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글로벌 로봇시장/ 글로벌 로봇 수요 급증, 로봇 전성시대
     
ㆍ게재년/월 2018/03
글로벌 로봇 수요 급증, 로봇 전성시대
세계 최대시장 중국, 로봇시장 성장 주도
협동로봇·물류로봇 성장 잠재력 높아

 

4차산업시대, 로봇은 가장 주목받는 기술중 하나이다. 인공지능과 반도체 기술 혁신으로 로봇 가격이 낮아지고 있고, 고령화 추세와 저성장 시대로 인해 로봇이 인간의 생산성 부족을 보완할 수 있는 대안으로 떠오르고 있기 때문이다. 최근에는 생산시설 현대화 및 자동화, 라이프 사이클 단축, 품질개선 노력 등으로 인해 전세계 로봇 수요가 급증하면서 글로벌 로봇시장 역시 고성장을 거듭하고 있다.
로봇은 제조용과 서비스용으로 구분된다. 제조업에서는 스마트 팩토리 확산에 따른 유연생산체제에 대응한 공장자동화 로봇과 협동로봇 등이 있으며, 서비스로봇은 무인이송·소셜·의료재활·안전분야 등에서 활용되는 로봇이 상용화되고 있는 추세다.
KOTRA가 발간한 ‘글로벌 로봇산업 시장동향 및 진출방안’ 보고서에 따르면 제조로봇은 최대 시장인 중국의 전기·전자산업 수요가 급증세를 보이면서 2020년까지 연 15% 증가할 것으로 전망되며, 서비스로봇은 2020년까지 25% 성장할 것으로 예상된다.
로봇은 중국, 한국, 일본, 미국, 독일 5개국이 글로벌 판매량의 74%를 점유하고 있다. 세계 최대 시장은 중국으로, 2020년까지 연평균 22% 성장할 것으로 전망되는 등 글로벌 로봇시장을 주도하고 있다. 한국은 2016년 판매량 세계 2위, 로봇 보유량 세계 4위, 로봇 밀도 세계 1위를 기록했다. 자동차, 전기·전자산업 및 자동차 배터리 제조 강국으로 로봇 판매량은 최근 12년간 연평균 18% 증가했다. 특히 최근 하이브리드 차·전기차 배터리 관련 대형 프로젝트, 반도체·디스플레이 생산 증가로 로봇 수요가 증가하면서 2020년까지 시장규모가 5~10% 성장할 것으로 전망된다.
일본은 세계 10대 기업중 7개를 보유하는 등 기술력은 세계 최고이나, 해외로 제조업 기지를 이전하는 기업 수가 증가하면서 시장규모는 2020년까지 5% 정도의 성장에 그칠 전망이다. 미국은 제조업 장려 정책으로 특히 자동차 산업의 로봇산업 수요 급증할 것으로 전망되면서  2020년까지 15% 성장이 기대되고 있다. 독일은 글로벌 4대 기업인 쿠카를 보유하는 등 특히 스마트 팩토리 기술력이 세계에서 가장 앞서고 있으나, 전기자동차 산업을 제외하면 시장성장이 상대적으로 낮아 2020년까지 약 6% 성장이 예상된다.

지멘스 암베르크 공장 DPM 12 ‘생산 불량 제로’ 근접

제조로봇에서 로봇 적용이 가장 활발한 분야는 스마트 팩토리이다. ICT 기술을 기반으로 공장내 설비 및 기계에 설치된 센서를 통해 데이터를 실시간 분석하고 제조 공정을 자동화함으로써 최소의 비용 및 시간으로 제품을 생산한다. 지멘스와 아디다스, 보쉬 등이 스마트 팩토리를 구축했다.
지멘스 암베르크 공장은 전세계 전자부품 시장의 1/3을 조달하며 개별 고객에 대한 맞춤형 제품을 생산한다. 공장 내부에 있는 모든 스위치, 칩, 플라스틱 케이스에 별도의 코드를 보유하고 있다. 따라서 부품이 필요할 경우 지하 창고에서 생산 공장으로 이어진 승강기를 통해 생산 벨트로 전달되고, 로봇이 부품을 인식해 생산공정에 사용한다. 암베르크 공장은 1995년 DPM(Defects per Million: 백만 개당 결함수)이 550 이상이었으나, 현재는 약 12로 급감해 ‘생산 불량 제로’ 목표에 근접하고 있다.
아디다스 안스바흐 스피드팩토리 공장은 소비자가 앱을 통해 직접 디자인한 신발을 소비자 인근지에서 사이버물리 생산시스템(CPPS, Cyber-physical production systems)을 통해 맞춤형 신발을 생산하는 컨셉이다. 2016년 상반기 시범공정을 통해 500 켤레를 생산했으며, 2018년에는 10만 켤레를 생산할 것으로 예상된다. 중장기적으로는 연 50만 켤레를 생산할 예정이다.

협동로봇 블루오션으로 부상

로봇과 인간이 협업하는 협동로봇은 국내외 전문가들 대부분이 관련 핵심기술 선점 및 관련 연구개발 투자의 중요성을 강조할 정도로 성장 잠재력이 높아 블루오션으로 평가받고 있다.
협동로봇은 인간의 작업을 동반하는 소형 로봇으로, 인간의 안전한 작업환경을 보장하면서 생산성을 향상시키는 장점이 있다. 다센서를 바탕으로 한 ‘정지력’ 기능이 있으며, 인간의 움직임에 대한 반응속도 증가 및 고장이나 오작동시 신속한 조치가 가능하다.
쿠카가 개발한 KUKA LBR iiwa는  스마트 제어기술, 하이 퍼포먼스 센서, 최신 소프트웨어 기술을 활용해 수동으로 수행되는 고난도 작업의 자동화를 실현했다. 슈토이블리(Staeubli Robotics)는 기존의 하이 스피드 로봇인 TP80을 능가하는 신 TX2 로봇 세대를 출시했다. 이 로봇은 최대 1.7㎏의 물체 이동이 가능하고 로봇 팔 도달거리가 515㎜이다. 또한 2개의 레이저 스캐너가 안전구역내 안전성 평가후 구역내 사람 진입시 자동으로 로봇작동 속도를 감소하거나 작동을 중단한다.
국내 기업들도 상용모델을 출시하고 있다. 한화테크윈은 복잡한 프로그래밍 없이 사용 가능한 유저인터페이스(UI), 터치식 작업지시화면 및 로봇을 손으로 직접 움직여 작업을 지시하는 직적교시 기능이 포함된 협동로봇 HCR-5 모델을 출시했다.
두산로보틱스는 협동로봇 4개 모델 생산기술을 확보하고 지난해 양산에 돌입했다. 오차범위 0.1㎜의 반복 정밀도와 각 축에 탑재된 고성능 토크센서를 기반으로 사람이 손으로 하는 섬세한 작업도 함께 수행할 수 있다. 모델에 따라 최대 15㎏를 들어 올릴 수 있으며, 작업반경은 최대 1.7m다.
이외에 오토파워는 전류기반 충돌감지 및 대응, 직접교시, 직관적 교시 인터페이스 등의 기능을 가진 5㎏급의 협동로봇을 출시했다.

물류로봇 연 25% 성장 전망

서비스로봇은 물류·의료·홍보로봇 수요 증가로 인해 글로벌 판매량이 2020년까지 연 25% 이상 성장할 것으로 전망된다.
특히 물류로봇의 경우, 이커머스 시장의 성장과 함께 스마트 팩토리 체제의 핵심요소인 창고로봇 글로벌 수요가 증가하면서 2020년까지 25~30%의 높은 성장을 보일 것으로 예상된다. 투자은행 맥쿼리에 따르면, 세계 물류로봇 시장규모는 2017년 10억달러에서 2025년 186억달러로 18배 성장할 것으로 기대되며, 전자상거래 산업 비중이 가장 높지만 자동차/전기전자/기계/화학/식품/제약 등 타 산업은 물론 병원/학교 등에서도 도입이 점차 늘어날 것으로 예상된다.
창고로봇의 대표적인 예는 아마존 로보틱스의 키바로, 아마존은 자사 물류센터 13곳에 키바를 도입해 운영비용을 20% 절감함으로써 물류업계에서의 창고로봇 개발 및 도입 경쟁을 촉발시켰다.
물류로봇 기업은 아마존 로보틱스가 모회사인 아마존에 납품하며서 초기 시장을 선도하고 있는 가운데, 미국, 캐나다, 인도, 중국 스타트업들이 시장 진입을 모색하고 있다.
물류로봇은 1세대 AGV(Automated Guided Vehicle)형에서 자율주행 기능과 자동 적재적하 기능을 갖춘 2세대 제품으로 진화 중이다. 현재 창고에서 선반 운반은 키바 등으로 자동화됐으나 여전히 피킹 업무에는 사람이 투입되고 있는데, 만약 피킹 업무까지 자동화된다면 무인 창고의 실현도 가능하게 될 것으로 전망된다. 

 
산업부 지능형 로봇산업 발전전략 수립
협동로봇 및 유망 서비스로봇 중심 시장 활성화 유도
 
산업부가 로봇산업의 혁신역량 강화를 위해 ‘지능형 로봇산업 발전전략’을 수립하고 선도적 시장 창출, 부품 국산화율 제고, 제도 정비 등을 적극 추진한다.
글로벌 로봇기업은 인공지능이 융합된 첨단 로봇 제품을 앞다투어 출시하고 있으며, 산업현장에서는 인간과 로봇이 같은 공간에서 협업할 수 있는 협동로봇의 기능과 시장성에 대한 관심이 고조되고 있다. 협동로봇의 경우 글로벌 시장규모가 2016년 2억달러에서 2022년 32억 4,000만달러로 전망된다.
이에 미국, 일본 등 제조 강국 역시 국가차원에서 로봇을 제조업 경쟁력 유지를 위한 중요한 생산요소로서 인식하고 로봇에 대한 투자를 확대하고 있다. 미국은 ‘국가 로봇계획’에 따라 협동로봇을 중심으로 2016년 2억 2,500만달러를 투자했으며, 일본은 ‘로봇 신전략’ 추진에 따라 2016년 294억 1,000만엔 예산을 투자했다.
또한 개인 맞춤형 서비스에 대한 욕구 증대와 노령인구의 증가로 물류, 헬스케어, 안전 등 삶의 질을 높이는 서비스 로봇의 수요도 증가할 전망이다. IFR은 2020년 글로벌 서비스로봇 시장을 149억달러로 전망했다.
그러나 국내 로봇산업은 자동차, 전자전기 등 대기업 중심으로 성장해 제조용 로봇 중심의 산업구조가 고착화할 우려가 있다. 이에 따라 산업부는 향후 세계시장을 주도할 것으로 예상되는 협동로봇, 유망 서비스로봇을 중심으로 시장 활성화를 유도하고, 핵심부품 집중 지원, 선제적 제도 정비 등을 통해 로봇산업의 혁신역량 및 수요기반 강화를 위해 로봇산업에 대한 지원을 강화한다는 방침이다.
우선 로봇기업, 부품기업, 서비스기업, 수요처 등 25개 기관이 참여해 업종별 특성에 맞는 협동로봇을 개발하고 스마트공장과 뿌리기업에 보급한다. 올해 일부 공정을 대상으로 50대를 시범적용하고, 효과가 검증된 업종을 중심으로 보급을 확대할 예정이다.
또한 성장 잠재력이 큰 ▲무인이송 ▲스마트홈 ▲의료·재활 ▲재난·안전 ▲농업용 로봇 등 5대 분야별로 개발 수요 및 성장성이 높은 서비스로봇을 선정해 로봇기업, 주요 수요처의 공동 개발을 추진하고, 주요 수요처를 대상으로 한 테스트베드도 제공한다.
핵심부품의 기술력 향상을 통한 경쟁력도 확보한다. 구동, 센싱, 제어 등 3대 로봇부품 육성을 위해 중장기 개발로드맵을 수립하고 우선순위에 따른 R&D 집중 지원은 물론, 로봇부품 신뢰성 실증센터를 설치한다. SW 부문에서는 산학연이 공동으로 로봇 탑재용 AI 플랫폼과 협동로봇 운영 어플리케이션 제작 툴을 개발한다. 스마트 제어기계는 중소제조업 절삭·가공작업에 쓰이는 수치제어(CNC) 제어기계 표준 모델을 개발하고, 스마트공장 및 공공수요와 연계해 실증보급을 추진한다.
신시장 창출을 위해 지능형로봇법 시한을 2018년에서 2028년까지 연장하는 한편, 로봇의 확산을 저해하는 규제는 개선한다. 이외에 현재 청소·교육·교구로봇 등 3개에 불과한 KS인증품목에 물류로봇 등을 추가해 10개로 확대할 예정이다. 

 
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