차량의 개념이 ‘운송 수단’을 넘어 ‘맞춤형 공간’으로 진화하는 PBV(목적 기반 모빌리티) 시대. 기아가 PV5 생산을 담당하는 EVO 플랜트 현장에서 ‘PBV 생산 허브 테크 데이’를 개최하고, 제조 기술의 현재와 미래를 공유하는 Q&A 세션을 진행했다.
이날 현장에는 생기계획팀 성시영 책임매니저, PBV컨버전개발팀 이시영 책임매니저, PBV컨버전운영팀 김민수 팀장, 차체생기4팀 문선주 책임매니저, 차량생기4팀 고다은 매니저가 패널로 참석해 EVO 플랜트만의 독자적인 기술력과 공정 혁신에 대해 솔직하고 상세한 답변을 전했다.
이번 Q&A에서는 다사양 생산에 대응하기 위한 AI·로봇 기반의 공정 자동화 현황부터 기존 화성 공장 대비 약 9% 높아진 효율성, 180여 개 이상의 사양을 유연하게 처리하는 실시간 통신 및 제어 기술이 대거 공개됐다. 아울러 보안과 품질 제어를 위한 PBV 컨버전 포털 운영 원칙, 도장 공정을 거치지 않는 복합 섬유 후드 자동 장착 기술, 컨버전 센터의 향후 가동 계획 등 PBV 전용 공장만이 가질 수 있는 독보적인 제조 생태계가 구체적인 데이터와 함께 밝혀졌다.
인간과 로봇의 최적화된 공존을 바탕으로 PBV의 완벽한 품질 확보에 나선 EVO 플랜트. 기술 진화의 최전선에 서 있는 담당자들과의 Q&A 전문을 공개한다.
Q. 차체 공장은 로봇 기반 자동화율이 높은 반면, 조립 공장은 수작업 비중이 높은 이유가 무엇인가요?
A. 차체 및 도장 공정과 달리 조립 공정은 커버해야 하는 부품의 수량과 특성이 매우 다양합니다. 소프트하고 플렉시블한 부품을 포함해 총 600여 개의 부품을 다루기 때문에, 여전히 작업자분들이 직접 핸들링해야 하는 영역이 남아있습니다.
다만 EVO 이스트 조립 공장에서는 변형되기 쉬운 루프 패드나 헤드라이닝 등에 대해서도 최초로 투입 및 장착 자동화를 구현했습니다. 앞으로도 이와 같이 기술적 검토를 지속하여 자동화 범위를 점차 확대할 계획입니다.
추가질문 1) 조립 공장의 자동화율이 29% 수준으로 알려져 있는데, 차체 공장의 자동화율은 어느 정도인가요?
A. 차체 공장의 경우 용접 공정 자동화율은 100%를 달성했습니다. 부품 이송 등 핸들링 작업은 대략 80% 수준을 자동으로 처리하고 있습니다. 라인 마지막 부분인 메탈페니시 라인의 경우, 최종 품질 확인이나 수정 작업을 아직 작업자분들이 직접 수행하고 계시기 때문에 전체 차체 공장 자동화율은 80% 초반대를 유지하고 있습니다.
추가질문 2) 향후 100% 자동화도 가능한 것인지, 그리고 작업자의 관여 때문에 2교대로 운영되는 것인지(24시간 풀 가동을 못 하는 기술적 이유가 있는지) 궁금합니다.
A. 작업 기술적인 문제 때문에 2교대를 운영하는 것은 아닙니다. 설비 역시 작업자와 마찬가지로 휴식 시간이 필요할 뿐만 아니라, 최고 수준의 품질을 만족시키기 위해 작업자분들에게 기대하는 고유의 역할이 있습니다. 작업자와 설비가 상호 공존하는 공장을 건설하고 운영하기 위해서는 현재 기준 2교대 체계가 가장 최적화된 방식이라고 볼 수 있습니다.
Q. 웨스트 플랜트의 기술 중 향후 이스트 플랜트로 확대 적용되는 기술이 있나요?
A. 이스트 플랜트에 대비해 한 번 더 검증을 거친 기술들을 웨스트 플랜트에 우선 적용 추진할 예정입니다. 이후 신규로 웨스트에 적용된 기술들을 고도화하여 양산성을 확실히 확보한 뒤에는, 동일한 PBV 라인업의 연속성 측면에서 이스트 공장으로 확대 전개할 수 있습니다. 나아가 해당 기술들은 PBV 전용 공장뿐만 아니라 기존의 일반 양산 공장들에도 확대 전개가 가능합니다.
Q. 현재 PV5는 기업뿐만 아니라 개인 튜닝도 활발한 차량으로 보입니다. 개인도 PBV 컨버전 포털을 이용할 수 있나요? 이용 절차는 어떻게 되나요?
A. PBV 컨버전 포털에는 바디빌더 차량의 기본 정보인 바디빌더 매뉴얼을 비롯해 차량 전체의 3D 데이터, 제어기 정보, 국토부 및 환경부 인증 자료까지 핵심 보안 데이터가 모두 탑재되어 있습니다.
따라서 보안 유지를 위해 현재 개별 개인의 가입은 허용하지 않고 있습니다. 인증 업무 대행이 가능하고 비밀유지계약(NDA) 체결이 완료된 전문 특장 사업자를 대상으로만 가입 및 이용을 허용하고 있습니다.
Q. 컨버전 센터의 연간 4만 대 생산 능력은 어떤 차종 기준이며, 현재 실제 가동률은 어느 정도인가요?
A. 컨버전 센터는 지난해 9월부터 가동을 시작했으며, 센터에 투입될 모든 모델이 들어온 상태는 아닙니다. 현재는 초기 모델인 ‘오픈 베드’ 정도만 투입되어 가동 중입니다.
향후 PV5의 후속 모델을 포함해 다양한 컨버전 파생 모델들이 순차적으로 투입될 예정이므로, 현 시점에서 전체 가동률을 논하기는 이릅니다. 기본적으로 4만 대 규모의 물량을 집계·상정하고 있으며, 향후 추가 모델 개발에 따라 생산량은 더욱 증대될 것으로 기대하고 있습니다.
Q. 후드(Bonnet)는 일반적으로 차체 공장에서 생산되는 무빙 부품인데, 왜 조립 공장에서 생산되나요?
A. 과거에는 후드에 스틸 재질을 사용했기 때문에 차체 공정에서 결합한 뒤 도장 공정에서 바디와 동일한 색상으로 도색 작업을 진행했습니다.
하지만 기아 PV5의 경우, 완성차 후드가 모두 검정색으로 디자인되어 있습니다. PV5의 시그니처 디자인인 ‘블랙 투톤’을 구현하는 동시에 내구성과 경량화를 확보하고자 검정색 복합 섬유 소재 후드를 적용했습니다. 해당 후드는 별도의 도색 작업이 필요 없기 때문에, 도장 공정을 거치지 않고 조립 공장에서 최초로 자동 장착 시스템을 통해 결합하고 있습니다.
Q. PV5 초창기 양산 과정에서 생산 차질이 있었다고 들었습니다. 카고 모델의 수밀 테스트 문제 등 이슈가 있었는데 현재 생산 효율은 안정화되었나요?
A. 패신저 모델(8월 양산)과 카고 모델(9월 양산)은 양산 일정에 차이가 있었습니다. 카고 모델 개발 단계 중 수밀 테스트에서 일부 페일(Fail) 항목이 발생했으나, 관련 사항을 전면 수정·반영하여 현재는 수밀 관련 이슈가 완벽히 해결되었습니다.
초기 공장 가동률이 다소 낮아 보였던 것은, 신규 설비의 안착과 적응을 위해 단계를 거쳐 물량을 끌어올리는 ‘램프업(Ramp-up)’ 과정을 거쳤기 때문입니다. 최대 UPH(시간당 생산대수) 대비 낮게 운영된 기간은 있었으나, 전반적으로 정상적인 프로세스 하에 안정적으로 생산이 진행되고 있습니다.
Q. 타 라인이나 사업장 대비 EVO 플랜트의 자동화율 차이는 어느 정도인가요? 자동화에 따른 생산 효율의 득과 실은 무엇인지요?
A. 기존 화성 공장과 비교했을 때 약 9% 이상 높은 자동화율을 기록하고 있습니다. 공정 자동화를 통해 품질 및 운영 측면에서 약 10% 수준의 효율성 향상 효과를 얻었습니다.
다만, 자동화 장비는 사람과 달리 정밀한 기술 데이터 기반으로 작동하기 때문에 주말 등 라인이 가동되지 않는 비가동 시간을 활용해 지속적인 ‘티칭(Teaching)’ 및 데이터 교정 작업을 진행해야 합니다. 사람이 직접 작업할 때보다 설비에 내려야 하는 명령(Order)의 수가 많아져 시스템 복잡성은 다소 증가했지만, 전반적인 생산 효율성과 품질 안정성은 확실히 개선되고 있습니다.
Q. 최근 양재동 본사에서 발표된 현대차그룹 차원의 AX(AI Transformation) 전략이 EVO 플랜트에는 어떻게 적용되며, 개발 기간이나 비용 단축에는 어떤 도움이 되나요? 아울러 PV5의 셀투팩(Cell-to-Pack) 배터리 구조가 자동화율 향상에 기여한 바가 있나요?
A. 우선 AI 기술을 실제 공정에 적극 도입하고 있습니다. 대표적으로 터널형 외관 비전 기술에 AI 알고리즘을 적용·고도화하여 외관 검사 품질을 획기적으로 높였습니다. 차체 공장에서는 다차종 판넬에 맞춰 최적의 용접 조건을 자동 제어하는 ‘AI 용접기’를 도입해 최상의 품질을 확보하고 있습니다. 그룹 차원의 AX 고도화 단계로 나아가기 위한 기술 개발도 지속 추진 중입니다.
조립 공장의 경우, 고전압 배터리 체결을 수동이 아닌 로봇 자동화 시스템으로 전환했습니다. 고전압 배터리와 같은 섀시 모듈 하부 체결 공정은 높은 체결 토크 값이 요구되어 작업 시 발생하는 소음과 작업자의 신체적 피로도가 매우 높았습니다. 이 공정을 자동화함에 따라 작업자들을 보다 세밀한 주의가 필요한 고부가가치 작업에 배치할 수 있게 되었습니다.
동시에 자동 체결 시스템을 통해 차량 바디별 체결 토크 값과 OK 처리 결과를 실시간 데이터로 저장 및 관리함으로써, 작업 환경 개선과 품질 데이터 수집의 효율화를 동시에 달성했습니다.
Q. PV5는 다사양 차종인 만큼 라인 구성 시 중점을 둔 부분과 전용으로 적용된 기술은 무엇인가요?
A. PV5는 차체 공장 기준으로만 180여 개 이상의 사양이 존재합니다. 다채로운 부품을 원활하게 공급하기 위해 공장 내 ‘자동 창고 시스템’을 도입하여 다사양 부품을 효율적으로 보관·관리하고 있습니다. 또한 부품에 데이터 매트릭스(Data Matrix)를 기입하여, 작업자의 육안 확인이 아닌 설비가 자동으로 판넬 사양을 인식하도록 했습니다. 이를 통해 다양한 사양의 차종이 잇달아 라인에 투입되어도 오류 없이 자동으로 조립되는 생산 설비를 구축했습니다.
조립 공정의 ‘엠블럼 자동 부착 공정’도 대표적인 예입니다. 카고, 패신저, 섀시캡 등 들어오는 차종에 따라 후드 기아 엠블럼, 테일게이트 PV5 레터링, 파생 모델(캠퍼, 프라임, WAV 등) 서브 엠블럼 등을 자동으로 구분하여 로봇이 부착합니다. 모바일 통신망을 통해 공정에 진입하는 차량 정보를 실시간 리스트업하고 해당 서열 데이터를 설비에 전달함으로써, 로봇이 사양을 스스로 확인하고 정확히 부착하도록 유연한 생산 체계를 완성했습니다.
Q. 향후 EVO 웨스트 플랜트가 가동되면 현재 대비 자동화율은 얼마나 높아지나요?
A. 현재 이스트 플랜트의 조립 자동화율은 20% 후반대, 웨스트 플랜트는 30%대를 나타내고 있습니다. 이스트에서 검증된 핵심 기술들을 웨스트에 대부분 적용했으며, 웨스트 플랜트에는 추가적인 AMR(자율주행로봇)과 AI 기반 신기술을 고도화하여 가동 시점의 자동화율을 더욱 끌어올릴 계획입니다.
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