전북대 피지컬AI 실증랩
3개사와 車 생산라인 실험
인간 개입 없이 소통·판단
5개월 간 생산량 5~11%↑
'K-제조' 패키지 수출 목표
"이상상황 발생." 자동차 운전대(핸들)를 만드는 생산라인에 손을 넣었더니 커다란 모니터 화면이 빨갛게 변하며 경고알림이 떴다. 지나가던 사람이 깜짝 놀랄 정도로 비상벨도 크게 울렸다. 생산라인에서 손을 떼자 AI(인공지능)는 즉시 상황을 인지해 시스템에 전달했다. 비상상황이 자동해제됐고 비상벨도 멈췄다.
지난 27일 전북특별자치도 전북대학교에서 진행된 '산업특화형 피지컬 AI 기술실증랩' 현장을 찾았다. 실증을 이끈 김순태 전북대 소프트웨어공학과 교수는 "DH오토리드 공장에서 협업지능 피지컬 AI모델이 실제 구동하는 모습"이라고 했다. 김 교수는 전북대·KAIST·캠틱종합기술원이 참여하는 과학기술정보통신부 '피지컬 AI 선도모델 수립 및 PoC(기술검증)사업'의 총괄책임자다.
PoC사업은 앞으로 5년간 진행될 '한국형 미래 AI 팩토리' 구축사업을 준비한다. 지난해 8월부터 12월까지 총 500여 연구원이 함께 피지컬 AI 시뮬레이션 기술과 SDF(Software-Defined Factory·소프트웨어 정의 공장) 특화모델을 설계하고 5개년 계획을 짰다. 목표는 첨단로봇·AI·디지털트윈 등 이종기기가 사람의 손발처럼 막힘 없이 협업하는 'AI공장'을 개발해 국내 산업계에 확산하는 것이다.
김 교수가 이끄는 전북대 '산업특화형 피지컬 AI 기술실증랩'은 지난 5개월간 국내 자동차 생산라인에서 '자동화 실험'을 했다. △테슬라 등 글로벌 완성차업체에 운전대 등 부품을 공급하는 'DH오토리드' △자동차 유압제어 블록 등의 핵심 부품을 생산하는 '대승정밀' △상용차 차체 프레스를 공급하는 '동해금속' 총 3개 기업이 참여했다.
핵심은 공장에 있는 이종장비가 원활하게 소통하며 협업하는 '협업지능'이다. 로봇과 무인차가 함께 공정을 처리하는 것을 넘어 인간의 개입 없이 현장의 문제를 인지·해결하는 것이다. 협업지능 기술이 완성되면 AI와 로봇으로만 24시간 가동하는 완전 자동화 공장 '다크팩토리'(Dark Factory) 구축의 가능성이 커진다.
연구팀은 지난 5개월간 모은 데이터로 시뮬레이션 환경을 구축하고 AI모델에 학습시켜 실제 로봇공정과 연동했다. 공장 3곳의 생산라인엔 로봇팔과 무인운반차를 도입, 인간이 컨베이어벨트 위 물건을 직접 옮기는 수고를 줄였다. 과거 마스크를 이중, 삼중으로 써야 할 정도로 분진과 소음이 심해 근로자가 두 달을 버티지 못한 곳이다.
이후 DH오토리드와 대승정밀의 생산량은 이전보다 각각 7.4%, 11.4% 증가했다. 대승정밀은 제품 불량률도 19.4% 개선됐다. 동해금속은 생산량이 5.1% 늘고 공정 소요시간은 10% 줄었다. 김 교수는 "매출 1조원 기업의 생산량이 1% 증가한다는 것은 잠재 매출액이 100억원 늘어난다는 뜻"이라고 했다. PoC 대상 기업들은 이제 해외 공장까지 피지컬 AI 시스템 적용을 검토 중이다.
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본사업에선 플랫폼과 실증규모가 더 커진다. 전북대는 이서캠퍼스에 피지컬 AI 실증 메타팩토리를 조성하고 국산 NPU(신경망처리장치) 적용을 위한 '피지컬 AI NPU 기술실증 스테이션'도 구축, 50개 이상 기업을 참여시킬 계획이다. 김 교수는 "전세계 어디든 구축할 수 있는 'K제조' 패키지를 수출해 시장을 선점할 것"이라고 밝혔다.
