[커버스토리] 산업용 로봇, 인간과 협업하다

중국시장 성장에 주목, 국외진출 전략 마련해야

이 서 윤 기자

‘2014년 한국 산업자동화 시장전망 보고서‘에 따르면 산업자동화 시장 중에서도 핵심 분야 중 하나로 산업용 로봇이 선정된 바 있다. 산업통상자원부가 발표한 산업자동화 전 세계 시장규모 자료를 통해서도 산업용 로봇의 성장세를 확인할 수 있는데, 산업용 로봇은 지난 2000년 1,200억원에서 2015년에는 1조9,124억원으로 20.3% 성장이 예상됐다.

초기 산업용 로봇은 무겁고 작업하기 어려운 로봇이 대부분으로서 이러한 종류의 산업용 로봇은 무거운 짐을 옮기는 역할을 했다. 하지만 최근 산업용 로봇은 IT 기술과의 활발한 융합을 바탕으로 3차원 환경인식이 가능해지는 정도로 기술력이 발전을 거듭하며, 물류의 이송뿐만 아니라 로봇 암(Arm)이 산업자동화 주요공정에 투입되고 있다.

더불어 최근 중국시장의 성장과 더불어 주목받고 있는 아시아 산업용 로봇시장의 가능성과 국내 산업용 로봇시장의 꾸준한 성장세에 따라 2015년이 더욱 기대되는 아이템으로서 인정받고 있다. 특히, 최근 산업용 로봇 업계는 신성장 동력으로서 ‘협업로봇(Collaborative Robot : Co-robot)’의 개발에 열을 올리고 있어 이에 대해서도 유념할 필요가 있다.

Market Trend

지난 2013년 산업용 로봇은 전 세계적으로 17만9,000대가 판매됐다. 이는 2012년 대비 12% 증가한 수치로 사상 최고치인 것으로 밝혀졌다. 산업용 로봇시장은 지난 2011년에 정점을 찍은 이후 다소 위축됐던 모습에서 완전한 회복세를 나타내고 있다. 이와 같은 회복은 미국의 제조업 회귀, 유럽 주요국의 경기회복 등이 매출증가를 이끈 것으로 보인다.

국내 로봇시장은 자동차산업에서 설비투자가 확대됨에 따라 전년대비 2013년 10%의 성장을 기록한 것으로 기록됐다. 2013년 기준 총 판매량은 2만1,000대였으며, 이중 국외기업이 1만대를 국내에 공급한 것으로 분석됐다.

산업용 로봇이 가장 많이 활용되는 분야는 자동차, 전기·전자 등 전방산업으로, 국내 산업용 로봇은 현대중공업, 위아, 두산인프라코어, 한국화낙 등의 대기업이 주로 생산하고 있으며, 서비스 로봇은 중소 및 벤처업체 위주로 참여하는 양극화 현상을 보이고 있다.

대기업의 경우, 일정 이상의 규모로 생산량을 유지하고 있지만 조립 및 검사용 소형 로봇을 생산하는 업체는 규모가 영세해 경쟁력이 취약한 상태이다. 뿐만 아니라 지능형 서비스 로봇 업체의 경우, 본격적인 매출이 이뤄지기까지 기술개발을 위한 막대한 자금을 투자해야 하는 상황이다.

국내 산업용 로봇시장의 성장을 위해서 아직은 개선해야 할 점이 많지만 정부에서도 미래 성장 유망산업으로서 로봇산업을 육성하려는 의지가 강하고 또한, 최근 전 세계 산업용 로봇시장이 점차 유럽에서 일본, 중국 등 아시아 지역으로의 이동이 확연함에 따라 긍정적인 시장확대 가능성이 점쳐지고 있다.

글로벌 산업용 로봇시장에서는 일본 업체들이 압도적으로 높은 시장 점유율을 확보하고 있다. 일부 용접 및 도장 분야를 제외하고 다른 분야는 거의 일본 산업용 로봇 업체들이 전 세계 시장에서 중심적인 역할을 하고 있는 상황으로 최근에는 중국 업체들이 무서운 성장률을 보이고 있다.

최근 중국시장의 무서운 성장세에 따라 일본을 제치고 새로운 생산기지로서 지목되고 있는 가운데 한국 로봇기업들의 국외시장 진출 가능성에도 희망을 걸게 된다.

중국의 산업용 로봇시장은 지난 2010년 이후 시장확장이 빠르게 진행되고 있으며, 지난 2012년을 기준으로 유럽, 일본, 북미에 이어 4위의 시장 점유율을 차지하고 있다. 중국시장의 경우, 수입 의존도가 높다. 특히, 일본과 유럽 브랜드가 전체 시장의 90% 이상을 차지할 만큼 수입 의존도가 높다.

때문에 국내 로봇 업체들 또한 이 시장에 진입해 수익창출을 할 수 있는 기회가 있을 것임은 자명하다. 이미 일본, 유럽 업체들은 물론이고 한국, 대만 등의 업체들도 속속 중국 산업용 로봇시장에 진출하고 있는 실정이다.

Industrial Robot

ISO(International Organization for Standardization)에 의하면 산업용 로봇은 ‘재프로그램이 가능하며 자동 위치조절이 되고 여러 가지 자유도에서 물건, 부품, 도구 등을 취급할 수 있는 다기능 매니퓰레이터로 작용하거나 다양한 임무수행을 위해 여러 가지 프로그램화된 운동이 고안된 장치로서의 기능을 가진다. 그것은 한 손목에 하나 이상의 암(Arm)을 가진 모습을 갖추고 있다’로 정의하고 있다.

산업용 로봇의 시작은 1920년대로 거슬러 올라간다. 이후 산업의 발달에 따라 대다수 작업자의 일이 로봇의 역할로 변환돼 갔다. 1980년대에는 인지기능을 갖춘 3세대 인공지능 로봇의 등장으로 본래 의미의 산업용 로봇이 등장하게 된다. 이를 통해 생산기술의 혁신으로서 산업용 로봇이 거론되기 시작한다.

이후 산업용 로봇은 점진적인 기술전화를 거듭하며, 로봇 팔의 정밀도, 속도, 운반하중, 외부 인터페이스 등의 발달이 함께 진행됨에 따라 최근에는 로봇 팔이 자동화의 한 요소로 인정받으며 생산현장 곳곳에 도입되고 있다. 최근에는 로봇기술의 혁신적 발전에 따라 인간과 협업하는 로봇이 개발되고 있다.

국제로봇협회(IRR) 바론첼리 회장은 유럽 최대 로봇 전시회 ‘오토매티카(Automatica)’에서 “협업형 로봇이 산업용 로봇시장의 새로운 돌파구가 될 것”이라고 강조한 바 있다.

Key Point

최근 로봇시장에서 가장 주목하는 단어는 ‘협업로봇’이다. 협업로봇은 단순히 인간의 업무를 대체하는 수준에서 한 단계 나아가, 로봇과 인간이 함께 작업할 수 있도록 설계됐다. 인간과 로봇이 한 작업공간에서 작업을 하는 만큼 작업자의 안전을 고려해 가볍게 제작되며 통합시각유도시스템 등 다양한 센서를 장착해 제작되고 있다. 뿐만 아니라 협업형 로봇의 안전 규격(ISO TS 15066) 제정 작업도 ISO에서 이뤄지고 있는 상황이다.

그동안 생산된 산업용 로봇의 경우, 안전 펜스를 이용해 작업자와 격리 상태로 가동돼왔다. 그러나 협업로봇은 인간과 로봇이 어떠한 격리도 없이 함께 작업을 진행한다.

대표적으로 유니버설로봇(Universal Robot)에서는 협업로봇을 선보임으로써 작업장에서 안전 보호막 없이도 안전하게 인간과 로봇이 서로의 역할을 보완하고 있다.

최근 FANUC도 작업자가 로봇과 협업해 케이블 조립작업을 진행하는 로봇시스템을 동경대와 함께 개발해 사내 투입을 계획한 바 있다. 이 로봇시스템은 대표적인 협업로봇으로서 이송로봇 위에 6축 로봇 팔을 양팔로 구성했는데, 로봇은 작업자에게 작업순서 및 위치를 LCD와 레이저 포인터로 알려준다. 이 시스템을 적용함으로써 미숙련 작업자의 작업속도를 평소 대비 2배 이상 향상시키는 것으로 분석됐다.

Needs

오늘날의 로봇은 과거의 로봇과 같이 무겁고 어려운 동작을 진행하지는 않는다. 최근 지능화된 산업용 로봇은 더욱 유연하고 가벼우며, 고속을 보장하는 수준에 이르렀다. 더불어 최근 시장은 고성능 로봇의 높은 가격 경쟁력의 요구사항까지 충족시켜야 한다.

과거 로봇 장비만을 요구했던 고객들의 요구사항은 최근에는 하나의 생산시스템 구축에까지 이르면서 전체 공정의 생산성 향상 및 비용절감 등 보다 구체화되고 있다.

로픽의 고현철 차장은 “산업용 로봇의 성능에 대한 고객의 요구는 날마다 늘어나고 있다”며, “당사 또한 긴시간 연구개발에 매진해왔지만 최근 높은 경합우위성을 요구하는 고객들을 중심으로 고속화와 소형화와 관련한 요구가 특히 증가하고 있어 로봇업계는 로봇의 성능향상을 위한 당면과제를 해결해야 하는 상황”이라고 설명했다.

국내 로봇업계가 현재 일본이나 유럽의 기술수준에 도달하지 못하고 있는 이유로 소프트웨어 기술의 답보 상태가 지적되고 있는데, 고차원 기술력인 로봇 소프트웨어 개발을 위해서는 더욱 파격적인 투자가 필요하다. 대기업은 차치하고라도 중소기업의 경우, 실질적인 매출이 이뤄지기 전까지 파격적인 투자를 할 여력이 충분하지 않다. 때문에 업계는 정부의 구체적인 금융지원을 요청하고 있는 것이 현실이다.

물론 정부측에서도 산업용 로봇산업을 국가의 미래 성장동력으로 인식하고 보다 적극적인 지원을 추진하고 있기는 하지만 업계는 보다 구체적인 대책이 나오기를 기대하고 있다.

Advance

최근 로봇산업의 기술력은 다품종 소량생산으로 변화되며 인간과의 협업이 가능한 수준까지 유연성을 확보하며 괄목할 만큼의 성과를 내고 있다. 하지만 지능적인 측면에서는 소프트웨어의 미숙함을 이유로 오랜 시간 답보 상태를 유지하고 있는 상태이다.

뿐만 아니라 국내 산업용 로봇업계는 핵심부품인 서보모터, 감속기 등의 수입의존도가 높고 가격경쟁력 측면, 정밀 가공기술 등에서 아직은 선진국과 경쟁에서 열위에 있는 것이 현실이다. 산업용 로봇이라는 산업 자체가 중소기업의 특성에 적합한 특성을 갖고 있지만, 국내 현실상 관련 중소기업들이 현실적인 투자능력 부족으로 역량을 제대로 발휘하고 못하고 있는 것 또한 문제가 되고 있다.

구조적인 문제에 직면하고 있는 산업용 로봇시장이 더 넓은 글로벌시장으로 진출하기 위해서는 아직 가야 할 길이 멀다.

2015년은 아세안 자유무역협정이 시행되는 해이다. 이제 기업들이 운영비 절감을 위한 개도국으로의 사업장 이전이 대안이 될 수 없게 될 것이다. 때문에 산업용 로봇업계의 역할은 더욱 중요해질 것으로 기대된다.

이미 중국도 전 산업의 생산라인을 점차 자동화 라인으로 변경해가고 있으며, 이 과정에서 로봇이 큰 자리를 차지할 수 있을 것임은 자명하다. 더불어 협업로봇까지 생산되며 인간의 한계와 로봇의 한계를 서로 보완한 완벽한 시스템이 생산공정에 적용되기에 이르렀으니 그 가치는 더욱 빛을 발하게 될 것이다.

MINI INTERVIEW 한국로봇산업협회 조 영 훈 이사

“산업용 로봇 기술의 다양한 애플리케이션 확보 중요”

산업용 로봇 분야 시장동향 및 기술 개발 현황은?

2014년 12월 발표한 ‘CEO스코어 데이터’에 따르면 국내 경기부진이 장기화 조짐을 보이는 가운데 대기업의 설비투자가 전년대비 10% 감소됐다고 한다. 하지만 산업용 로봇산업은 정부의 ‘2013년 로봇 미래전략’ 발표에 이은 ‘2014년 제2차 지능형로봇 기본계획’ 발표를 통해 2013년 로봇생산 산업용 로봇 상위기업의 성적표는 현상유지 또는 약간 성장세를 보인 것으로 나타났다. 참고로 2013년 국내 산업용 로봇 생산액은 1조6,958억원이었다.

이러한 산업용 로봇산업의 성장세는 당분간 계속될 것으로 보인다. 이렇게 낙관하는 근거는 2015년 세계 반도체 설비투자가 늘어날 것으로 전망되기 때문이다. 이미 2014년 10월 삼성전자가 평택에 15조6,000억원 규모의 반도체 설비투자를 발표했고, 대만의 TSMC도 설비투자를 기존 10조원에서 30% 늘린다는 계획이다.

산업용 로봇 업계의 2015년 이슈 및 키워드는?

2015년은 아무래도 2014년 산업용 로봇시장의 새로운 강자로 부상한 중국이 발표한 ‘자국산업용 로봇기업 육성계획’에 따라 5개 내외의 선도기업을 집중육성하고 30여개 로봇전용단지를 육성발전하는 것에 대해 관망할 필요가 있다. 또한 일본 아베노믹스전략으로 구사하고 있는 엔저정책에 어떻게 대응하면서 국내 산업용 로봇산업의 경쟁력을 확보하느냐도 관건이 될 것으로 보인다.

하지만 2014년 우리 정부는 ‘제2차 지능형로봇 기본계획’을 발표하면서 산업용 로봇에 대해 타국대비 경쟁우위 유지를 통해 시장선점이 가능하다고 보고 보급확산을 위한 정책지원 집중분야로 선정한 바 있다.

또한, 2014년 기획재정부의 예비타당성 조사를 통과한 경남로봇산업진흥재단이 추진 중인 ‘로봇비즈니스밸트조성사업’도 특수제조환경에서 적용가능한 차세대 산업용 로봇 기술개발 지원 및 토털솔루션 형태의 산업용 로봇 과제 운영을 통해 로봇산업 생태계 조성 및 사업화 촉진이 가능해졌다. 향후 5년 내 시장창출이 가능한 로봇보급사업의 유망로봇 분야별 보급전략에 중소제조용로봇이 포함돼 뿌리산업 외 섬유·의류·신발, 고무·플라스틱, 자동차 부품 등의 중소제조업체 취약공정 개선에 기여할 것이 예상된다. 이를 통해 산업용 로봇의 보다 굳건한 기반구축의 가능해질 것으로 보인다.

2015년 산업용 로봇 분야 기술개발 트렌드 예측은?

최근 산업용 로봇시장의 트렌트는 경량화 및 초정밀로 요약할 수 있다. 2014년 3월 개최된 이노로보전시회에서는 소형 산업용 로봇에 대한 수요가 눈에 띄었으며, 이를 통해 경량화 트렌트를 확인할 수 있었다.

또한, 2014년에 경쟁적으로 추진한 20나노레벨 낸시플래시메모리 반도체 미세회로 공정전환 설비투자로 초정밀작업이 가능해짐에 따라 약품, 화장품, 식품 등의 제조공정에 활용될 것으로 보인다.

현재 산업용 로봇시장의 성장을 위한 방안은?

한국로봇산업의 기반기술은 산업용 로봇이다. 로봇정책을 크게 산업용 로봇과 서비스 로봇의 2개축으로 구분하고 있는데, 특정분야에 치우치지 않는 지원 노력이 필요하며 산업용 로봇과 서비스 로봇간의 경계를 허물어 다양한 애플리케이션을 만들어내는 것이 중요하다고 본다.

또한, 현재 제조업체의 회귀 현상과 인력난으로 인해 산업용 로봇의 수요가 꾸준히 증가하고 있다. 이에 수요가 많은 분야를 중심으로 산업현장에 투입 가능한 로봇 및 시스템에 대한 R&D와 시설 투자 지원 등이 필요하다.

뿐만 아니라 일본 및 유럽의 최신 로봇기술을 분석하고 이를 추월할 수 있는 R&D 개발도 필요하다. 이를 위해 로봇관련 산업계, 연구계, 학계 전문가그룹에서 산업용 로봇의 개발 로드맵을 새로이 수립하고 실제로 사용이 필요한 제품 개발 방향으로 기획할 필요가 있다.

FA Journal 이 서 윤 기자 (fa@infothe.com)