기름 묻은 것까지 AI가 판별… 트랙터 공장의 변신

[익산=이데일리 안소현 기자] 전북 익산에 있는 농기계 전문기업 TYM의 생산 공장. 최근 이 곳을 찾은 기자가 생산 라인이 내려다보이는 위층 관제 공간에 올라서자 중앙에 설치된 화면에 공장 내부 모습이 한눈에 펼쳐졌다. 근로자들이 어느 공정에서 작업하고 있는지는 물론 생산 중인 트랙터가 어디에 위치해 있는지까지 실시간으로 확인할 수 있었다. 현장을 일일이 돌아다니지 않아도 위층에서 생산 상황을 모니터링하고 공정을 제어할 수 있는 것이다. TYM은 익산공장을 이처럼 AI·로봇·디지털트윈을 결합한 ‘지능형 생산기지’로 바꾸는 작업에 속도를 내고 있다.

전북 익산 소재 TYM 공장에서 공장 관계자(왼쪽)가 기자에게 디지털 트윈으로 공장 내부를 설명하고 있다. (사진=TYM)

TYM은 지난해 9월부터 2027년 12월까지 40개월 일정으로 ‘농기계 다품종 유연생산을 위한 AI 자율제조 기술 개발’을 진행하고 있다. 조립·이송·검사 등 각각의 공정을 자동화할 뿐 아니라 이들을 하나의 AI 자율제조 플랫폼으로 연결했다. 현재 익산공장은 트랙터만을 생산하는 TYM의 핵심 생산기지로 연간 생산규모는 약 2만6000대다.

통상 농기계 공장의 자동화는 자동차 공장보다 까다롭다. 여러 모델과 옵션을 상대적으로 적은 물량으로 생산하는 다품종 소량생산 구조라 하나의 규격을 대량 생산하는 방식의 자동화 설비를 그대로 적용하기 어렵다. 이 때문에 TYM은 실시간으로 생산 데이터를 분석해 어떤 모델이 들어왔는지 파악하고 이에 맞춰 로봇과 설비가 작업을 바꾸는 유연생산 체계를 구축하고 있다. TYM이 자율제조 전환을 통해 해결하려는 과제는 생산성 향상과 노동력 부족, 탄소배출 감축, 품질 향상, 유연생산체계 구축, 산업안전 등 6가지다.

대표적인 사례가 AI 무인검사다. 기존에는 작업자가 완성된 트랙터를 육안으로 살펴 오일이 새는지를 판별했다. 이 방식은 작업자의 숙련도에 따라 판단이 달라지거나 검사 부위를 놓칠 가능성이 있었다. 하지만 새롭게 바뀐 TYM의 익산 공장에서는 가시광선과 자외선으로 데이터를 수집하고 객체검출 모델인 ‘YOLOv11’을 적용해 누유 여부를 판별하도록 했다.

전북 익산 TYM 공장 내부에 있는 AI 무인 검사기. (사진=안소현 기자)

특히 생산과정에서 오일이 표면에 묻기만 한 ‘가짜 누유’와 실제 설비 내부에서 발생한 누유를 AI가 구분할 수 있도록 학습시키고 있다. 사람이 일일이 살펴보던 검사를 데이터에 기반해 판단하는 구조로 바꾸는 것이다. TYM 익산 공장에서는 AI가 ‘가짜 누유’를 판별해 모니터에 보여주고 있었다. 공장 관계자는 “최종적으로는 조립·이송·검사 단위공정의 정확도를 94% 이상으로 끌어올리는 게 목표”라고 말했다.

조립라인에도 로봇이 투입된다. 로봇이 트랙터 모델에 맞는 볼트·너트·와셔를 구분하고 부품을 정렬한 뒤 위치 보정부터 삽입·체결까지 수행한다. 볼트를 얼마나 강하게 조였는지를 나타내는 토크와 각도 데이터도 실시간으로 수집해 AI가 체결 불량 여부를 판단한다. 현재 볼트 체결 불량 판별 정확도는 93.3% 수준이다.

자동화는 생산성 뿐 아니라 인력난과 안전 문제에 대응하기 위한 수단이기도 하다. 제조현장에서 숙련 생산인력을 확보하기 어려워지는 가운데 반복적이고 고난도인 작업을 로봇에 맡겨 작업자의 개입을 줄이는 방식이다. 익산 공장에서는 약 20㎏에 달하는 엔진 플라이휠을 사람이 직접 옮겨 장착하던 공정도 로봇이 운반과 위치 정렬을 수행하도록 전환하고 있다. 고중량 부품 낙하와 충돌, 고토크 공구 사용에 따른 부상 위험을 낮추기 위해서다.

자율이동로봇(AMR)이 TYM 익산 공장 내부에서 움직이고 있다. (사진=TYM)

공장 안에서 부품을 옮기는 물류도 지능화한다. TYM은 향후 자율이동로봇(AMR)을 활용해 정해진 경로만 따라가는 것을 뛰어 넘어 주변 장애물을 실시간으로 인식하고 스스로 회피하며 목적지까지 이동하도록 할 계획이다. 검사와 조립, 물류이송을 각각 자동화한 뒤 하나의 플랫폼에서 통합 제어하는 것이 최종 단계다.

현실의 공장을 가상공간에 그대로 구현하는 디지털트윈도 활용한다. 실시간 위치추적시스템(RTLS)과 디지털트윈을 연결해 어떤 트랙터와 부품이 공장 어디에 있는지, 재고가 얼마나 남았는지 실시간으로 파악하는 방식이다. 기존에는 작업자가 직접 재고와 위치를 확인해야 해 정확도가 떨어지고 시간이 걸렸지만 향후 생산현황을 가상공간에서 한눈에 확인할 수 있게 된다.

이 같은 생산체계 고도화는 최근 TYM의 성장과 함께 발전하고 있다. TYM은 올해 상반기 매출 5522억원, 영업이익 626억원, 당기순이익 567억원을 기록했다. 전년 동기 대비 각각 13.1%, 59.1%, 148% 증가했다. 회사는 생산현장에서도 자동화와 데이터 활용을 확대해 생산 효율과 품질 경쟁력을 끌어올리는 데 집중한다는 방침이다.

TYM은 앞으로 개별 공정에서 검증한 기술을 하나로 묶는 작업에 들어간다. 2027년까지 AMR·AGV(무인 운반차) 기반 무인 물류이송과 AI 알고리즘 고도화, 조립·이송·검사 공정의 통합 실증을 거쳐 AI 자율제조 통합 플랫폼을 완성한다는 계획이다. 공장 관계자는 “사람이 일일이 판단하고 움직이던 트랙터 공장이 데이터를 읽고 스스로 생산방식을 조정하는 공장으로 바뀌는 것”이라고 설명했다.