감(感)에서 데이터로..시흥에서 시작된 플라스틱 DX , 한국자동차연구원·한국플라스틱산업협동조합 플라스틱 업계 ‘DX 기반 구축’ 1단계 성과와 2단계 구상
감(感)에서 데이터로..시흥에서 시작된 플라스틱 DX 한국자동차연구원·한국플라스틱산업협동조합 플라스틱 업계 ‘DX 기반 구축’ 1단계 성과와 2단계 구상 한국자동차연구원(KATECH) 경기분원과 한국플라스틱산업협동조합(KPLIC)이 함께 수행하는 「플라스틱 산업 제조공정 혁신 지원을 위한 DX 기반 구축」 과제 1단계(2023~2025년)를 마치고, 2단계(2026~2027년) 한가운데에선 지금, 이 사업이 무엇을 만들었고, 업계가 무엇을 가져다 쓸 수 있는지 오이도 현장에서 확인했다. 왜 ‘자동화’에서 출발했나 출발점은 현장의 위기감이었다. 외국인 인력 의존도가 높고 구인난이 심한데, 공정 조건은 데이터가 아니라 숙련공의 감으로 조절되는 구조여서 사람이 떠나면 노하우도 함께 끊긴다는 문제의식이었다. 이후 기획이 구체화된 2023년 무렵 디지털 전환이 큰 화두로 떠오르면서, 수기로 관리되던 품질·가동 정보까지 데이터로 모으는 방향으로 범위가 넓어졌다. 과제 제안 당시 수요 조사(2022년 8~9월, 138개사)는 업계의 출발선을 그대로 보여준다. 디지털 전환을 ‘잘 알고 있다’라고 답한 기업은 5%에 불과했고, 72%는 준비·관망 단계였다. 가장 필요한 기술로는 공정관리·생산 자동화가 88%로 압도적이었다. 반면 구축 장비를 체험·활용하겠다는 의사는 55%(74개사)였다. 그 가운데 사업 참여 기업의 상당수가 ‘일단 직접 보고 싶다’라고 답했다는 점이 테스트베드 방식의 근거가 됐다. 한국자동차연구원이 플라스틱 과제의 주관을 맡은 이유도 분명하다. 경기분원이 제조공정 자동화와 로봇 연구를 꾸준히 해 온 곳이기 때문이다. 연구원 관계자는 로봇만 덜컥 들여놓는다고 효과가 나는 것이 아니라, 불량 검사 설비 등과 어우러져 사람 이상의 효과를 내야 기업이 움직인다고 설명했다. 자율이송로봇(AMR)과 매니퓰레이터를 결합한 이동형 검사·조립 연구도 그 연장선에 있다. 역할 분담은 이렇다. 자동차연구원은 테스트베드 장비의 구축·운영과 현장 방문 공정 진단, 3D 시뮬레이션, 투자자본 수익률(ROI) 분석, CAE 기반 제품 개발과 시험평가를 맡는 다. 플라스틱 조합은 온라인 플랫폼 구축·운영, DX 교육 커리큘럼 개발과 재직자·구직자 교육, 세미나와 홍보를 담당한다 현장 스케치: 사출 테스트베드는 이렇게 돈다 이날 취재는 시흥시 한국자동차연구원 경기분원 연구 시험동에 구축된 사출성형 DX 표준 공정 모델에서 이뤄졌다. 구성은 4종이다. 220톤급 전동식 사출성형기(제조 시스템), 게이트 제거 자동화, 검사·적재 자동화, 그리고 이 모두를 묶는 공정관리 시스템이다. 흐름은 단순하지만 촘촘하다. 사출성형기가 돌아가면 사출 온도·압력·속도·냉각 조건은 물론 금형 온도까지 모든 성형 조건이 제품 단위로 DB 서버에 쌓인다. 성형품은 다관절 로봇이 게이트를 컷팅하고 디버링한 뒤 중량을 측정하고, 비전 시스템이 외관 이미지를 검사해 양·불량을 판정한다. 판정 결과는 제품 고유 식별번호(QR)로 각인되는데, 불량품도 예외가 아니다. 나중에 어떤 조건에서 만든 제품이 왜 불량이 됐는지 이력을 거슬러 추적할 수 있다는 뜻이다. 양품은 박스에 적재되고, 적재 구간에서 AMR이 이를 자율 운반하는 데까지가 하나의 테스트베드다. 한편, 사무실에서는 현장을 3D 스캐닝해 그대로 모델링한 디지털트윈이 장비 상태와 생산 현황, 설정값을 실시간으로 보여준다. 사출기는 PC에서 제어할 수 있도록 연동돼 있다. 연구원은이 화면을 ‘DX에서 AX로’ 흐름에 맞춰 사용자 화면(UI)부터 다시 고도화하고 있다고 전했다. 연구원 관계자는 이 테스트베드가 ‘모든 현장에 그대로 옮기라’는 정답지가 아니라고 선을 그었다. 업체마다 원하는 것이 다를 수 있기에, 게이트 제거 로봇만 도입하거나 컨베이어에 중량 검사 장치를 붙여 전수 검사를 하는 식으로 필요한 모듈만 골라 참고하라는 취지다. 도입하고자 하는 업체가 이 플랫폼을 도입할 경우 연구 구축에는 1억 원 이상이 들었더라도 현장 적용은 3천만~5천만 원 수준으로 가능하도록 모델화하는 것이 목표다.장비 구축은 사출성형 4종을 계획대로 마쳤고, 압출성형 1종은 2025년 12월 계약을 끝내 2단계로 넘어갔다. 사출 장비 가동률은 제조 시스템 59.3%, 공정관리 시스템 61.6%, 게이트 제거 시스템이 61.4%였으며, 테스트베드 시연·견학에는 38개 기업(기관)이 다녀갔다. 숫자보다 설득력 있는 것은 사례다. 예를 들어 전기차 배터리 셀 보호 케이스 사출성형 업체 I사의 경우, 인서트 부품 공급 자동화와 변형 방지 냉각 공정을 기술 지도 결과 사출 공정 생산성이 약 33% 향상됐고, 해당 공정에서 약 7.7억 원의 매출이 발생했다. 또 자동차 볼 밸브 하우징 성형업체인 D사는 유리섬유 첨가 사출품의 내부 결함을 CT로 분석해 불량 원인을 개선했고, 불량이 약 93% 줄었다. 매출 기여액은 약 1.5억 원이다. 더불어 살균 탈취기 제작 업체 E사는 3D프린터 시제품 제작 지원으로 초도품 개발 기간을 약 40% 단축하고 현재 인증시험을 진행 중이다 2단계: 압출·중공·진공으로 확장압출성형은 PP·PS 시트를 0.2~ 1.5㎜ 두께, 두께 공차 ±0.02㎜ 수준으로 생산하는 라인이다. 연구원에 따르면, 압출 장비는 입고가 이어지고 있어 이르면 11월 말부터 정비·운영에 들어간다. 원료 투입에서 시트 생산, 자동 권취, 파레타이징까지 자동화하고, 레이저 두께 측정과 이물 비전 검사로 연속 전수 검사를 구현하는 것이 목표다. 금형이 필요 없는 압출은 조건과 품질 데이터의 상관관계를 학습시키기 쉬워 AI 활용 가능성이 더 크다는 평가도 나왔다. 중공성형(블로우)은 내년 초, 진공성형은 2027년으로 계획돼 있다. 장비를 ‘쓰게’ 만드는 법 국가 예산으로 구축한 장비를 왜 안 쓰느냐’라는 지적은 이 사업에도 따라붙는다. 연구원의 답은 ‘문턱을 낮추겠다는 것’이다. 필요한 기업은 비용 부담을 최소화한 채 장비를 이용할 수 있도록 하고, 그 과정에서 쌓이는 가동 데이터와 노하우는 다시 사업의 자산이 된다는 논리다. 시제품 사출이 필요한 업체가 있으면 테스트베드를 활용하도록 연결하는 방안도 열어 두고 있다. 활용 창구는 플라스틱 조합이 운영하는 플라스틱 산업 디지털 전환 온라인 플랫폼 PXP(https://paxp.or.kr) 이다. 사출·압출·진공·중공 DX 표준 공정 모델 소개와 테스트베드 예약, 소프트웨어 예약, 시험평가 신청, ROI 분석 서비스, 기술 지원·컨설팅, 교육 동영상·자료실, 커뮤니티까지 한곳에 모았다. 조합은 매년 교육 커리큘럼을 개발해(2024년 사출, 2025년 압출, 2026년 중공, 2027년 진공 예정) 교육을 시행하고 있고, 교육·세미나 자료는 플랫폼에 올려 둔다. 사출성형 해석 소프트웨어 MAPS-3D도 3 User까지 쓸 수 있게 구축돼 있으며, 교육은 판매사인 브이엠테크에 요청할 수 있다. 홍보도 현장 눈높이로 바꾸는 중이다. 재직자는 평일에 자리를 비우기 어렵다는 현실 때문에 조합은 지역을 찾아다니는 교육을 이어 왔다. 지난해 안산에서, 올해는 처음으로 시흥에서 교육을 열었다. 신규 전용공간이 갖춰지면 대회의실 교육과 장비 투어, 생산 제품 시연을 함께 할 계획이었으나 일정이 다소 늦어져 당분간은 세미나 중심으로 운영한다. 조합은 내년 3월 열리는 코플라스(KOPLAS) 참가도 검토하고 있다. 남은 숙제와 미래 가장 큰 숙제는 데이터다. 이 사업의 최종 목표는 쌓인 성형 조건·품질 데이터로 AI를 학습시켜, 만들고 싶은 제품이 정해지면 성형 조건(레시피)을 추천하는 것이다. 숙련 전문가가 빠진 자리를 데이터가 메우겠다는 구상인데, 현장에서는 한국어가 서툰 외국인 근로자가 압력 조건을 관리하는 모습까지 목격했다고 한다. 하지만 유사 제품의 추천 값을 내려면 다양한 금형과 제품군의 데이터가 필요하다. 현재 연구용 금형이 부족해서, 금형 추가 확보와 조합·업계 보유 금형 대여 등이 과제로 거론된다. 금형 섭외가 늘 가장 어려운 것이 업계의 오랜 사정이기도 하다. 또 하나는 ‘보여주기’라는 시선이다. 테스트베드가 연구소의 깨끗한 실험실에서 돌아간다는 점은 사실이다. 그래서 앞으로 업체가 얼마나 가져다 쓰느냐가 평가의 잣대가 될 수밖에 없다. 정부의 속도가 빠르다 보니 열악한 현장과 이격이 생긴다는 연구원 쪽의 고민도 같은 맥락이다. 그래도 방향은 맞다고 본다. 조합과 연구원이 공통으로 강조한 것은 두 가지다. 먼저 업체가 직접 와서 장비를 써 보는 것, 그리고 DX 수준 진단과 제언이 가능한 기술 지도에 많이 참여하는 것이다. 현장이 바뀌지 않았다는 푸념은 이제 장비를 직접 써 보는 데서 답을 찾을 때가 됐다. 사출 라인이 데이터를 쌓고 있고, 압출·중공·진공이 그 뒤를 이어 나갈 것이다 문의:한국플라스틱산업협동조합 T:02-2068-3239 과천시 과천대로7나길 60, 과천어반허브 B동 107호한국자동차연구원 경기분원 T:031-365-5579 시흥시 오이도로 49 온라인 플랫폼 : https://paxp.or.kr
