-그룹사 기술역량 총 집약한 스마트 팩토리
-고품질·고효율 제조 시스템 구축해
현대자동차그룹이 내년 미국 시장 진출 40주년을 앞두고 최첨단 스마트 팩토리 ‘현대차그룹 메타플랜트 아메리카(이하 HMGMA)’를 완공했다. 현대차그룹은 HMGMA를 앞세워 북미 모빌리티 시장을 선도해 나갈 방침이다.
27일 업계에 따르면 현대차그룹은 미국 첫 생산기지로 2005년 준공한 현대차 앨라배마 공장, 2009년 가동을 시작한 기아 조지아 공장에 이어 16년 만에 미국 현지 생산 거점을 새롭게 추가하며 그룹의 미래 비전과 첨단 제조기술 역량을 HMGMA에 집약했다.
먼저, 총 부지 면적 1,176만㎡ 위에 자리잡은 HMGMA는 싱가포르 글로벌 혁신센터(이하 HMGICS)의 최첨단 제조 혁신 플랫폼을 도입한 것이 특징이다. HMGICS는 2023년 건립 이래 인간 중심의 미래 모빌리티를 연구하고 실증 개발하는 현대차그룹의 테스트 베드이다.
HMGMA는 프레스, 차체, 도장, 의장으로 이뤄지는 자동차 생산 공정 요소요소에 제조 혁신 기술을 적용했다. 패널 홀/크랙 감지 시스템, 도어 간격/단차 자율 보정 장착, 도어 자동 탈부착 등 세계 최초 적용 기술과 각종 첨단 시스템을 바탕으로 HMGMA는 효율적인 생산을 실현하는 동시에 작업자의 업무 강도를 낮추는 인간 친화적인 제조 현장으로 탄생했다.
프레스, 차체, 도장처럼 차의 몸통으로 거듭날 강판을 성형하고 용접하는 현장에서는 수백대에 달하는 최첨단 로봇 장비들이 높은 생산성과 균일한 품질을 보장한다.
프레스 공장에서는 6,800톤급 초대형 고속 프레스 5대가 내려 찍고 자르는 과정을 반복하며 강판을 차의 몸이 될 패널로 탈바꿈시킨다. 차체 패널은 91% 수준의 자동화 공정, 정밀한 성형기술, 고속 이송장치 등을 통해 만든다. 여기에 비전 품질 검사와 AI 기반 품질 관리 시스템을 차례로 거친다. 특히, 세계 최초로 적용한 패널 홀/크랙 감지 시스템은 수십대의 카메라를 통해 촬영한 데이터를 딥러닝으로 학습하며 AI 기반 품질 관리를 뒷받침한다.
이렇게 만들어진 패널들은 100% 자동화 물류 시스템을 통해 다음 공정으로 옮겨진다. 자동 적재 시스템은 패널을 차종 별로 분류해 수십장씩 팔레트에 싣고, 자율주행 운반 로봇은 이 팔레트를 다음 공정으로 적시에 이동시킨다. AGV는 SLAM(동시 위치 측정 및 지도 작성) 기술을 바탕으로 구동한다.
차체 공장은 로봇들이 일사불란하게 수행하는 용접 및 조립 공정을 거쳐 강판 패널들이 자동차의 외관으로 거듭나는 곳이다. HMGMA의 차체 공장은 100% 자동화를 달성했다. 차체 공정 중 세계 최초로 적용한 기술은 도어 간격/단차 자율 보정 장착 시스템이다. 로봇과 비전, AI 기술을 바탕으로 균일한 단차 품질을 구현한다.
차체 공정의 마지막 단계인 외관 품질 검사에서는 보스턴다이나믹스의 4족 보행 로봇 ‘스팟(Spot)’이 수행하는 사양 검사와 측정된 품질 정보를 조립 로봇으로 실시간 피드백 보내 고품질 생산을 가능토록 지원하는 간격/단차 검사가 이뤄진다.
도장 공장은 외관 품질을 완성하기 위해 도료 도포부터 품질 검사까지 높은 수준의 자동화 시스템이 구현돼 있다. 도포 자동화 시스템은 수작업 대비 보다 균일한 도장 품질을 제공한다. 여기에 특수 도료 공급 설비는 24개 이상의 다양한 색상을 적용하는 일에 효과적인 대응을 가능하도록 한다. 아울러 도장 검사 로봇 자동화 시스템은 사람의 눈으로 알아채기 어려운 미세한 문제까지 잡아낼 수 있어 더욱 완벽한 도장 품질을 달성할 수 있게 한다.
HMGMA는 차에 들어가는 각종 핵심 부품을 생산하거나 공급하는 현대차그룹 주요 계열사의 개별 거점, 나아가 첨단 생산 시설의 운영을 가능케 하는 각 그룹사의 기술 역량 등을 모두 아우르는 커다란 제조 현장이다.
부지 안에 위치한 현대모비스 배터리시스템 공장 및 모듈 공장은 현대모비스의 글로벌 생산거점 가운데 최대 규모이다. 현대모비스는 이곳에서 SUV를 선호하는 북미 시장의 특성을 반영해 SUV용 대용량 배터리를 포함하는 배터리시스템과 맞춤형 모듈을 생산한다.
현대모비스는 공장 건축 단계부터 전체 라인 설계 과정에 고유의 생산기술 역량을 HMGMA에 집중했다. 또 HMGMA 인근에 전기차 핵심 부품인 PE(Power Electric) 시스템을 생산하는 별도의 거점을 마련해 미국 시장의 전동화 트렌드를 적극 공략 중이다.
현대글로비스 HMGMA 물류센터는 수요 기반의 데이터를 실시간 분석해 보유 재고와 필요량을 예측하는 등 차 제조에 필요한 부품 공급을 효율적으로 관리하며 운영 전반을 지원한다. 비전 카메라를 장착한 자율비행 드론이 물류센터를 선회하며 부품 현황을 실시간으로 파악한다. 또 완성차 1대분의 부품을 자율주행 운반 로봇(AGV)에 실어 차 제조 컨베이어에 연결하고 같은 속도로 이동시키는 원키트 물류 시스템을 현장에 도입함으로써 다차종 유연생산을 가능케 한다.
현대제철 HMGMA 공장은 초고강도강을 포함해 자동차용 강판을 가공해 프레스 공장으로 공급하고 있다. 초고강도 자동차용 강판은 전기차 소재에 필수적인 경량화와 충돌안정성을 동시에 확보하고 있다 여기에 현대제철은 자동차 생산량 확대에 맞춰 향후 안정적으로 공급량을 확대해 나갈 계획이다.
현대트랜시스 HMGMA 공장은 연간 42만대 규모의 생산능력을 갖췄으며 아이오닉 5, 아이오닉 9에 들어가는 시트를 생산한다. 오토 도킹 시스템, 이형제 도포 로봇 등 최신 자동화 설비를 바탕으로 효율적 생산 프로세스를 구축했으며 시트벨트 강도, 로봇 승강 내구 등 시험을 통해 품질 관리에 만전을 기하고 있다. 차별화된 디자인과 신소재를 적용한 시트, 실내 공간 활용도를 극대화시키는 시트 프레임 등을 통해 완성차의 우수한 상품성을 뒷받침한다.
현대위아는 로봇 기술 역량을 바탕으로 HMGMA의 물류 자동화를 지원한다. 자율주행 운반 로봇은 생산에 필요한 각종 자동차 부품을 입고하고 보관하는 등 생산계획에 맞춰 각 공정에 적시 공급한다. 주차로봇은 완성된 자동차를 무인 품질 검사 등의 공정으로 안전하게 운반한다.
또 현대로템은 차 강판을 차체 패널로 만들어주는 서보 프레스 설비를 HMGMA 현장에 공급하며 고품질의 자동차가 생산될 수 있게 지원했다. 각종 차 부품을 생산 공정으로 옮기는 공장 운반 설비도 담당했다.
마지막으로 향후에는 HMGMA에 현대차그룹 로봇전문 계열사 보스턴다이나믹스의 휴머노이드 로봇 ‘올 뉴 아틀라스’가 시범 투입될 예정이다. 최근 보스턴다이나믹스는 생산 현장 투입을 앞두고 아틀라스의 AI 학습을 강화하고 있다. 추후 아틀라스가 부품 운반 등 단순 반복 작업에 투입될 경우 작업자의 부담을 덜어주며 생산성, 효율성 증가에 기여가 예상된다.
이처럼 HMGMA는 인공지능(AI), 정보기술(IT), 로보틱스 등 첨단 기술을 융합한 제조 혁신 플랫폼을 바탕으로 현대 아이오닉 5, 아이오닉 9 등 우수한 상품성의 현대차그룹 차들을 생산 중이다.
한편, 현대차그룹은 현재 연간 30만대 생산능력을 보유 중이며 향후 기아, 제네시스 차는 물론 전기차 외에도 하이브리드까지 생산 라인업을 확대해 나갈 예정이다.
