가상 PLC·AI 용접 검사·실시간 공정 이상 감지까지
“측정·검사·생산 데이터 통합” 제조업 품질관리 패러다임 전환 본격화
독일 자동차 제조사 아우디(Audi)가 엣지 클라우드(Edge Cloud)와 인공지능(AI)을 결합한 차세대 스마트팩토리 전략을 본격 확대하고 있다.
단순 자동화를 넘어 생산·검사·품질 데이터를 실시간으로 통합하고 AI가 공정 이상을 스스로 감지·판단하는 구조다. 제조업의 핵심 경쟁력이 ‘설비’에서 ‘데이터 기반 운영 지능’으로 이동하고 있음을 보여주는 대표 사례라는 평가가 나온다.
최근 제조업에서는 품질 검사와 생산 운영이 별개 시스템으로 움직이던 기존 구조가 빠르게 해체되고 있다. 생산설비·센서·비전 검사·계측 시스템에서 발생하는 데이터를 하나의 플랫폼으로 통합하고 AI가 이를 실시간으로 분석하는 ‘지능형 제조(Intelligent Manufacturing)’ 체계가 산업 전반으로 확산되는 분위기다.
이 같은 변화의 중심 사례로 주목받는 기업이 바로 아우디다. 메트롤로지 전문 매체 Metrology News에 따르면, 아우디는 생산·물류 전반에 AI를 본격 도입하며 자체 클라우드 플랫폼 ‘EC4P(Edge Cloud 4 Production)’를 핵심 인프라로 확대 적용하고 있다.
핵심은 생산 현장의 연산 구조 자체를 바꾸는 데 있다. 기존 공장은 설비마다 산업용 PC와 로컬 제어기를 설치해 운영했다면, EC4P는 클라우드 기반 중앙 연산 구조를 통해 공장 전체를 하나의 네트워크처럼 통합한다. 아우디는 이미 독일 생산공장에서 1000대 이상의 산업용 PC를 제거했으며, 작업자 안내 시스템도 중앙 클라우드 기반으로 전환했다. 생산라인 작업자는 차량 사양이나 국가별 옵션 정보를 실시간으로 전달받는다.
특히 독일 네카줄름(Neckarsulm) 공장의 A5·A6 차체 생산라인에는 ‘가상 PLC(vPLC)’ 기반 자동화 시스템이 실제 양산에 적용됐다. 기존 하드웨어 제어기를 소프트웨어 기반 가상 제어기로 대체하고 약 100대의 로봇이 밀리초(ms) 단위 정밀도로 동시에 동작한다. 업계에서는 클라우드 기반 제어 시스템이 대규모 양산 환경에 본격 적용된 대표 사례로 평가한다.
AI는 품질 검사 영역에서도 핵심 역할을 맡기 시작했다. 대표 사례가 ‘WSD(Weld Splatter Detection)’ 시스템이다. 이는 차체 하부 용접 과정에서 발생하는 용접 스패터(금속 비산물)를 AI 비전 기술로 자동 검출하는 솔루션이다. 기존에는 작업자가 직접 확인하고 제거해야 했지만, 현재는 AI가 위치를 판별하고 로봇 팔이 자동 연마까지 수행한다.
아우디는 이 기술을 향후 독일 잉골슈타트 공장 6개 생산라인으로 확대 적용할 계획이다. 짧은 생산 사이클 속에서도 검사 정확도를 유지하고 작업자의 반복·고강도 노동을 줄이는 효과가 기대된다.
공정 이상 감지 기술도 진화하고 있다. 아우디는 자체 AI 플랫폼 ‘ProcessGuardAIn’을 개발해 생산 데이터를 실시간 분석하고 이상 징후를 조기에 탐지하는 체계를 구축했다. 이 시스템은 공장별 데이터를 통합하는 ‘P-Data Engine’ 플랫폼 기반으로 작동하며, 도장 공정에서는 약품 투입량 최적화와 전착도장(CDC) 이상 감지 파일럿 프로젝트가 진행 중이다.
단순 모니터링을 넘어 AI가 작업자에게 해결 방안까지 제시하는 방향으로 발전하고 있다는 점도 특징이다. 향후에는 예지보전(Predictive Maintenance)과 통합 품질관리 플랫폼으로까지 확대 적용될 예정이다.
업계는 이러한 흐름이 제조업 품질관리의 구조 자체를 바꾸고 있다고 분석한다. 과거 품질 검사는 생산 이후 불량을 확인하는 ‘사후 검증’ 성격이 강했다면, 이제는 AI가 공정 데이터를 실시간 분석해 이상을 예측하고 생산 조건까지 자동 보정하는 ‘폐쇄 루프 제조(Closed-loop Manufacturing)’ 체계로 이동하고 있다는 것이다.
특히 클라우드 기반 데이터 통합 구조는 디지털 트윈과 자율제조 확산의 핵심 기반으로 꼽힌다. 계측 데이터·MES·ERP·설비 정보가 하나의 데이터 레이크(Data Lake)로 연결되면서 품질 데이터가 단순 기록이 아닌 ‘생산 의사결정 자산’으로 변화하고 있다는 평가다.
아우디는 현재 지멘스(Siemens), 시스코(Cisco), 브로드컴(Broadcom) 등과 협력해 AI·네트워크·자동화 플랫폼을 공동 구축하고 있다. 또한 독일 AI 혁신 허브 IPAI와 협력해 데이터 기반 생산 체계를 고도화하고 있다.
전문가들은 향후 제조 경쟁력이 단순 자동화 수준을 넘어 ‘데이터를 얼마나 빠르게 연결·분석·학습시키느냐’에 따라 결정될 것으로 보고 있다. 특히 자동차·반도체·배터리 산업처럼 대규모 양산과 초정밀 품질 관리가 동시에 요구되는 산업일수록 AI 기반 품질 운영 플랫폼의 중요성이 더욱 커질 전망이다.
헬로티 김진희 기자 |
