전기차 만들때 수작업 필수인데…로봇화 성공한 이 기업[테크토크]

자동차 공급망 유일 수작업 노동, 와이어링
최초로 와이어링 하니스 자동화 로봇 만든 Q5D
로봇으로 대체하면 인건비·물류비 ↓
중간재 관세도 피할 수 있어

항공기, 전기차는 전선으로 신호와 전류를 전달합니다. 내부에 탑재된 전선은 수작업으로만 배열할 수 있는데요. 이를 '와이어링 하니스(Wiring harness)'라고 합니다. 자동차의 전자 제어 시스템을 구성하는 신경 역할을 하는 장치를 말하죠.

세심한 수작업이 필수적인데다 오류가 발생하기 쉬워 아직 기계의 손이 미치지 못한 영역입니다. 영국 로봇 스타트업 'Q5D테크널러지'가 이를 해 낼 수 있는 로봇을 만들어 와이어링 하니스의 자동화 기대감을 높이고 있습니다. 글로벌 항공·자동차 업계가 Q5D에 주목하고 있는 배경입니다.

노동자 수작업 의존…와이어링 안 되면 자동차 공장도 멈춰

현대차그룹 전기차의 와이어링 하니스. 현대차그룹 블로그

코로나19 팬데믹이 한창이던 2020년 2월, 현대자동차 생산라인이 멈춘 적이 있습니다. 중국에서 와이어링 하니스 작업을 하던 공장이 가동을 중단했기 때문입니다.

와이어링 하니스는 센서, 제어체계, 전동 모터 등에 연결할 전선들을 꼬아 굵은 뭉치로 엮어내는 작업입니다. 완성된 와이어들은 전기차나 항공기 내부에 배열해 각 전자 부품과 연결합니다. 얇은 전선들을 꼬아 한 다발로 엮어내고, 또 지정된 위치에 정확히 배치할 수 있는 세심한 손기술을 가진 로봇 팔은 아직 존재하지 않습니다. 이로 인해 인건비가 상대적으로 저렴한 중국, 동남아시아 국가들이 공급망을 장악하고 있습니다.

로봇이 직접 전선 깔고 접착, 절삭까지

지정된 패턴을 따라 전선을 배열하는 Q5D 로봇 헤드. Q5D 제공

2018년 창업한 Q5D는 팬데믹 당시 글로벌 전기차, 항공 기업들의 주목을 받았습니다. 세계 최대 방위산업체인 록히드마틴이 직접 시드 펀딩(초기 투자)에 참여했으며, 이후로 수많은 기업과 최소 1억달러(약 1400억원)의 파이프라인을 구축했습니다. 이 회사가 발명한 '와이어링 하니스 로봇'은 현시점 세계 최초의 와이어링 자동화 설비입니다.

Q5D의 로봇은 마치 프린터를 닮았습니다. 커다란 직사각형 프레임 안에 상하좌우로 움직일 수 있는 '로봇 헤드'가 있습니다. 헤드 끝부분에선 구리 선이 사출돼 지정된 위치에 와이어를 배열합니다. 접착, 피복 절삭 작업도 스스로 수행합니다.

Q5D의 제품 개발 수장인 피터 토드 매니저는 아시아경제와의 인터뷰에서 "우리는 와이어링 작업의 100% 자동화에 집중한 유일한 기업"이라며 "Q5D의 절단 및 마무리 작업은 프로그램으로 자동화됐으며, 덕분에 완성품 와이어 모듈은 (인간이 작업한 제품보다) 더 가볍고 재료 사용량도 적다"고 설명했습니다. 또 "무엇보다도 가장 큰 장점은 인건비 감소"라고 강조했습니다.

전기차 생산 단가 줄인다

전기차 배터리팩 와이어링 하니스 시연. Q5D 제공

와이어링 하니스 자동화는 자동차 산업에 지각 변동을 가져올 수 있습니다. 토드 매니저는 "우리의 자체 계산 결과, 와이어링 작업 자동화를 통해 전기차 한 대의 생산 단가는 200달러(약 28만원) 감소할 것"이라며 "절감 효과 대부분은 인건비에서 오지만, 자재비나 물류비 절감 효과도 상당하다"고 했습니다.

현재 대부분의 완성차 기업은 해외에서 조립한 와이어링 하네스 부품을 수입합니다. 하지만 Q5D 로봇이 생산 라인 바로 옆에서 와이어링 작업을 끝내면, 추가 운임이나 물류비용이 들지 않습니다. 무엇보다도 갑작스러운 공급망 불안으로 생산이 중단될 위험을 덜 수 있습니다.특히 관세 고민에서 해방될 수 있다는 것도 큰 이점입니다. 국경을 이동하는 부품에 대한 중간재 관세를 지불할 필요가 없기 때문이지요.

자동차 크기의 대형 로봇으로 배선 통째로

승용차 1대 규모 배선 작업을 통째로 수행할 수 있는 SQ25W 프로토타입. Q5D 제공

와이어링 하니스 자동화는 전기차에 집중하고 있는 한국 차 산업에도 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 토드 매니저는 "한국 자동차는 Q5D에 흥미진진한 곳"이라며 "예컨대 현대차의 최신 차량은 주행 보조 장치, 인포테인먼트, 안전장치를 탑재하고 있는데 이 때문에 이전보다 훨씬 많은 배선을 사용한다"고 설명했습니다.

이어 "와이어링 하니스를 작업하는 숙련공은 교육하기 어렵고 유지비용도 많이 든다"며 "로봇은 더 낮은 비용으로 더 높은 품질을 제공하고, 훨씬 뛰어난 설계 유연성을 입증할 수 있다"고 강조했습니다.

현재 Q5D는 대형 와이어링 로봇인 'SQ25W'를 준비 중입니다. 크기는 가로 2.5m, 세로 1.5m, 높이 0.15m로 일반적인 승용차의 실내 사이즈와 비슷하며, 자동차 한 대의 배선 작업을 원스톱으로 수행할 수 있는 기능을 갖추고 있습니다.

임주형 기자 skepped@asiae.co.kr