2.2.1. 의의 및 현황
협업로봇 또는 코봇(cobots: collaborative robot)은 인간과의 직접적인 상호 작용을 위해 설계된 로봇이다. 기존의 산업용 로봇은 대당 가격이 수억 원으 로 비싸며 크고 무거워 기존 생산설비에 바로 설치할 수 없었다. 그러나 코봇 은 휴먼스케일의 작은 크기와 충돌 방지 안전기술로 사람이 일하는 작업현장 생산라인에 곧바로 투입이 가능하고, 인공지능이 적용된 경우는 사람에게 작 업 과정을 배울 수도 있다. 코봇은 탑재와 설치, 프로그래밍도 빠르기 때문에 작은 규모의 생산설비를 갖춘 공장에 적합해 인기를 끌고 있다.86) 영국의 투 자회사인 바클레이스 캐피털은 “인공지능 코봇은 다품종 소량 생산 작업에도 투입할 수 있어 전 세계 제조업의 70%를 차지하는 중소기업에서 생산방식을 혁명적으로 바꿀 수 있다”라고 보고하고 있다.
코봇은 근로자를 도와 무거운 물건을 들 수 있고 반복적인 작업을 정확하 게 수행할 수 있다. 코봇은 단순하고 반복적인 매뉴얼 업무를 맡고, 근로자는
비정형적인 업무나 작은 크기의 부품 조립 등 복잡하거나 섬세한 작업을 수행 한다. 또 코봇이 제품을 조립하면 사람은 품질을 검수하는 방식도 가능하다.
그리고 금속 가공이나 플라스틱 사출 기계에서 신체 끼임 사고나 화상 위험이 있는 공정에 사용할 수 있다.
독일 뮌헨공과대의 인체공학연구소장 클라우스 벵글러(Klaus Bengler) 교수 에 의하면 근로자와 코봇 간의 상호작용은 서로의 장단점을 보완하여 작업의 효율성을 높이고, 근로자의 물리적 및 정신적 스트레스를 감소시킬 수 있다고 한다. 미국 MIT 연구 결과에 의하면 자동차 업체 BMW 생산라인에 외팔 코봇 을 도입한 결과 사람이나 로봇이 혼자 작업하는 것보다 생산성이 85% 높아졌 다고 한다. 영국의 다국적 회계컨설팅 그룹인 프라이스워터하우스 쿠퍼스 (PwC)는 로봇이 가져 온 자동화로 15년 안에 미국 내 일자리의 38%가 사라질 것이라고 전망했다.
출처: 조선비즈, ‘인간과 협업하는 로봇…‘코봇’ 세상 열린다’, 2017.03.27.
[그림 6-2] 전 세계 코봇시장 추이
바클레이스 캐피털은 전 세계 코봇시장은 2015년 1억 달러에서 2020년 30 억 달러로 급성장하고, 전 세계 코봇 판매 대수는 2017년 3만 2,000대에서 2025년에는 70만 대로 증가할 것으로 예측하였다. 코봇 평균 판매가는 3만 달 러다. 코봇 가격은 2020년까지 1만8,500달러 선까지 떨어질 것으로 예상된다.
전 세계 로봇 업체들은 앞다투어 코봇시장에 뛰어들고 있다. 코봇 분야의 선진 기업으로는 스위스의 ABB, 독일의 쿠카(KUKA), 일본의 화낙(Fanuc), 덴 마크의 유니버설로봇, 대만의 하이윈이 있고, 국내 기업으로는 한화테크윈의 HCR-5, 로보스타의 아미로가 있다. 이들 기업은 먼저 외팔 코봇을 개발해 항 공기와 자동차 생산라인에 도입하였고, 현재는 생산성이 더 높은 양팔 코봇을 개발하여 도입하는 단계이다.
ABB의 YuMi는 세계 최초의 양팔 코봇으로 유연한 손, 카메라 장착, 쉬운 프로그래밍, 최첨단 정밀모션 제어가 가능해 소형 전자부품 조립공정을 비롯 한 여러 제조공정에서 작업자와의 협업에 유용하다.
화낙의 코봇 CR35i 모델은 약 35kg까지의 제품이나 물건을 들 수 있고 여 러 산업 및 생산 분야에서 효율적 사용이 가능하다. 이 코봇은 팔을 이용해 선반에서 부품 또는 물건을 꺼내 다음 작업 프로세스를 위해 작업자에게 전달 하거나 작업이 끝나면 다시 선반에 정리하는 기능을 갖추고 있다. 다만 정리 작업 또는 섬세한 작업은 작업자가 직접 담당해야 한다.
쿠카의 코봇 LBR iiwa 모델은 인체공학적 작업을 위해 도움을 주는 코봇 이다. 이 로봇의 투입으로 머리 위로 이뤄지는 조립작업 또는 생산과정 중 근 로자가 몸을 구부려 작업해야 하는 것을 대신할 수 있다. 코봇에 부착된 센서 가 주변 환경을 인식해 부딪침을 방지하며, 무거운 부품을 넣는 반복 작업과 같은 ‘비인체공학적 작업’을 대신한다.
유니버설로봇(UR: Universal Robots)은 근로자의 작업 프로세스를 돕기 위 에 제조된 11kg의 가볍고 콤팩트한 로봇 모델을 작업 책상에 설치했다. 특히 다른 코봇과는 달리 3kg까지의 부품을 옮기며 섬세한 작업을 할 수 있는 기능 을 갖추고 있다.
출처: 한화테크윈 홈페이지
[그림 6-3] 한화테크윈의 HCR-5(외팔 코봇)
2.2.2. 사례
자동차 회사가 코봇 도입을 이끌고 있다. 자동차 메이커인 제너럴모터스 (GM), 메르세데스벤츠, BMW, 포드는 자동차 제조공장에 협업 로봇인 ‘코봇 (co-bot)’을 사용하기 시작하였다. 코봇이 산업용 로봇보다 효율적이기 때문이 다. “로봇보고서” 저자인 프랭크 토베는 “코봇 등장으로 산업용 로봇이 감소할 것이다. 모든 자동차는 각각 다르기 때문에 전통적 산업용 로봇은 폐기될 것 이다. 소비자 요청에 따라 대시, 타이어 밸브 캡 등 자동차 세부사항을 하나하 나 설정해 생산하는 것은 산업용 로봇에 적합하지 않기 때문이다”라고 하였다.
<사례 1> 독일 쾰른에 있는 포드자동차 공장에는 생산라인에서 조립작업 을 돕는 로봇이 새로 설치됐다. 이들 로봇은 근로자를 대체하기 위한 것이 아니다. 그들은 포드 근로자 4,000여 명과 함께 일하고 있다. 코봇은 포드
‘피에스타’ 자동차의 휠 아치 작업에서 발생하는 충격을 흡수하는 역할을 맡는다. 충격흡수로 근로자가 원활하게 조립하도록 돕는 것이다. 로봇은 용접과 같은 일상적 작업을 하고, 그 대신에 근로자는 각 자동차를 다양한 소비자 취향에 맞게 변화시키는 일을 맡는다. 브루스 헤틀 포드 부사장은
“코봇이 단순하고 반복적인 작업을 대신함으로써 근로자가 창의성이 필요 한 작업에 집중하도록 돕는다”라고 말했다.87)
<사례 2> 독일 가전제품 제조사인 BSH는 자사의 생산 프로세스를 조사한 결과 근로자가 작업대 위에 놓인 냉장고 문을 접착하는 등 단순 반복작업 과정에서 인체에 과도한 부담을 줘 근골격계 질환 사례가 증가함을 파악 했다. 이에 근로자 작업 부담을 덜기 위해 순환근무를 활성화했지만 근본 적인 해결책은 될 수 없었다. 결국 스페인 공장에 코봇을 투입해 근로자가 허리를 구부리며 하는 단순 반복작업을 대신하도록 개선했다.
<사례 3> 오토바이 트렁크 제조사인 NADSL SHAD는 코봇 투입 전까지 근 로자가 구부정한 자세로 제품당 35개의 나사를 직접 손으로 조이는 작업 을 수행했다. 지금은 2명의 근로자와 협력 로봇 1대가 같이 조립 작업을 하고 있다. 조립에 필요한 각 부품을 홀더에 고정시킨 후 버튼을 눌러 코 봇을 작동시키면 코봇이 35개의 나사를 조인다.
코봇 도입에 따라 업무 중 일부가 바뀌고 있다. 코봇 벡스터를 도입한 프 랙시스의 IT 전문가는 이전에는 데이터 수집과 보고 및 전통적인 IT 업무를 처리하였지만, 벡스터를 도입한 이후에는 현장에 나가 생산을 지원하는 업무 가 반드시 필요해졌다. 또 공장에서 코봇 운영을 감독할 수 있는 시간이 더 필요해졌다. 이에 따라 프랙시스는 IT에 대한 요구 증가에 대응하기 위해 네 트워크엔지니어와 업무지원센터 인력을 포함하여 IT팀을 약 2배로 확충했다.
독일 ABB는 2016년 12월부터 세계 최초로 인간과 협업이 가능한 ABB-코 봇 YuMi에 대한 첫 직업교육을 진행할 예정이다(BMWi, 2016).