AI를 로봇 제어에 활용할 수 있는 솔루션 개발 진행 중

코로나19로 세계가 들썩이고 있다. 이러한 여파를 이겨내기 위해 생산성 향상과 경제 활력에만 초점을 맞추다보면 사람의 안전은 후순위로 밀려나는 경우가 발생할 수 있다. 현재 우리나라의 산업안전 수준을 어느 정도일까? 글로벌 산업안전 선도 기업 지멘스의 디지털 인더스트리 공장자동화 사업부 강두훈 차장을 통해 국내 제조현장의 산업안전 실태에 대해 들어본다.

한국기계연구원 경진호박사는 지난해 10월 10일, 일산 킨텍스에서 열린 ‘2019 국제로봇컨퍼런스-협동로봇’ 행사에서 “협동로봇은 고성능의 토크센서가 탑재돼 있어서 작은 힘을 가하면 바로 멈추게 되어 작업 현장에서 근로자의 안전을 보장할 수 있는 형태로 발전하고 있다.”고 말했고, 경희대 임성수 교수는 “산업용 협동로봇의 첫째가 안전일 것이다.” 고 언급했다. 바로 이런 지점에서 안전 관련 솔루션이 필요하다고 할 수 있겠다.

향후 생산 트렌드는 동일한 제품을 대량 생산하는 것으로부터 다양한 제품을 소량 생산하는 것으로 변화해갈 것이고, 이 경우 생산 라인의 빠른 변화가 필요하기 때문에 로봇을 통한 고객의 니즈는 점점 더 증가할 것으로 예상되고, 이와 관련한 안전 관련 제품 솔루션에 대한 문의도 증가할 것으로 생각한다.

이런 이유로 로봇과 기존 제어시스템과의 통합이 화두가 될 수 있고, 하나의 제어시스템으로 로봇제어, 모션제어, 자동화제어 및 안전 관리까지 할 수 있는 통합 제어시스템이 필요할 것이다. 이를 위해 지멘스는 PLC에서 로봇, 모션, 자동화 및 안전을 모두 통합할 수 있는 제품을 공급하고 있어서 고객의 니즈를 만족시킬 수 있는 솔루션을 갖추고 있다고 할 수 있겠다. 또한, 이른 시간 내에 인공지능(AI)을 로봇 제어에 활용할 수 있도록 솔루션 개발도 함께 진행 중이다. 

Q 여전히 안전사고가 잇따르고 있다. 국내 작업 안전도 수준은 어느 정도라고 생각하나?

결론적으로 굉장히 미흡하다고 생각한다. 사람이 지켜서 작업할 수 있는 2인 1조의 간단한 규칙조차 지켜지지 않는 곳이 많아서 이미 산재가 여러 차례 발생한 바 있고, 유해가스가 발생할 수 있는 곳의 사전 확인이 이루어지지 않아서 질식사하는 사례도 여러 차례 보고된 바 있다.

또한, 빅 도어에 흡착되어 사망하는 사고나, 전기 공사 중에 감전되어 사망하는 사고 등등 많은 산업현장에서 안전 규칙만 잘 지켜도 예방할 수 있는 사고들이 발생되어 안타까운 생명들이 유명을 달리한 경우가 많이 있었다. 많은 산업현장에서 안전 센서 하나만 추가해도 좀 더 안전한 작업환경을 만들 수 있고, 더 나아가 자동화 환경으로 안전 관련 솔루션을 적용한다면 사람이 만들어낼 수 있는 휴먼 에러까지 포함하여 보다 안전한 작업장을 구현할 수 있을 것이라 생각한다.

이를 위해, 공장을 운영하는 사업주뿐만 아니라 실제 공장에서 작업을 하는 작업자까지도 안전에 대한 인식을 강화할 필요가 있다. 사업주는 안전에 필요한 비용이 추가로 부담되는 비용이라는 생각보다, 숙련된 기술자를 보호하여 회사의 직원에 대한 책임감을 보여줄 수 있고, 사회적인 기업 이미지와 공장 가동율 등을 고려하여 결국 안전을 지키는 것이 회사에 이익이 된다는 인식을 가질 필요가 있다. 

뿐만 아니라 작업자의 경우에도 안전 규정을 지키는 것이 곧 나의 안전 뿐만 아니라 가족의 안전과 회사의 안녕을 지키는 것이라 생각해야 하고, 이를 위해 안전 규정이 귀찮은 것이 아닌 작업의 첫번째 순위가 되어야 함을 몸에 익혀야 할 것이다. 

Q 국내 기업들이 안전 기준에 대한 준수가 미흡한 원인은 무엇이라고 생각하나?

여전히 국내 사업장은 안전을 강화하는 것이 불편한 것이라는 인식이 강하다. 예를 들면, 안전을 강조한 기계의 경우, 조그마한 안전 위반 시그널에도 기계가 멈추기도 하고, 또 다시 기계를 구동하기 위해서는 여러 단계의 확인을 거쳐야 하는 부분들이 있을 수 있어서 기계를 구동하거나 공장을 운용하는 경우, 안전은 생명을 지키는 수단이라기보다는 오히려 공장 가동을 방해하는 귀찮은 것이라는 이미지가 있는 것이 사실이다.

또한, 안전 인증이 있는 제품을 사용해야 함에도 불구하고, 예산을 이유로 인증이 없는 제품을 이용하는 경우도 있고, 또는 인증이 있는 제품의 기능만 흉내 내어 안전사고에 대비하고 있다고 말하는 경우도 있다. 이러한 모든 것들은 원가절감이 원인이 되거나 또는 어떠한 이유로든 기계가 멈추는 것을 막기 위한 생산성 유지에 목적을 두었기 때문에 야기되는 것이라 생각할 수 있다.

Q 해외 다른 국가들의 산업안전 수준은 어떠한가? 

미국이나 유럽의 경우, 사람의 안전과 공장의 생산성이 동시에 문제가 될 때, 사람의 안전이 우선 시 된다. 만약, 공장에서 산재가 발생하면, 그 즉시 공장을 폐쇄하고 사고 난 이유를 파악하여 문제가 된 부분을 수정한 이후에 공장을 다시 가동시킬 수 있다.

또한, 안전사고를 방지하기 위한 법적 규제가 강하여 이것을 지키지 않았을 경우 벌금도 상당하다. 하지만, 국내의 경우, 사람의 안전뿐만 아니라 공장의 생산성도 똑같이 중요한 것으로 인식하고 있다. 이 때문에 공장에서 산재가 발생하더라도 사고 난 부분만 통제한 후 공장의 다른 생산라인은 그대로 가동하는 경우가 많이 있었다. 뿐만 아니라 산재에 대한 벌금도 약하기 때문에 사고난 사업장의 사업주들의 경각심도 낮았을 것으로 생각된다.

특히 산업 구조의 취약성 때문에 영세 사업주가 많은 것도 안전 관련 사항을 일률적으로 적용하지 못하게 했던 원인이었을 것으로 생각된다. 이로 인해 산업사회 초기에 획일화된 방법으로 안전에 대한 적용 여부를 강제하는 것은 추가 비용의 부담을 사업주에게 줄 수 있다는 판단으로 인해 사업주가 자체적인 안전 방안을 적용할 수 있도록 지원하였던 것이 현재까지 이어지고 있다고 보여진다. 

Q 지멘스에서는 산업안전과 관련한 교육을 진행하고 있는 것으로 알고 있다. 이에 대해 소개해 달라.

지멘스는 2016년부터 안전 인증 SIL(Safety Integrity Level, 안전 무결성 수준) 및 PL(Performance Level, 성능 수준)에 관심이 있는 고객을 위해 무료로 교육을 진행해왔다. 안전 인증 SIL 및 PL에 대한 교육은 일반적으로 고비용 교육으로 분류되기 때문에 평소 안전 인증에 대해서 알고 싶어 하는 고객들도 비용의 벽에 막혀서 교육기회를 포기하고는 했다. 하지만, 지멘스의 무료 교육이 진행된 이후 매 교육마다 많은 수의 고객이 참가를 희망하였고, 현재까지 성황리에 교육을 진행하고 있다.

현재 Safety SIL/PL 교육은 매 분기마다 정규교육과정으로 진행되고 있고, 이런 인증 교육 이외에도 기초적인 안전 기능에 대한 프로그래밍 교육을 위한 TIA Portal Safety Advanced 교육도 별도 정규교육과정으로 진행되고 있다. 

다만, 지멘스는 안전 규정이 변경될 때마다 바로 제품에 적용하고 있기 때문에, 고객이 직접 안전 규정이 바뀐 것에 대해서 신경 써야 하는 번거로움을 해결하고 있다. 다만, 기본적인 안전 규정에 대해서 궁금해 하는 고객을 위해 앞서 언급한 교육 이외에도 해마다 폭 넓은 안전 워크숍을 진행하고 있고, 수시로 전문가 컨설팅을 받을 수 있다.

또한, 고객이 직접 안전에 대한 내용을 확인할 수 있도록 인터넷으로 지원되는 안전 적용 사례 정보를 쉽게 확인할 수 있고, Safety Evaluation Tool을 이용하여 SIL또는 PL에 대한 정보도 직접 확인할 수도 있다. 뿐만 아니라, 필요 시 고객의 요청에 의한 신속 현장 방문 서비스도 이루어지고 있어서 실제 고객이 느끼는 만족도가 높다. 

Q 코로나19의 여파로 거의 대부분의 산업이 하락세를 보이고 있는데, 올해 세이프티 시장을 어떻게 전망하는가?

전반적으로 세이프티 산업의 글로벌 경기는 하락하고 있고, 특히 중국 및 인도가 포함된 아시아 지역에서의 하락세가 뚜렷한 것으로 보인다. PLC뿐만 아니라, 릴레이나 센서류 등의 거의 모든 제품군이 거의 동일한 비율로 하락할 것으로 보이고, 산업군 별로는 자동차, 전자/반도체, 기계 OEM 등의 산업이 하락을 주도할 것으로 생각된다.

특히 전기자동차의 발달로 인해 기존 자동차 시장의 한 축을 이루어 왔던 파워트레인 시장이 침체하면서 세이프티 시장의 하락을 가속화할 것으로 보인다. 더욱이 올해 전망을 어둡게 하는 것은 신규 투자를 고려했던 글로벌 기업들이 전 세계적인 코로나 팬데믹으로 인해 올해 진행하려고 했던 투자를 보류하거나 취소하고 있다는 소식이다. 
 

국내 세이프티 시장은 한국시장의 특수성으로 인해 매우 강력한 법규와 제재 조치가 마련되지 않는다면, 현 상황에서 국가 정책으로 자동화 제어에 세이프티를 적용하기는 어려울 것으로 예상된다. 여려 차례의 산업 안전사고로 인해 세이프티에 대한 요구가 조금씩 증가하고 있지만, 사실상 단발성에 그치는 실정이다. 국내 경기 불황으로 인해, 국내 수요보다 수출용 제품으로 눈을 돌릴 필요가 있지만, 그나마도 전 세계적인 코로나 팬데믹으로 인해 여의치 않은 게 사실이다. 

하지만 코로나19의 영향에도 불구하고 다소나마 희망적인 것은 2차전지 시장이 세이프티 시장에 조금씩 활력을 불어넣을 것이라 생각되고, 애플리케이션으로는 사출과 포장, 로봇 분야가 세이프티 산업의 성장에 다소 기여할 것으로 예상한다. 국내의 경우에는, 대기업 위주로 세이프티에 대한 관심이 커지고 있고, 이런 분위기가 대기업과 연계된 파트너 기업들에게도 파급효과가 있을 것으로 예상되어, 코로나 영향이 줄어들면 점차 시장의 충격이 완화될 것으로 판단된다. 

Q 올해 역점사업과 이를 위한 영업 전략은?

올해는 전기자동차에 온통 마음을 빼앗긴 자동차 산업에서 전기자동차 뿐만 아니라 기존 자동차 생산 라인에 추가 투자되는 사업들에 다시 한 번 관심을 가지고 집중할 계획이다. 자동차 산업은 국내 세이프티 산업을 지탱해왔다고 해도 과언이 아니기 때문에, 자동차 산업을 떼어놓고 세이프티를 말하기는 어려울 것으로 보인다.

자동차 산업이 말 그대로 격변의 시기를 맞고 있다고 보이지만, 그래도 여전히 기존 생산라인은 유지가 되고 있고, 또한 기존 내연기관에 대한 생산을 멈출 수 없다고 한다면, 아직은 기존 자동차 생산 라인에 관심을 가져야할 충분한 이유가 있다고 할 수 있다. 

한편, 현재 빠르게 진행되고 있는 전기자동차의 발전에 편승하여 전기자동차 생산라인에도 집중할 필요가 있고, 부수적으로 전기자동차의 발전과 함께 더불어 발전하고 있는 2차 전지 시장에도 관심을 가질 필요가 있다. 2차 전지 시장은 향후 시장을 선도할 산업으로, 2차 전지의 제조라인 뿐만 아니라 전지 충전 시스템 등의 많은 부분에서 발전 가능성이 있다고 할 수 있다. 지멘스는 이런 시장 상황에 발 빠르게 대응하기 위해 전지 제조 라인에 사용할 수 있는 제품 뿐만 아니라 전지 충전 시스템 관련 제품도 개발하여 시장에 공급하고 있다.

이를 위해 최근 화두가 되고 있는 4차 산업혁명 즉, 인더스트리4.0, 스마트 팩토리를 공장 자동화에 적용하기 위해 지멘스는 최적화된 솔루션을 제공할 수 있다. 스마트 팩토리를 완성하기 위해 다년간 개발해온 TIA Portal을 이용하여 공장의 수많은 제어기뿐만 아니라 센서류들을 통합시킬 수 있고, 하나의 네트워크 및 하나의 엔지니어링 툴을 이용하여 쉽고 편리하게 공장 내 모든 장치를 수평 통합할 수가 있다.

또한, TIA Portal이 제공하는 높은 기술 특성들을 이용하여, 디지털화를 통한 가상 시운전이 가능하고 효과적인 엔지니어링을 통해 제조 공정에서 발생할 수 있는 중복 작업을 제거하여 효율적인 생산환경을 만들어 유연성 향상과 동시에 생산성 증대를 꾀할 수 있다. 이를 통해 실제 재화가 낭비되기 전에 오류를 걸러내어 고객에게 실질적인 이윤 및 공장 효율성을 높일 수 있어, 실제 자동차 산업과 관련한 고객들의 관심이 많아지고 있고, 또한 지멘스는 이러한 고객의 니즈에 맞는 솔루션을 제공할 것이다.

Q 최근 출시된 신제품 또는 주요 제품은 무엇인가?

지멘스의 세이프티 제품은 전통적으로 고객에게 사랑받아온 S7-300F CPU를 비롯해 최근 트렌드를 잘 반영할 수 있도록 제작된 S7-1500F CPU 및 ET200SP F-CPU, 그리고 지비용으로도 충분한 고성능을 자랑하는 S7-1200F CPU 등이 있다. 

모든 제품은 하나의 CPU로 표준 및 Fail-safe 기능을 구현할 수 있고, Industry 4.0에 최적화될 수 있는 TIA Portal을 이용할 수 있으며, 특별한 프로그래밍을 하지 않아도 기본적인 진단 메시지를 확인할 수 있다. 또한, 보안을 위한 장치도 마련되어 있어서 인가되지 않은 사람으로부터 장비를 보호할 수 있다. 

또한, 최근에는 Drive Controller SIMATIC S7-1507D TF와 S7-1504D TF CPU도 출시되어 모션 제어 전용으로 사용되는 SINAMICS S120과 함께 사용할 수 있는 제품도 제공이 가능하다. 점점 제어기는 단순하고 통합되어 지고 있고, 모션, 로봇 및 자동화와 안전까지 모두를 아우를 수 있는 제품이 점차 더 많이 개발되어질 것이다. 

인터뷰를 마무리하며 강두훈 차장은 “최근 전 세계적으로 문제가 되고 있는 코로나19의 영향으로 전문가들은 5G, 4차 산업혁명, AI 등의 기술이 좀 더 빠르게 우리 생활에 영향을 미치게 될 것이라고 입을 모으고 있다.”며 “이러한 환경에서 고객의 니즈와 변화하는 트렌드에 빠르게 발맞출 수 있는 능력 또는 기술을 준비할 필요가 있고, 항상 그 어떤 경우에도 반드시 사람이 우선 시 될 수 있도록 안전 관련 솔루션이 함께 고려되어야 한다고 생각한다.”고 피력했다.

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