산업부-삼성전자 협력을 통해 로봇 중소기업의 차세대 보급형 제조로봇 개발 지원
[담당부서 기계로봇과 등록일 2015-10-19 ]
산업부-삼성전자 협력을 통해
로봇 중소기업의 차세대 보급형 제조로봇 개발 지원
- 산업부, 향후 3년간 핵심부품 및 로봇시스템 개발에 167.5억원 투자 -
- 삼성전자, 최적사양 제시, 구상 설계, 제품 검증 등 개발‧상용화 협력 -
□ 산업통상자원부(장관: 윤상직)는 “제조업 혁신 3.0전략”의 일환으로 국내 로봇‧부품 중소기업의 차세대 보급형 제조로봇 개발 지원을 삼성전자와의 협력을 통해 추진함
ㅇ 이를 위해 산업부는 금년말부터 3년간 총 167.5억원을 투자하여 소형‧정밀 제조공정에서 활용될 수 있는 로봇 핵심부품과 로봇시스템의 저가화‧국산화 기술개발을 지원하고,
*「로봇산업융합핵심기술개발사업」으로 6개 과제 지원(‘15.9월 공고 → ’15.12월 협약 및 개발착수 → ’18년말 개발 완료 예정)
ㅇ 삼성전자는 로봇 사양제시, 제품검증 등 중소 로봇‧부품기업의 기술 컨설팅 지원과 더불어, 개발제품의 상용화 방향 제시 등을 지원할 계획임
<추진 배경>
□ 제조용 로봇은 자동차, 반도체, 디스플레이 산업을 중심으로 다양한 산업의 용접, 핸들링, 이적재, 조립공정 등에서 널리 활용되고 있으며, 최근 금속, 플라스틱‧화학, 식음료 등으로 적용분야가 확대되는 추세
※ 참고 : 세계 제조용로봇 현황 및 전망(World Robotics 2015, 국제로봇연맹(IFR)) 【붙임 참고】
ㅇ 시장현황(‘14년) : 107억불, 22.9만대 / 비중(대수) - 중국(1위) 25%, 한국(4위) 11%
ㅇ 시장전망(’18년) : 40만대(연평균 18%↑) / 비중(대수) - 중국(1위) 37.5%, 한국(공동3위) 10%
ㅇ 적용분야 : 자동차 43%, 전기전자(반도체‧디스플레이 등) 21%, 금속 9%, 플라스틱‧화학 8%
ㅇ 단, 휴대폰‧가전제품 등의 생산을 위한 소형‧정밀조립공정 분야는 세계적으로 제조로봇의 활용이 미미하고, 대부분을 중국과 동남아 등에서 수작업에 의존하고 있는 상황
* (사례) 세계 최대 전자제품 제조업체인 폭스콘은 중국에만 100만명 이상을 고용중으로, 인건비 상승에 대응하기 위해 스마트폰 조립공정 등에 로봇 활용 추진중
ㅇ 이는 동 분야에 정교하고 복잡‧다양한 작업수행이 가능하고 동시에 수작업 인력을 대체할 수 있는 저렴한 가격의 로봇이 필요하나, 기술적‧가격적 측면에서 이를 만족할만한 보급형 제조로봇이 아직 세계적으로 상용화되지 못했기 때문임
ㅇ 최근 중국과 동남아의 인건비 상승에 따라 향후 동 분야에 대한 로봇 수요와 잠재력은 크나, 높은 가격이 로봇 활용의 장애 요인
※ 참고 : 세계 로봇산업 전망(Boston Consulting Group, 2015.2월)
ㅇ 로봇 도입비용의 지속적 하락과 기술의 발전에 따라 전체 제조공정에서 로봇 활용 비중은 현재 약 10%에서 2025년에는 약 25%로 상승할 것으로 전망
* 예) 용접로봇 가격하락 : (‘05년) 18.2만불 → (’14년) 13.3만불 → (‘25년 전망) 10.3만불
* 매년 평균 5%씩 로봇의 속도, 센서 등 성능이 향상될 것으로 전망
ㅇ 이를 통해 전세계적으로 2025년까지 10~30%의 생산성 향상과 평균인건비 16% 절감이 가능할 것으로 전망되며, 한국은 세계 최고수준인 33%의 인건비 절감 예상
⇒ 로봇 활용은 국내 제조업의 경쟁력 강화에 크게 기여할 것으로 전망
<개발 내용>
□ 금번 개발은 이처럼 세계적으로 미개척 분야인 소형‧정밀조립공정 분야의 제조로봇 상용화를 목표로 감속기, 모터, 제어기, 엔코더 등 핵심 로봇부품의 저가화 기술개발에 중점을 두고 추진됨
ㅇ 감속기, 모터 등 로봇을 구성하는 주요 부품은 로봇제품 가격의 절반 이상을 차지하나, 국산 로봇부품은 품질과 신뢰성 측면에서 경쟁력이 취약하여 고가의 해외부품 수입에 의존하고 있는 상황
※ 참고 : 국내 로봇부품 현황(2014 로봇산업실태조사)
ㅇ 로봇부품은 구동(모터‧감속기 등), 센싱, 제어, 기구(관절‧핸드 등) 등으로 구분되며 소형‧경량‧고출력 등 로봇에 특화된 성능이 요구됨
ㅇ ‘14년 국내 로봇부품 생산 3,409억원, 수출 265억원, 수입 1,978억원으로 수입의존율은 39% 수준이며, 금번 과제를 통해 개발되는 구동‧센싱‧제어부품 관련 수입은 부품 총수입액의 48%에 육박
ㅇ 금번 개발은 소형‧정밀조립공정에 적용되는 로봇에 필요한 ①핵심부품의 국산화‧저가화 개발을 위해, 공정 요구사양을 중심으로 성능을 최적화함으로써 중소기업도 도입 가능한 수준의 가격과 성능의 보급형 로봇을 개발하는 방향으로 추진될 예정
* 현재 동과제와 유사한 기능을 하는 제조용로봇 가격은 2～4만불 수준으로 알려져 있으며, 동 과제는 기존 제품 대비 30% 이상 가격 절감 목표로 개발 추진
<로봇 핵심부품 (참고사진)>
감속기
모터
제어기
엔코더
ㅇ 또한, 로봇의 소형‧정밀조립공정 적용을 위한 ②공정기술‧조립기술‧로봇손(gripper)도 동 과제를 통해 개발되며, 최종적으로 이러한 로봇부품과 작업기술을 통합한 ③보급형 로봇시스템(6축 수직다관절로봇)이 개발될 예정임
※ 참고 : 동 프로젝트를 통해 추진되는 주요 개발기술
‧ 모바일 IT제품 제조공정용 형상 가변형 다관절 매니퓰레이터(manipulator) 및 드라이버 일체형 모션제어기로 구성된 로봇시스템(6축 수직다관절 로봇)
‧ 로봇전용 All-in-One 중공형 엑추에이터(actuator) 시리즈
‧ 가반중량 3～30kgf급 제조로봇용 감속기 시리즈의 경박단소 구조 및 원가절감 기술
‧ 고속 정밀 제어용 무전원 다회전 절대 엔코더(encoder) 및 일체형 모터 드라이브 시스템
‧ 모바일 IT 제품의 소형·정밀 부품조립을 위한 공정기술, 그리퍼(gripper) 및 조립 기술
ㅇ 이번 사업에는 모터, 감속기 생산업체 등을 포함해 10개 내외의 중소 로봇기업이 참여할 것으로 예상됨
<삼성전자 협업 내용>
□ 삼성전자는 기술개발 방향 제시와 성능검증 등을 통해 중소 로봇‧부품기업의 성공적 로봇 개발 및 상용화를 지원함
ㅇ 중소기업들이 개발 착수단계에 가장 어려움을 겪는 부분인 구상설계를 위한 최적사양 제시와 함께, 개발과정에서 공정 테스트를 통한 시제품 검증을 통해 성능 향상을 지원함
ㅇ 또한, 기술개발 결과물에 대한 검증과정을 거쳐 국내외 제조현장 도입을 지원할 계획임
<협력의의 및 기대효과>
□ 금번 사례는 전자 대기업과 로봇부품을 생산하는 중소기업 간의 협력사례로서 의의가 있으며, 동 과제가 성공적으로 추진될 경우 일차적으로 국내외 수요와 연계하여 국내 로봇‧부품기업의 경쟁력을 높이는 계기가 될 것임
ㅇ 그간 중소 로봇‧부품기업들은 수요가 보장되지 않은 상황에서 핵심부품의 국산화에 주력하기 어려웠으나, 이번과 같은 수요 연계 개발을 통해 안정적인 수요 확보와 대량생산을 통한 단가 절감이 가능해질 것으로 예상됨
ㅇ 또한, 동 과제를 통해 부품 가격이 인하될 경우 휴대폰‧가전 분야뿐 아니라 중장기적으로 뿌리산업‧금속‧식음료‧제약 등 제조분야 전반으로 로봇 활용이 확대될 것으로 전망되며, 이러한 선순환 구조를 통해 스마트공장 보급‧확산과 연계한 제조업의 혁신에 기여할 수 있을 것으로 기대됨
【붙임】 제조용로봇 세계시장 현황 및 전망
붙임
제조용로봇 세계시장 현황 및 전망
□ (현황) `14년 세계 제조용로봇 시장은 전년(`13년 95억불) 대비 12.9% 증가한 107억불로, 최근 6년 間 연평균 22% 성장(출처: IFR 2015)
(단위 : 백만불)
ㅇ 중국은 ‘13년부터 세계 최대규모의 시장으로 부상하였으며(’14년 전세계 수요의 약 25%), 우리나라 시장규모는 세계 5위 수준
* 국가별 제조로봇 시장순위(‘14년 기준, 백만불) : ①중국 2,712, ②미국 1,800, ③독일 1,329, ④일본 977, ⑤한국 485 ⇨ 5개국이 세계시장의 68%를 차지
□ (전망) 세계 제조용로봇 시장은 `14년 22.9만대에서 연평균 18%의 고성장을 지속하여 ’18년에는 연간 40만대 규모가 될 것으로 전망(출처: IFR 2015)
ㅇ 韓‧中‧日 동북아 3국이 세계시장 성장을 견인할 것으로 예상되며, 특히 중국은 `18년 세계시장의 37.5%를 차지할 것으로 전망
(단위 : 대)
※ (북미) 미국, 캐나다, 멕시코
<참고 : 자료사진>
공장에서 수작업으로 제품을 조립하는 모습
다양한 산업현장에서 활용중인 제조용로봇