LG전자 생활가전의 생산기지인 경남 창원 ‘LG스마트파크’가 국내 가전업계 중 처음으로 세계경제포럼(WEF, World Economy Forum)이 30일 발표한 ‘등대공장’에 선정됐다.

LG전자 직원들이 LG스마트파크의 지능형 공정 시스템이 보여주는 버츄얼 팩토리를 지켜보고 있다. 지능형 공정 시스템은 냉장고 생산, 부품 이동과 재고 상황 등 실제 공장 가동 상황을 한 눈에 확인할 수 있다.

세계 가전시장을 선도하고 있는 LG전자는 60년 이상의 제조 노하우에 AI(인공지능), 빅데이터, 사물인터넷(IoT), 5G 통신 등 첨단 디지털 기술을 접목한 스마트공장을 구축해 4차 산업시대의 생산 혁신 경쟁에서도 앞서나가게 됐다.

‘등대공장(Lighthouse Factory)’은 밤하늘에 등대가 불을 비춰 길을 안내하는 것처럼 첨단 기술을 적극 도입해 세계 제조업의 미래를 이끄는 공장을 말한다. 세계경제포럼이 2018년부터 전 세계 공장들을 심사해 매년 두 차례씩 선발하며, 국내에서는 포스코(2019년)와 LS일렉트릭(2021년)이 선정된 바 있다.

LG전자 류재철 H&A사업본부장은 “LG스마트파크는 세계 최고의 제품을 생산하는 고객 경험 혁신의 전초기지”라며, “첨단 디지털 기술을 바탕으로 글로벌 가전 제조업의 미래 청사진을 제시할 것”이라고 말했다.

■ AI·디지털트윈 기술로 ‘지능형 공정 시스템’ 구축해 설계·개발·생산 효율화

냉장고를 생산하는 LG스마트파크 1층 로비에 들어서면 오른쪽 벽면에 모니터 사이니지 18장으로 만든 대형 화면들이 보인다. 사이니지에서는 「지능형 공정 시스템」이 보여주는 버츄얼 팩토리(Virtual Factory)를 통해 냉장고 생산, 부품 이동과 재고 상황 등 실제 공장의 가동 상황을 한 눈에 확인할 수 있다.

이 지능형 공정 시스템은 AI, 빅데이터와 시뮬레이션 기술인 디지털트윈(Digital twin)을 결합해 LG전자가 자체 개발했다. 30초마다 공장 안의 데이터를 수집·분석해 10분 뒤 생산라인을 예측하고 자재를 적시에 공급한다. 또 데이터 딥러닝으로 제품의 불량 가능성이나 생산라인의 설비 고장 등을 사전에 감지해 알려준다.

■ 지상의 5G 물류로봇과 고공 컨베이어 등 입체물류시스템이 부품 자동 공급

LG스마트파크 생산라인의 고공 컨베이어는 부품이 담긴 박스를 고공으로 올린 뒤 필요한 작업 구간으로 자동 배송한다.

LG스마트파크에는 생산라인을 따라 최대 30kg의 자재를 이송할 수 있는 고공 컨베이어가 설치돼 있다. PCB 기판, 도어 힌지, 정수기 필터 등 냉장고 소형 부품들이 담긴 박스를 컨베이어에 얹으면 물류 엘리베이터를 이용해 고공으로 올린 뒤 부품이 필요한 작업 구간으로 자동 배송한다.

또 생산라인에 설치된 지능형 무인창고는 실시간으로 재고를 파악하고 부족하면 스스로 공급을 요청한다.

지상에는 5G 전용망 기반 물류로봇(AGV, Automated Guided Vehicles)들이 바쁘게 돌아다니며 냉장고 컴프레서나 냉각기 등이 담긴 최대 600kg의 적재함을 최적의 경로로 자동 운반한다.

■ 위험하고 까다로운 작업은 로봇이, 사람은 스마트 공장 컨트롤에 집중

LG스마트파크는 AI가 탑재된 로봇을 투입해 생산 효율은 높아지고 작업 환경은 더욱 안전해졌다. 특히 로봇이 위험하고 까다로운 작업을 도맡으면서 작업자는 생산라인이나 로봇 작동 상황 등을 모니터링하고 컨트롤하는 데 집중할 수 있게 됐다.

컴프레서나 냉각기 등 화염이 발생하는 용접 라인의 로봇 팔은 고주파 용접 기술을 딥러닝하고 카메라로 위치를 정밀하게 인식해 균일한 온도와 시간을 맞춰 용접한다. 용접 후에도 로봇이 냉매 누설 여부를 확인한다.

20kg에 달하는 냉장고 도어를 들어 본체에 조립하는 라인에도 볼트 작업을 정확하게 진행할 수 있는 3D 비전 인식 기술을 갖춘 로봇이 투입됐다.

LG스마트파크는 모듈러 디자인(Modular Design) 설비와 AI기술로 고객의 개인화 니즈에 맞춘 혼류 생산이 가능하다. 도어의 색상과 크기가 다른 냉장고나 국내와 미국, 유럽에서 각각 판매할 냉장고 모델 58종을 한 라인에서 동시에 생산한다.

LG스마트파크 전경 사진.

■ 생산성 20% 향상···친환경 에너지 사용해 탄소 배출량도 감축

LG전자는 이번 스마트파크 구축으로 생산성을 20% 향상시켰다. 또 새로운 냉장고 모델 생산을 위한 라인 개발 및 구축 기간도 30% 짧아졌다.

또 LG전자는 스마트파크에 ESS(Energy Storage System; 에너지저장장치), 건물 에너지 관리 솔루션 ‘비컨(BECON)’ 등 친환경 에너지 설비와 기술을 적용해 제품 생산에 투입되는 에너지 효율을 약 30% 개선함으로써 탄소배출량도 감축할 수 있게 됐다.

LG전자는 2025년 최종 완공되면 기존 최대 200만대 수준인 냉장고 생산 능력이 300만대 이상으로 늘어난다. LG전자는 지능화 공정 기술을 글로벌 생산 법인에도 확대 적용할 계획이다.

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