삼성전자 직원들이 지난 18일 광주 오선동 광주사업장 에어컨 생산라인에서 '삼성 무풍에어컨'을 조립하고 있다.(삼성전자 제공)

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'작업자는 작업만, 검증은 시스템으로'.

삼성전자 광주사업장에 위치한 무풍에어컨 및 공기청정기 생산공장 정문에 들어서면 가장 먼저 마주하게 되는 표어다. 삼성전자는 부품 조립부터 제품 검사까지 자동화율을 크게 높였다. 덕분에 생산성이 크게 높아졌고 밀려드는 주문을 소화해내고 있다. 

18일 찾은 삼성전자 광주사업장은 프리미엄 가전을 생산하는 '핵심기지'다. 이곳에는 모터와 콤프레서 등 핵심 부품 생산시설도 함께 자리하고 있다. 

◇ 무풍에어컨 생산라인, 자동화로 생산성 크게 향상

먼저 무풍에어컨 생산라인에 들어서자 정면에 10개의 모니터가 눈에 띈다. 냉매량 등 각종 검사기록과 생산 현황을 한눈에 확인할 수 있었다. 모니터를 보던 중 부품을 실은 조그만 짐차가 곁을 지나갔다. 운전자는 없었다. 설정된 궤도에 따라 자동으로 움직이며 필요한 곳에 부품을 가져다 준다. 

직원들은 커다란 기계들과 함께 분주히 움직이고 있었다. 올 4~6월 기온이 평년 수준을 웃돌 것으로 예상되면서 지난해 폭염을 경험한 소비자들이 일찌감치 에어컨을 장만하고 있다. 몰려드는 주문에 삼성전자는 광주사업장의 에어컨 생산라인을 3월부터 풀가동하고 있다. 

삼성전자는 전 공정에서 기계의 역할을 늘리면서 더 많은 제품을 더 빨리 생산해내고 있다. 에어컨의 핵심부품인 콤프레서를 조립하는 과정은 완전 무인화를 구현했다. 생산할 제품의 모델과 콤프레서의 모델명을 기계가 자동으로 인식해 로봇팔이 조립하는 식이다. 특정 부품을 조립할 때 나사를 조이는 것도 기계의 몫이다. 2D(2차원) 비전카메라 기술을 활용해 나사구멍의 위치를 기계가 자동으로 인식한 뒤 로봇팔을 직접 제어해 나사를 조인다. 

검사 과정에서는 3D(3차원) 비전카메라 기술이 적용된 기계가 무풍에어컨 통풍구를 확인한다. 통풍구는 지름 1mm 미만의 구멍 13만5000개가 뚫려있어 부품에 이상이 없는지 육안으로 검사하기 매우 까다롭다. 하지만 기계를 통해 정밀한 검사가 가능해졌다. 이렇게 자동화 공정을 도입하면서 생산량은 기존과 비교해 25% 증가했고 완성된 제품의 외관 불량은 50% 감소했다. 현재 생산라인에서 15초에 1대꼴로 에어컨이 생산되고 있다.  

생산라인을 컨베이어 방식이 아닌 모듈 방식으로 구성한 점도 생산성 향상의 비결이다. 한 직원이 컨베이어벨트에서 한가지 부품의 조립만 담당하는 식이 아니라 '셀' 단위로 작업장을 편성, 한 직원이 여러 부품의 조립 및 검사를 담당하게 했다. 정광명 삼성전자 광주지원팀장(상무)은 "컨베이어벨트는 한 사람이 실수 하면 전체 라인이 서는 단점이 있었다"며 "셀 단위 작업은 한 셀에서 문제가 생겨도 나머지 셀에서는 정상적으로 생산이 이뤄진다"고 설명했다. 이어 "또 시중의 제품을 어느 셀이 생산했는지 확인할 수 있는 시스템을 구축해 '책임생산'을 실시하고 있다"고 말했다. 

삼성전자는 2013년부터 생산라인에서 셀단위 생산과 작업공정 자동화, 표준화 및 최적화, 제조비용 절감 등을 추진해왔다. 올해에는 스마트 생산라인 구축, 공장 통합 관제, 사물인터넷(IoT) 접목 등을 본격적으로 시도하고 있다. 2020년까지 이런 환경을 완벽하게 구축할 계획이다. 

정 상무는 "삼성전자 광주사업장은 차별화된 제품과 최첨단 기술이 만들어지는 프리미엄 가전의 '심장'"이라며 "무풍에어컨을 비롯해 소비자들의 기대에 부응하는 최고의 제품을 생산하기 위해 최선을 다할 것"이라고 말했다.

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삼성전자 직원이 지난 18일 광주사업장 정밀금형개발센터에서 초정밀 가공 밀링기를 통해 금형 부품을 가공하고 있다.(삼성전자 제공)© News1

◇ 정밀금형 개발센터, 최고 수준의 자동화 구현

정밀금형 개발센터의 금형 생산라인과 프레스 공장은 한 수 위였다. 문을 열고 들어서자 에어컨 생산라인의 기계보다 훨씬 크고 육중한 기계들이 눈에 들어왔다. 공장 안을 둘러봐도 사람을 찾아보기 어려웠다. 현장의 직원은 "축구장 2개 만한 사이즈의 생산라인에서 보통 90명 정도가 근무하고 있다"고 설명했다.

금형은 제품을 대량생산하기 위한 '금속 틀'이다. 제조업체는 금형에 플라스틱이나 금속 등의 재료를 부은 뒤 가공해 각종 가전제품의 겉면이나 부품 등을 생산한다. 광주사업장의 정밀금형 개발센터에서는 삼성전자 가전제품의 주요 금형을 대부분 생산하고 있다. 스마트폰의 금형만 구미 공장에서 생산한다는 설명이다. 

프레스는 철판을 구부리거나 철판에 구멍을 뚫어 특정 형상을 만드는 기계다. 삼성전자는 금형을 제조하는 것이 비효율적인 경우 프레스로 부품을 만든다. 주로 프리미엄 가전제품 처럼 다품종 소량생산의 특성을 지닌 제품의 부품을 프레스로 직접 찍어낸다. 수많은 미세구멍이 뚫려있는 무풍에어컨의 통풍구도 프레스로 만든다.   

금형 생산라인은 설계부터 완성품 사출, 가공까지 거의 모든 과정이 자동화됐다. 금형 설계에서 자체 개발한 소프트웨어를 통해 수작업의 비율을 낮췄다. 55인치 TV 커버를 기준으로 어떤 모델이라도 3일 안에 설계를 마칠 수 있다는 설명이다. 제품을 가공하는 기계는 가공작업을 자동으로 수행할 뿐 아니라 내부 공구의 마모도를 스스로 측정하고 교환한다. 작업에 적합한 환경 유지도 자동으로 이뤄진다. 항온항습 시스템을 통해 작업장의 온도는 섭씨 23도(±2도)로, 습도는 50%(±10%포인트)로 유지된다.

이곳에서 사람이 하는 일은 시스템의 관리나 기계의 오류 해결 정도다. 삼성전자는 2019년까지 금형 생산 현장에서 아예 인력을 없애는 것을 목표로 잡고 있다. 

프레스 라인도 사람이 필요 없기는 마찬가지다. 웬만한 방 크기만한 기계 하나에 원재료를 넣는 쪽에 한명, 완성품이 나오는 쪽에 한명이 배치된 정도다. 현장의 한 관계자는 "인간은 실수를 하지만 기계는 실수가 없다"고 말했다.

/이헌일 기자(honey@news1.kr)