인간 작업자와 짝을 이룰 때, 인간과 로봇으로 구성된 팀은 세계적 수준의 제조 작업이 요구하는 유연성, 독창성, 힘, 정밀도 및 속도를 제공하면서 동시에 사회적 거리두기까지 달성할 수 있다.

놀랍게도, 코로나 19 대유행은 로봇공학을 위해서는 역사상 가장 좋은 일이 될 수 있는 것이다.