[글로벌기업 혁신의 현장] 로봇끼리 대화하는 공장…여기는 GE의 '혁신 특공대'

[글로벌기업 혁신의 현장] 로봇끼리 대화하는 공장…여기는 GE의 '혁신 특공대''

[JTBC] 입력 2017-01-16 오전 1:02:03 수정 2017-01-16 오전 6:26:02

3D프린터 300대 제조 공정에 도입
설계도면에 따라 시제품 만들어
마하 1.5로 날개 돌려서 전기 생산
IoT망 통해 촘촘하게 설비 관리
아이디어 좋으면 사업화 즉각 지원
“덩치 큰 공룡 GE

미국 가스터빈 공장 국내 첫 공개

제너럴일렉트릭(GE)은 1892년 ‘발명왕’ 토머스 에디슨이 창업한 회사다. 탄탄한 장수 제조업의 대명사다. 전기조명에서 출발해 송전·전기모터·항공장비·에너지·금융·가스·헬스케어·소프트웨어 등으로 사업 범위를 넓히며 카멜레온처럼 변신을 거듭한 기업이기도 하다. 그런 GE가 다시 한 번 제조업 혁신에 나섰다. ‘스마트 공장’이란 무기를 들고서다.

GE 그린빌 공장에서 직원들이 가스터빈을 점검하고 있다. 그린빌 공장은 3D프린터, 로봇, 클라우드 시스템 등을 적용한 스마트 공장이다. 이곳서 만든 가스터빈은 세계시장 점유율 1위다. [사진 GE파워]

GE는 지난 4월 새로 문을 연 미국 사우스캐롤라이나주 그린빌 가스터빈 공장 인근 혁신 작업장(Advanced Manufacturing Works·AMW)을 국내 언론 최초로 본지에 공개했다. 로봇과 3D프린터, 레이저마이크로젯(고강도 금속을 물·레이저로 자를 수 있는 장치) 등을 갖추고 사물인터넷(IoT)망으로 공장 설비를 촘촘하게 연결한 스마트 공장이다. 7500만 달러(약 890억원)를 들여 완공했다. 캐나다 브로몽, 인도 푸네 공장과 함께 GE의 3대 스마트 공장으로 꼽히는 곳으로, 제조업 혁신의 미래를 엿볼 수 있는 곳이다. 키스 밸섬 AMW 총괄은 “AMW는 GE의 ‘혁신 특공대’(innovation SWAT)로 불린다”고 소개했다.

미 사우스캐롤라이나주 그린빌에 있는 GE ‘혁신작업장’에서 자율 로봇이 작업 중이다. [사진 GE파워]

AMW에 들어서자 육중한 팔을 휘두르는 자율 로봇(Autonomous Robot)부터 눈에 들어왔다. 구글이 개발 중인 자율주행차에 적용한 센서와 레이더를 장착한 이 로봇은 ‘생각하는 로봇’이다. A 부품을 들고 B로 이동하는 작업을 수행하다가 돌발상황이 생기면 스스로 대처하는 식이다. 부품을 들고 이동하던 로봇을 기자가 가로막자 로봇은 다른 길로 돌아서서 원래 가려고 하던 목표지점으로 이동했다. 

A→B→C로 이어지는 공정에서 A 로봇이 작업을 끝내지 못했을 때 놀려야 했던 B·C 로봇이 (남는 시간 동안) 스스로 다른 작업을 하는 것도 가능하다. 밸섬 총괄은 “야구 경기에서 안타를 막는 수비수들이 서로 신호를 주고받으며 다음 행동을 준비하는 것처럼 AMW에선 로봇끼리 신호를 주고받으며 실시간 대응한다. 더럽고, 어렵고, 위험한 환경에서 복잡한 작업을 할 수 있도록 진화 중이다”고 설명했다.

혁신 작업장의 엔지니어들은 가스터빈 제작 공정에 3D프린터를 자유자재로 활용한다. [사진 GE파워]

옆 작업장에선 3D프린터로 가스터빈 부품을 깎아내는 작업이 한창이었다. GE는 3D프린터를 제조 공정에 선도적으로 도입한 회사다. 이곳에서도 300대를 운영 중이다. 기존 자동차·항공이나 가전 분야에서 쓰던 3D프린터를 그대로 가져다 쓸 수 없어 400번 이상 개선한 끝에 도입했다. 밸섬 총괄은 “AMW에선 엔지니어가 설계를 80%쯤 완성했을 때 설계도면을 받아 피드백을 주고 받으며 3D프린터로 시제품 제작에 들어간다. 중요한 건 3D프린터를 들여놨느냐가 아니라 이를 어떻게 활용하느냐다”라고 말했다. 

인근 가스터빈 공장으로 이동했다. 대표 모델인 9HA.01 가스터빈의 회전 날개가 마하 1.5 속도로 돌아가고 있었다. 가스터빈은 가스 연료를 태울 때 나오는 뜨거운 공기로 터빈을 돌려 전기를 만드는 장비다. 한대 당 높이 5.2m, 길이 11.6m, 무게 392t, 출력 600메가와트(MW·1MW는 1000가구가 동시 쓸 수 있는 전력량), 가격 최고 700억원에 달하는 ‘괴물’이다. 가스터빈은 한번 납품하면 매년 수백 억원이 넘는 유지·보수 작업까지 동시에 수주할 수 있는 고부가가치 산업이다. 글로벌 시장 규모가 연 15조원, 유지·보수 서비스까지 더하면 연 30조~40조원에 달한다. GE는 이 시장에서 세계 1위다. 

센서와 인터넷 망을 통해 공장 설비를 촘촘하게 연결한 점이 인상적이었다. 예를 들어 가스터빈 생산 장비를 물로 세척할 필요가 생길 경우 장비 스스로 상태를 작업자에게 알리는 식이다. 공장 관계자는 “제때 세척을 하지 않아 나중에 공정에 문제가 생기거나, 장비를 다 분리하고 공장 가동을 일시 중단해야했던 과거 비효율을 해소할 수 있다”고 설명했다. GE가 목표로 하는 ‘생각하는 공장(brilliant factory)’의 일부 모습이다. 

공장 내부 뿐 아니라 외부와도 실시간 소통한다. 상황실 한 켠 모니터에선 전 세계에서 가동 중인 GE 가스터빈 상황이 각자 다른 색깔로 표시됐다. 이상이 생겼을 땐 경고 신호가 깜빡거렸다. 120개국 1만대 이상 터빈마다 설치한 센서가 보내온 진동과 온도·바람·회전속도 같은 정보를 분석해 낸 결과다. 그린빌 공장에선 이렇게 수집한 연간 15테라바이트(TB·1TB는 1024기가바이트) 분량 빅데이터를 바탕으로 가스터빈이 언제쯤 어느 부분에 이상이 생길지를 예측해 사전에 대처할 수 있도록 돕는다. ‘넘어지기 전에 지팡이를 짚는’ 식이다.

몬티 애트웰 GE파워 그린빌 공장 총괄은 “스마트 공장을 제대로 가동하려면 일하는 방식부터 바꿔야 한다”고 강조했다. GE는 스마트 공장을 도입하면서 완제품을 만든 뒤 오류를 찾아내고 개선하던 기존 업무 방식을 바꿨다. 불완전한 시제품이라도 최대한 빨리 만든 뒤 실시간 피드백을 받아 제품 완성도를 높이는 데 반영하도록 했다. 로봇과 3D프린터, 사물인터넷은 이를 위한 실행 도구였다. 

실리콘밸리 스타트업의 벤처 DNA를 이식한 ‘패스트웍스(FastWorks) 업무 시스템도 그래서 도입했다. 직원들끼리 소그룹을 꾸려 제안한 아이디어를 기업 의사결정에 적극 반영하는 ‘상향식’ 업무 시스템이다. 사업 가능성이 있는 아이디어라고 판단하면 회사가 적극 지원해 준다. 설사 프로젝트를 성공시키지 못하더라도 책임을 묻지 않는다. GE 내에서 수많은 스타트업을 운영하는 셈이다. 애트웰 총괄은 “덩치 큰 ‘제조업 공룡’이던 GE는 바뀐지 오래다. 사내에선 GE를 ‘세계 최대 벤처기업’이라고 부른다”고 말했다.

GE는 패스트웍스를 도입한 이후 가스터빈 개발 기간을 기존 4~5년에서 2년, 개발 비용은 5억 달러(약 6000억원)에서 2억5000만 달러(약 3000억원)로 각각 줄였다고 분석했다. 2014년엔 세계 최고 출력·효율을 자랑하는 9HA.01 가스터빈을 선보였다. 애트웰 총괄은 “9HA.01 가스터빈 발전 효율은 62%다. 현재 기술로 60%대 효율은 발전 업계에서 ‘꿈의 효율’이다. 이론상 최고 효율인 67%에 근접한다”고 설명했다. 

물론 이런 스마트 공장은 아직은 보급 초기 단계다. GE는 그린빌 공장 같은 스마트 공장을 2020년까지 전세계 400여개 공장 중 50개로 확대할 계획이다. 2000년대 중반까지만 해도 제조업체들은 보다 빠르고, 정확하게 불량률 낮은 제품을 많이 생산하는 공정을 추구했다. 

하지만 시장이 빠르게 변하고 불확실성이 높아지면서 자동화를 통한 대량 생산만으론 한계에 부닥쳤다. 아무리 시간당 제품을 많이 만들어내도 시장 변화를 읽지 못하면 스마트폰 시장에서 퇴출당한 노키아 신세가 될 수 있다. 임채성 건국대 경영학과 교수는 “스마트 공장은 이미 시작된 변화이고, 한국 제조기업에게도 뒤쳐져선 안 되는 경주”라고 말했다. 

그린빌(미국)=김기환 기자 khkim@joongang.co.kr