미래를 향해 진화하는 공장

DX를 통해 다양한 수단으로 물류 자동화 및 가시화

코로나19의 확산으로 사업 환경 및 노동 환경은 큰 영향을 받았다. 가동은 재개되었지만, 코로나 사태를 계기로 다시 부각된 과제들도 많다. 국내 첨단 공장은 자사가 떠안고 있는 과제에 대해 어떻게 도전하고 있을까? DX(디지털 트랜스포메이션)에 의한 가시화를 통해, 무인운반차(AGV) 및 자율반송로봇(AMR)을 구사하는 공장 내 물류의 최적화, 무인화 설비, 현장의 정보 무장 등, 미래를 내다보고 진화하는 다양한 공장의 모습을 취재했다.

Part 1. 총론
코로나19 사태로 과제가 부각, 다양한 수단으로 자동화 및 가시화

2020년초부터 급속도로 확산된 코로나19로 인해, 한때는 가동을 멈춘 국내 공장도 속출했지만, 현재는 대응에 나서고 있다. 자동차 등의 일부 산업을 제외하고, 사람을 줄이고 이동을 줄이는 대응을 취하면서 정상적인 가동을 재개하고 있다.

그러나, 코로나19 사태로 인해 인재 확보 및 사람의 이동이 어려워지면서 공장의 다양한 문제가 다시 한번 부각되고 있다. 예를 들면, 이전보다 적은 인원으로 어떻게 생산성을 유지 또는 향상시킬 수 있는지를 깊이 생각하지 않을 수 없게 되었다. 원격지에 대해서 공장의 정보를 전달·공유할 수 있는 구조 또한 중요해지고 있다.

한편, IT나 기계·로봇 기술의 진보·보급과 더불어 코로나 사태라고 하는 시련을 계기로, 공장이 떠안고 있는 과제에 대한 다양한 해결책이 가시화되기 시작했다. 예를 들자면, 그 중 하나가 반송 작업의 자동화이며, 반송은 제품의 가치를 창출하는 것이 아닌, 사람이 가능한 한 개입하고 싶어하지 않는 대표적인 작업이기도 하다.

보안이나 돌봄 용도에 중점

소매∙물류시설용과 같은 BtoB 로봇을 개발해 온 미국 아마존닷컴이 드디어 가정용 로봇에 참여한다. 아마존닷컴은 21년 9월, 약 4년에 걸쳐 개발한 다목적 용도 ‘Astro’를 발표했다. 스테레오 카메라나 ToF 방식의 거리이미지센서, 초음파센서 등을 탑재한다.

각 방의 지도를 자동으로 작성하고, 주위의 모습을 인식하고, 장해물이나 사람을 피하면서 자율적으로 이동할 수 있다. 음성 대화 기능 ‘알렉사’를 탑재하고 있어 소리로 조작할 수 있다. 우선 미국 초대자에 대해 한정 판매하고, 21년 중에 출하한다. 일반 가격은 1449.99달러지만 조기할인을 적용해 999.99달러에 판매한다.

아마존은 이번 발표에 맞춰서 미국에서 Astro의 데모를 소개했다. 자택을 모방한 공간에서 다양한 상황에서의 이용 사례를 선보였다.
중점을 둔 것은 원격에서 집을 감시하거나 고령의 부모님의 모습을 살피는 등의 보안이나 돌봄 용도다. 아마존은 18년에 스마트도어홈 등을 전개하는 미국 Ring을 인수하면서 홈 시큐리티에 본격적으로 참여했다.

최근 아마존은 매년 가을에 알렉사를 탑재한 스마트 스피커 ‘에코’ 시리즈를 축으로 컨슈머 분야의 신제품이나 새로운 서비스를 발표하고 있다. Ring 인수 후에는 같은 시기에 홈 시큐리티의 신제품도 발표해 왔다. Astro는 그 흐름 안에 있다. 

가시마∙시미즈∙다케나카의 연계 대폭 확대

가시마와 시미즈건설, 다케나카공무점을 간사로 하는 건설회사 16사는 9월 22일, 건설로봇과 IoT(사물인터넷) 분야의 연구 개발을 공동으로 실시하는 ‘건설 RX 컨소시엄’을 같은 날에 설립했다고 발표했다. 대기업 3사의 연계에 중견기업도 가세함으로써 로봇 등의 개발이나 보급을 가속시켜 건설업계 전체의 생산성 향상으로 연결한다. 한편 다이세이건설과 오바야시구미는 참가를 보류했다.

회원 기업은 가시마, 시미즈건설, 다케나카공무점, 하세코 코퍼레이션, 도다건설, 후지타, 구마가이구미, 마에다건설공업, 안도하자마, 니시마쓰건설, 고노이케구미, 도큐건설, 아사누마구미, 오쿠무라구미, 텟켄건설, 제니타카구미 등 총 16개 기업이다.

컨소시엄에서는 건설로봇과 건설기계, 소프트웨어, IoT 등 시공 관련 기술을 대상으로 신규 기술의 연구개발과 기존 기술의 기능 향상, 개량을 공동 실시한다. 기존 로봇 기술의 상호 이용 등에도 착수한다.

비슷한 연구개발을 공동으로 실시함으로써 낭비를 없애고, 로봇 등의 보급을 가속시키는 것이 목적이다. 로봇을 공통화하면 생산 대수를 늘릴 수 있으므로 본체 가격이 떨어지면서 보급하기 쉬워진다. 현장에서 실제로 로봇을 사용하는 전문 공사 회사 입장에서는 조작 방법을 습득해야만 하는 로봇 종류가 감소하는 등 이점이 있다.

사이클 수명 1,400회 달성, 2025년 EV 탑재 목표

미국의 벤처기업 Lyten은 9월 22일, 자사가 개발한 전기자동차용 리튬황(Li-S) 전지 ‘LytCell EV’의 충·방전 사이클 수명이 1,400회 이상인 것을 확인했다고 발표했다. 2025~2026년에 발매되는 EV로의 탑재를 목표로 한다고 한다. 시작 셀의 중량 에너지 밀도 등은 “현시점에서는 비공개”(Lyten)이지만, “이론적으로는 기존의 리튬이온 2차전지의 약 3배에 해당하는 900Wh/kg를 실현할 수 있다”(Lyten)라고 한다. 9월 23~26일 간 미국 디트로이트 근교의 폰티액 시에서 개최된 모터쇼 ‘Motor Bella’에서는 18,650엔의 원통형 셀과 대형 파우치형 셀 등을 출품했다.

리튬황전지는 양극 활물질에 황을, 음극 활물질에 금속 리튬을 이용한 배터리이다. 이론상으로는 중량 에너지 밀도를 900~1,000Wh/kg까지 큰 폭으로 높일 수 있기 때문에, 세계 각국의 연구기관 및 벤처기업들이 너나 할 것 없이 개발을 추진하고 있다. 하지만 지금까지 대부분의 케이스에서 충〮방전 사이클 수명이 50~200회(중량 에너지 밀도는 300~500Wh/kg)로 매우 짧아 EV를 포함한 폭넓은 용도에서의 실용화 전망은 밝지 않았다.

-- 그래핀으로 사이클 성능 향상 --
LytCell EV의 사이클 수명 1,400회(충·방전 레이트는 1C)는 리튬황전지로서는 매우 길어, EV 이외의 많은 용도에서 실용화될 수 있는 수준이라고 할 수 있다. 리튬황전지의 충전 레이트는 20분 이하(3C)로, 기존의 급속 충전에 강한 리튬이온전지와 같은 수준이다. 상정하는 동작 온도는 섭씨 -30~60도라고 한다.

나가노현 이나시, 복지사업의 일환으로 드론 배송 사업 운용

"그렇게 해서 수익이 나오나요?" 나가노현 이나시에서 열린 드론 배송 관련 기자설명회에서 기자가 무심코 던진 질문이다. 이나시와 젠린 등은 21년 11월 16일, 10km 이상 떨어진 중산간 지역에 일용품을 배달하는 드론 배송 서비스를 시작했다.

이나시는 저출산 고령화가 진행되면서 일용품 구입에 어려움을 겪는 고령자가 많다는 과제를 안고 있다. 드론 배송 서비스는 이러한 과제를 해소하기 위해 만든 서비스다. 젠린이 개발해 온 드론용 3D 지도를 처음으로 상용화한 사례라고 한다.

“주민들의 이용을 촉진하기 위해 서브스크립션 형태로 서비스를 제공하고 싶다. 아무리 많이 써도 운송비는 한 달에 1,000엔이다”. 기자는 이나시 담당자의 이 발언을 듣고, 수익이 나오는지 질문을 던진 것이다. 이것이 실증실험의 일환이라면 기자도 납득할 수 있었다.

월 1,000엔으로 무제한 이용할 수 있다는 것은 주민들에게는 좋은 소식이다. 그러나 이 금액으로 과연 사업이 성립될 수 있을까? 이번 드론 배송 서비스는 드론만으로 이루어지는 것이 아니다. 많은 인력이 관여하고 있다. 그렇기 때문에 무심코 질문이 나왔던 것이다.

모두 함께 만드는 6G

이번 호의 특별 소특집 ‘뉴노멀 시대에 요구되는 디지털 트랜스포메이션(DX)’에서도 언급되었듯이, 코로나19 감염 확대 및 환경 변화에 대응해 우리들의 생활양식은 달라지고 있다. 보급이 추진되고 있는 5G도 이러한 요구에 대응하는 진화가 지속적으로 검토되고 있다. 이동통신 시스템은 대략 10년 주기로 진화가 반복되고 있기 때문에 현재는 5G의 다음 세대인 6G 실현을 위한 연구개발이 전세계적으로 가속화되고 있다.

이 6G가 앞에서 말한 DX 및 CPS(Cyber Physical System)를 제공하는 시스템이 되어 우리들의 삶을 크게 변화시킬 것이다. 지금까지의 세대별 이동통신은 무선 시스템의 명칭이었지만, 6G는 오히려 차세대 사회 기반을 가리키는 명칭으로, 그 기반을 뒷받침하는 것이 차세대 무선통신 시스템이라고 평가할 수 있다. 이것은 무선통신이 우리 생활에 더욱 더 가까워진다는 것을 의미하며, 더욱 높아지는 중요성을 말해주는 증거라고 할 수 있다.

그렇다면 6G는 어떤 모습일까? 무선의 성능은 어떻게 달라질까? 이러한 궁금증에 대해 6G에 관련된 대학·오퍼레이터·벤더·행정기관의 1인자들로부터 현시점에서의 대답을 취합한 것이 이번 소특집이다. 한정된 페이지 수임에도 모두들 성의를 다해 해설을 해주었다. 우선, 1장에서는 오쓰키(大槻) 씨가 5G의 고속화와 6G의 방향성에 대한 대략적인 설명과 기술적 이슈에 대해 설명해주었다.

몸을 데이터로 분석

AI(인공지능)을 활용한 데이터 분석으로 상해나 질병을 방지하는 연구가 진행되고 있다. 배경에는 센싱기술의 발전, 생체정보와 행동습관 등을 분석하여 리얼타임으로 처리하는 기술의 발전이 있다. 상해나 질병으로부터 해방됨에 따라, 건강수명의 연장에 크게 공헌하게 된다.

(당 센터에서는 Nikkei Business의 Online판을 구독하고 있습니다. 센터에 오시면 원본과 함께 인터넷 자동한글번역기능으로 기사를 자유롭게 열람하실 수 있습니다)