불 꺼진 공장, 멈추지 않는 생산…제조업 새 패러다임 ‘다크 팩토리’

인더뉴스 이종현 기자ㅣ"사람이 없는 공장, 그러나 멈추지 않는 공장"

세계 제조업의 패러다임이 '스마트 팩토리'를 넘어 '다크 팩토리(Dark Factory)', 즉 완전 무인 자율공장으로 옮겨가고 있습니다.

불을 꺼도 돌아간다는 의미의 '다크 팩토리'는 기존에 사람과 기계가 협업해 AI와 데이터를 기반으로 생산 최적화에 초점을 둔 부분 자동화 공장인 '스마트 팩토리'에서 한 단계 더 나아가 AI와 로봇만으로 자율적 운영이 가능한 '완전 무인 공장'입니다.

1초당 스마트폰 1대…24시간 돌아가는 무인 공장

지난 2023년 중국의 샤오미는 공식 유튜브 채널을 통해 'Introducing Xiaomi Smart Factory(샤오미의 스마트 팩토리를 소개합니다'라는 영상을 게재했습니다. 1분 남짓 되는 영상은 샤오미의 스마트폰이 생산돼 박스에 포장되는 과정까지를 보여줍니다.

흥미로운 점은 영상에서 단 한 번도 사람이 등장하지 않는다는 것입니다. 사람이 없기 때문에 불을 켤 필요가 없고 그렇기에 영상 속 공장 내부는 기계에서 나오는 불빛들을 제외하면 조명이 없는 어두운 공간입니다.

사람이 없기에 불을 켤 필요도, 냉난방을 할 필요도 없다는 것이 바로 '다크 팩토리'라는 명칭이 담고 있는 의미입니다. 이는 곧 관련 비용을 절감할 수 있다는 뜻이며 가동 시간도 사람의 출퇴근 시간에 구애받지 않고 24시간 가동이 가능하다는 것입니다.

물론 완전히 사람의 개입 없이 100% 무인으로 가동되는 다크 팩토리는 아직 존재하지 않습니다. 진정한 다크 팩토리가 되기 위해서는 운반, 생산, 검수, 포장을 넘어 공장의 유지·보수까지 모두 로봇과 AI가 도맡았을 때가 될 것입니다. 하지만 샤오미의 공장과 같이 생산 과정의 완전 자율화는 이미 현실에서 일어나고 있습니다.

샤오미가 지난해 중국 창핑에서 가동한 스마트 팩토리는 모든 생산 공정을 100% 자동화했으며 24시간 내내 초당 평균 1대의 스마트폰을 생산하며 생산성 면에서 압도적인 모습을 보여줍니다.

글로벌 트렌드 '완전 무인화'…국내 기업들도 전환 집중

이러한 완전 무인 공장을 위한 시도는 세계 곳곳에서 일어나고 있습니다. 일본의 산업용 로봇 제조업체 화낙(FANUC)은 30일간 인간의 개입 없이 공장을 운영하는 데에 성공했으며 테슬라는 AI 비전검사와 로봇 팔 자동화 시스템을 도입해 일부 라인을 무인으로 전환했고 독일 지멘스의 암베르크 공장은 생산의 99%를 자동화하기도 했습니다.

국내 많은 기업들도 일찍이 자동화 공장을 실현하기 위한 노력을 지속하고 있습니다.

미국 조지아주 서배너에 있는 현대차그룹 메타플랜트 아메리카(HMGMA)는 설계 단계부터 '자율 생산 시스템'으로 공장을 구성했습니다. 산업용 로봇 102대, 협동로봇 37대, 자율주행운반로봇(AGV) 161대, 파킹로봇 24대 등 총 324대의 로봇이 투입된 이 공장은 프레스·차체·도장 공정의 자동화율 100%를 달성했습니다.

반도체 산업 역시 공정 자동화 추진을 통해 생산성 향상과 경쟁력을 높이고 있습니다.

삼성전자[005930]는 지난해부터 반도체 공장 물류 자동화를 추진하고 있으며 오는 2030년까지 반도체 제조 공장을 무인화하겠다는 계획을 세웠습니다.

SK하이닉스[000660]는 현재 건설 중인 용인 반도체 클러스터에서 2027년 가동 예정인 신규 라인에 AI 품질 관리 시스템과 계측 기술은 물론, 로봇 및 스마트공장 솔루션까지 도입하겠다는 방침입니다.

업계에 따르며 SK하이닉스는 신규 라인에 반도체 장비가 정기 점검 후 정상 작동 여부를 AI가 자동 검증하는 기술인 '추적 자동화 품질(TAQ)' 시스템을 적용합니다. 이를 적용하면 기존보다 판정 시간이 건당 30분 단축되고 업무 생산성이 약 75% 향상될 것으로 전망됩니다.

스마트 팩토리에 오래 전부터 투자해 온 LG전자[066570]는 지난해부터 스마트 팩토리 기술을 사업화했습니다. LG전자의 스마트 팩토리 솔루션 사업은 올해 LG그룹 계열사를 제외한 외부 업체 대상 수주 규모가 지난해보다 30% 증가한 4000억원에 달하며 실질적인 성과를 내고 있습니다.

LG전자는 "2030년까지 AI팩토리 솔루션 사업을 외판 매출액 조 단위 이상의 사업으로 육성하는 것이 목표"라고 밝히기도 했습니다.

다크 팩토리가 가져올 미래…인력난 해소 vs 일자리 감소

다크 팩토리는 제조업 분야의 고질적 문제인 인력난 해소를 위한 해법이기도 합니다. 특히, 지속적인 인구 감소와 제조업을 기피 직종으로 여기는 국내에서 제조업 자동화는 기업 입장에서도 반가운 기술입니다.

하지만 기술 특성상 인력 감축이 수반될 수밖에 없기 때문에 필연적으로 일자리 감소와 해고 등의 문제가 발생하게 됩니다. 이와 함께 로봇, AI와 같은 고급 기술을 다루는 고급 인력에 대한 수요는 증가하면서 대기업과 중소기업 간의 기술 격차 확대에 대한 우려도 존재합니다.

기업 간 격차 확대는 인력 뿐 아니라 초기 투자비에서도 발생할 수 있습니다. 다크 팩토리 구축을 위해서는 자동화 설비, 로봇, 센서, AI 플랫폼 등 초기 투자가 필요한 데 이를 위해서는 많게는 수천억원의 비용이 소요됩니다.

업계 관계자는 "제조업이 자동화로 전환되는 중요한 시기인 만큼 기술·인력·비용 문제에 대해 신중히 접근할 필요가 있다"라며 "산업안전보건법 등 현행 법제도 아직 완전 무인 공장을 상정하지 않고 있기에 긴급 상황 대응이나 안전 책임 주체를 명확히 규정하기 어렵다"고 말했습니다.