'선박의 혈관' 배관도 로봇이 만든다…삼성重, 공정 자동화

[경제일보] 삼성중공업이 조선업계 최초로 배관 스풀(Spool) 제작 공정을 자동화한 공장을 가동하며 조선소 생산 공정의 자동화 전환에 속도를 내고 있다. 조선업이 수주 확대와 함께 인력 부족 문제를 겪고 있는 가운데 로봇과 인공지능(AI)을 활용한 생산 자동화가 조선 산업 경쟁력을 좌우하는 핵심 요소로 떠오르고 있다는 분석이 나온다.

삼성중공업은 16일 경남 함안 칠서공단에서 배관 스풀 제작 자동화 공장 '파이프 로보팹(PIPE ROBOFAB)' 준공식을 열고 본격 가동에 들어갔다고 밝혔다.

이날 준공식에는 최성안 삼성중공업 대표이사를 비롯해 산업통상자원부와 선주사 관계자, 업계 인사 등 약 70명이 참석했다. 이탈리아 에너지 기업 ENI(에니)와 말레이시아 국영 해운사 MISC(미스크) 등 주요 선주사 관계자들도 행사에 함께했다.

선박에서 배관은 연료와 냉각수, 각종 유체를 전달하는 핵심 설비로 '선박의 혈관'에 비유된다. 이러한 배관은 설계 도면에 따라 엘보(Elbow), 티(Tee), 플랜지(Flange) 등 다양한 부품을 용접해 하나의 단위 구조로 조립하는 '스풀 제작' 과정을 거쳐 완성된다. 기존에는 이러한 배관 제작 과정 상당 부분이 수작업에 의존해 왔다. 작업자의 숙련도에 따라 생산 효율과 품질이 영향을 받을 수 있는 공정이기도 하다.

삼성중공업이 구축한 '파이프 로보팹'은 △배관 설계 데이터 △자동 물류 시스템 △고정밀 가공·계측 장비 △정렬 및 용접 공정을 하나의 스마트 관리 시스템으로 통합한 것이 특징이다. 여기에 비전 인공지능(AI) 기술을 적용해 배관 제작 전 과정을 자동화 생산 체계로 구현했다.

공장은 연면적 6500㎡ 규모로 연간 약 10만개의 배관 스풀을 생산할 수 있는 능력을 갖췄다. 삼성중공업은 로봇 기반 생산 시스템을 도입함으로써 작업 공정을 단축하고 품질 균일성을 높이는 동시에 작업 안전성도 개선할 수 있을 것으로 보고 있다.

조선업계에서는 배관 제작 공정의 자동화가 조선소 생산 혁신의 중요한 단계로 평가된다. 선박 건조 과정에서 배관은 연료와 냉각수, 윤활유, 화물 운송 시스템 등 선박 내 각종 유체를 전달하는 역할을 하는 핵심 설비로 선체 구조물과 엔진·펌프·탱크 등 주요 기계 설비를 연결하는 기능을 한다. 선박 종류와 설계에 따라 수천 개의 배관이 설치되며 대형 상선의 경우 수만 개에 이르는 배관 부품이 사용되기도 한다.

특히 배관은 설계 도면에 맞춰 다양한 부품을 정밀하게 가공·용접해 하나의 스풀 형태로 제작해야 하기 때문에 작업 공정이 복잡하고 숙련 인력 의존도가 높은 분야로 꼽힌다. 제작 과정에서 미세한 오차가 발생할 경우 선박 내부 설비와 연결되는 배관 정렬에 문제가 생길 수 있어 높은 정밀도가 요구된다.

LNG 운반선과 같은 고부가가치 선박은 화물창과 연료 시스템, 냉각 설비 등 복잡한 유체 설비가 적용되기 때문에 배관 시스템 규모와 정밀도가 더욱 중요하다. 업계에서는 이러한 특성 때문에 배관 제작 공정의 자동화와 정밀 가공 기술이 선박 건조 생산성을 좌우하는 핵심 요소로 꼽힌다고 설명한다.

최근 조선업계에서는 수주 확대와 함께 숙련 인력 부족 문제가 이어지면서 자동화 설비 도입 필요성이 커지고 있다. 대형 조선소들은 로봇 용접과 자동 물류 시스템, 디지털 생산 관리 시스템 등을 도입하며 스마트 조선소 전환을 추진하고 있다.

삼성중공업 역시 설계와 생산 데이터를 통합하는 디지털 기반 구축을 통해 생산 효율을 높이고 있다. 회사는 지난해 10월 '엔지니어링 데이터 허브(S-EDH)'를 구축해 설계·구매·생산 등 전 부문 데이터를 연결하는 디지털 생산 체계를 마련했다.

이번 '파이프 로보팹' 역시 이러한 디지털 전환 전략의 일환이다. 삼성중공업은 인공지능(AI), 디지털 전환(DX), 로봇 기술(RX)을 결합한 '3X 전략'을 통해 생산 공정 혁신을 추진하고 있다.

최성안 삼성중공업 대표이사는 "파이프 로보팹은 숙련된 용접 기술과 자동화 기술을 결합해 배관 스풀 공정을 혁신한 생산 거점"이라며 "조선 산업의 제조 경쟁력을 한 단계 끌어올리는 계기가 될 것"이라고 말했다.

업계에서는 조선소 생산 공정 자동화가 향후 조선 산업 경쟁력의 핵심 요소가 될 것으로 보고 있다. 선박 건조 과정의 자동화가 확대될수록 생산 효율을 높이고 공정 품질을 안정적으로 유지할 수 있기 때문이다.

또 자동화 공정은 반복 작업에서 발생할 수 있는 안전 사고를 줄이고 작업 환경을 개선하는 효과도 기대된다는 평가다.