美, 자동차 생산라인 자동화시스템 구축 전망

- 생산관리 중심으로 기업 업무 통합추세 -

- 자동차산업의 생산라인 자동화 정도가 품질 관리에 90% 이상 영향 미쳐 -

□ 생산시스템의 자동화 추이

 ○ 생산 시스템이 자동화 단계는 단위 기계의 부품 자동화, 단위 기계의 완전 자동화, 생산 라인의 자동화, 모든 공정의 자동화의 4단계로 나눠지는데, 최근에는 생산 관리를 중심으로 기업 업무를 통합하는 단계로 발전함.

 ○ 자동화 장비 제조 기술의 발달에 따라 일관된 완전 자동화보다 경제 여건의 변화에 따라 부분 자동화 방식으로 소수 인원에 의한 완제품 생산으로 품질을 향상시키는 것과 다품종 소량 생산에 따른 빈번한 공정 변경에도 적절히 대처할 수 있는 유연성이 부각됨.

 ○ 미국 제조업체의 생산 시스템 자동화 정도에 대한 정확한 통계는 조사된 바 없으나 세계적인 로봇 제조업체인 ABB에 따르면 생산라인 자동화를 위해서는 대규모의 투자가 필요해 완성차 제조업체와 규모가 큰 Tier-1 업체의 자동화 정도는 품질 관리를 위해 90% 이상이나 중소 규모의 업체들의 생산시스템 자동화율은 그 이하 수준이나 자동화 생산설비기술 발전과 함께 가격도 인하되는 추세라 중소기업도 설비 구매와 절차를 적극적으로 고려한다고 함.

□ 완성차 메이커 적용 사례

 ○ GM의 햄트래믹 공장은 디트로이트 외곽지역에 있으며 10만 평이 넘는 규모의 셰보레 자동차 생산기지임. 특히 전기차 볼트가 이 곳에서 생산되며 모든 공정이 컨베이어 벨트에서 이뤄지고 주요 부품은 100% 자동화 시스템에서 조립, 설치됨. 볼트의 배터리팩 장착 후 작업자가 자동조임 장치로 나사를 조이는 공정에서 자동 제어 시스템에 의해 조임의 정도가 조정됨.

 ○ BMW 스파르탄버그 공장의 차체 제작은 100% 자동화되고 도료와 조립과정도 대부분 기계로 진행되며 근로자가 직접 수작업으로 진행하는 부품 조립은 극히 일부분임. 근로자들은 각 자동차에 들어가야 할 부품과 옵션이 고객 주문에 맞게 정확하게 반영됐는지 확인하고 자동화 설비를 조작하거나 부품이나 옵션이 제대로 조립됐는지 살펴보고 마무리하는 일을 주로 함.

 ○ Toyota 켄터키 공장은 Toyota의 최대 해외 공장으로 리콜사태 등 몇 년 간의 위기를 겪으며 더욱 엄격한 품질 관리를 위해 700대가 넘는 로봇이 투입돼 공정의 90% 이상이 자동화됐음.

 ○ Hyundai 앨라바마 공장은 프레스, 차체, 도장, 의장 공정, 엔진 공장 등 자동차 생산설비와 부품, 물류 창고, 출하검사장 등 부대시설을 포함해 약 9만1000평 규모를 갖춘 자족형 완성차 공장으로 차체라인은 277대의 로봇을 가동하며 차체 용접 라인 자동화율이 100%에 이르며 생산되는 모든 차량에 대해 로봇에 의한 실시간 정밀 검사를 실시함.

 ○ Kia 조지아 공장은 약 6만1000평의 규모로 5400톤 규모의 프레스와 패널 자동적재 시스템을 갖춘 프레스 공정 용접로봇 282대를 구비한 완전 자동화 공정으로 최고의 품질 관리를 위해 생산된 모든 차량은 각종 기능 검사를 통해 철저한 품질테스트 과정을 거침.

□ 자동화 생산라인 구축 전망

 ○ Robotic Industries Association(RIA)에 따르면 현재 미국에서 구축된 로봇 자동화 시스템은 21만6000여 개로 집계되며, 이는 일본에 이어 세계에서 두 번째로 많은 수치로 2012년 3월까지 5000여 대의 로봇장비들이 주문 생산됐고 2011년 대비 27% 증가해 호황을 누림.

미국 로봇 자동화 시스템 수주 현황

 ○ 1980년대에 로봇 비전이 미국 시장에 처음 선보인 이후로 30년간 관련 산업 기술이 고도로 발전했고 로봇 비전 계측장비의 필요성과 효과가 충분히 검증돼 GM과 Ford와 같은 완성차 제조업체들을 비롯해 많은 Tier-1, Tier-2 업체들이 품질관리와 자동화 조립라인에 로봇 비전 계측장비를 설치하기 시작함. 이러한 추세는 앞으로도 계속될 전망으로 향후 5년 내 자동차 산업 내 시장 규모는 20%가량 증가할 것으로 전망됨. 또한 대당 4만불을 호가하던 장비의 가격이 5000달러에서 2만 달러 사이로 대폭 인하돼 자동화시스템 및 로봇 비전 계측장비 구축에 대한 시장성이 더욱 밝음.

□ 자동화 시스템 수요처

디트로이트 인근 지역 내 자동차 조립, 부품 제조 공장 위치

 자동화 시스템을 갖춘 자동차 조립공장

자동차부품 생산 공장

 현대자동차 미국 앨러바마 공장 구조

○ 미국 내 제조 공장이 있는 가전제품 제조업체는 많지 않으나, Whirlpool과 GE Appliance의 경우 중국, 멕시코 지역에 있던 일부 생산설비를 미국으로 이전함

□ 시사점

 ○ 자동화 시스템 비중을 높임으로서 인명사고 위험과 불량률을 낮출 수 있고 품질관리 면에서 임의로 선택해 수행하던 검사를 제품 100%에 확대해 수행이 가능하게 되는 등 월등한 결과를 보여 제조업체들의 수요는 증가할 것임.

 ○ 최근 미국의 제조업체들이 본국으로 제조 설비를 다시 이전하는 리쇼어링(Re-shoring) 현상이 두드러지는데, 이는 대표적 생산 기지였던 중국 등 아시아 국가들과 멕시코 등 중남미 국가들의 생산 여건이 이전보다 나빠졌기 때문인 것으로 분석됨.

 ○ 중국과 아시아 국가들의 임금이 급속도로 오르며 미국 노동자들의 높은 생산성과 자동화 설비로 인한 생산성 향상이 임금 격차를 상쇄할 만한 수준으로 Ford는 오는 2015년까지 중국, 멕시코 등에 있는 공장을 모두 미국으로 옮기기로 결정함. 이러한 현상은 앞으로도 지속될 전망으로 신규 공장이 늘어나면서 공장 자동화에 필요한 자동화 설비 수요가 증가될 것임.

자료원: RIA, Marklines, Hyundai, GE Appliance, KOTRA 디트로이트 무역관 종합