7日、蔚山南区にあるHD現代重工業容然工場。サッカー場48面分（約34万㎡）の船舶ブロック工場に入ると、厚板（厚い鉄板）を切断し接合する轟音が耳をつんざいた。四方で溶接の火花が飛んでいたが、トーチを握っていたのは人ではなく人の腕の形をしたロボットだった。作業者は厚い溶接マスクをかぶってしゃがみ込む代わりに、軽装の作業服でタブレットPCを手にロボット4台の間を行き来しながら指揮者の役割を担っていた。わずか3年前までは想像し難い光景だと作業者は口をそろえた。
船舶はレゴのように複数のブロックをつなぎ合わせて作られる。ブロックの内側は構造が狭く複雑で自動化の不毛地とされてきた。いまはブロック内側にも横13cm、縦75cm、重さ14kgの小型ロボットが進入し、人に代わって溶接していた。キム・ボンソク中型船自動化革新部署長は「ブロック内の狭い空間で溶接するには人は体を無理に押し込んで溶接棒の角度と速度を合わせねばならず、作業量を増やすには限界がある」とし「一方ロボットは人が一日中こなせる溶接分量の4倍を消化する」と説明した。
◇ 数回のタッチで寸法呼び出し、溶接までノンストップ
巻尺と石筆の跡が乱れ飛んでいた造船所内のデータもすべてつながっている。この日、4万5000t級石油化学製品運搬船（PC船）の下部ブロック工程で、作業者がタブレットPCの画面を数回タッチすると設計図面情報が表示され、ロボットがレールに乗って指定の溶接区間へ正確に移動した。作業者が逐一寸法を入力しなくても、各長（厚さ）に基づく最適溶接条件に従ってロボットが業務を遂行した。いわゆる「設計-生産一貫化」が実装された。
直ちにロボットはレーザーセンサーで約60秒間、厚板の継ぎ目をスキャンし、開先の位置と幅、深さを把握した後、直角に接した内部の隙間溶接を始めた。直角1m区間の溶接を4分足らずで終えたロボットは、間を置かず隣の区間へ移動して作業を続けた。
HD現代重工業中型船事業部は来月からこのようにロボットアームがレールを走り自動で溶接するシステムを本格的に拡大導入する予定だ。このシステムを活用すれば、作業者1人で最大8台のロボットを同時に運用できる。
ロボットが通り過ぎた跡で最も目を引いたのは成果物だった。人が直接溶接する場合、機材の重さと疲労度のせいで力加減が一定せず、溶接ラインがでこぼこになりやすい。このためグラインダーで表面を滑らかに削る仕上（仕上げ）工程が必ず後に続いていた。
しかしロボットは電流・電圧の変化を感知し、溶接線がわずかにずれても自ら軌跡を補正し、溶接目（ビード）は機械で削ったように滑らかだった。別途の仕上作業が不要で、ロボット導入とともに騒音と粉じんが激しい後工程が事実上縮小された格好だ。
◇ 徒弟式伝授からAI学習へ…熟練工の空白を埋める
ロボットは深刻な人手不足に直面する造船所の現場で現実的な代案として定着している。8年前の造船不況期に大量に離れた韓国人熟練工の席は、いまは外国人が埋めている。HD現代重工業で働く全職員のうち外国人労働者は8400人余りで約19%に達する。
しかしこの人員を完全な戦力と見るのは難しい。現場作業者は「ビザの問題などで外国人労働者の入れ替わりが頻繁で、高度熟練技術の伝授は構造的に難しい状況だ」と述べた。
通常50〜60人で一つのチームを組む工程で、熟練工の比率は2割前後にとどまる。バン・ビョンジュ中型船容然DM部署長は「5〜10年の経験を積んだ腕利きが必要な作業は多いが、人員は高齢化し不足している」とし「そこで高技能の熟練工は難度が高い区画に集中し、比較的標準化された区間はロボットを運用できる低熟練労働者を教育して投入する方式で生産効率を合わせている」と語った。
現場の徒弟式伝授の文化は次第にデータ資産として残り「AIロボット」へ進化している。HD現代重工業は現在蓄積中の作業データをAIに学習させ、今後はロボットが多様な形態のブロックを自ら認識して作業する完全自律溶接の段階へ進む計画だ。
これに向け、今月からRainbow Robotics・JCTの協働ロボットシステム27台が現場に投入された。手首3軸回転技術を適用したRainbow Roboticsのロボットに、溶接自動化専門のSI企業であるJCTがロボットと溶接機が一体のように反応する精密連動技術を加え、荒い造船所環境に最適化した。HD現代重工業はこのロボットを協力会社の現場にも供給し、運用ノウハウを共有する予定だ。
他の造船会社もロボット導入を加速している。ハンファオーシャンは2030年までに3000億ウォンを投じ、自動化率を70%まで引き上げる計画だ。すでに船舶配管溶接ロボットを導入し、作業準備時間を約60%短縮し、密閉区画など危険空間には80台以上のロボットを投入した。サムスン重工業も形鋼・定盤切断と小組立溶接工程にロボットを全面適用し、24時間無人で稼働する造船所の青写真を描いている。