국내 유일의 가스터빈 항공엔진 제작기업인 한화에어로스페이스 창원사업장.

스마트팩토리(Smart Factory)를 구축 중인 이 곳 엔진부품 신공장에 들어 서자 무인운반로봇(AGV)이 미리 입력된 생산계획에 따라 자재창고에서 자동으로 꺼내어진 제품들을 분주히 옮기고 있다.

다른 한편에서는 날렵한 ‘로봇팔’이 프로그램 된 작업지시에 따라 절삭공정이 끝난 엔진 부품의 표면을 정밀 가공하고 있다.

잠시 후 각 공정 작업이 완료되자 다시 무인운반로봇이 밀링, 용접, 세정 등 다음 공정이 준비된 작업장으로 자동으로 제품을 이동시킨다.

한화에어로스페이스가 글로벌 엔진 제조사들의 최첨단 엔진에 들어갈 세계 최고 수준의 기술력을 갖추기 위해 스마트팩토리 구축을 목표로 약 1만1,000m² (3,310평) 규모에 약 1,000억원을 투자해 설립한 이곳 엔진부품 신공장은 흡사 로봇전시장을 방불케 할 정도다.

자동조립로봇, 연마로봇, 용접로봇, 물류이송로봇을 비롯한 첨단장비 80여대가 작업자 없이 정해진 공정에 맞춰 계획대로 유연생산시스템(FMS) 에 따라 각 공정을 쉴 새 없이 24시간 가동하고 있다.

항공기의 심장이라 할 수 있는 엔진에 들어가는 부품은 제조업 가운데서도 가장 까다로운 수준의 품질을 요구한다. 이곳에서 제작하는 항공엔진 부품은 첨단 항공엔진의 케이스와 엔진 내부 회전부에 들어가는 초정밀 가공품이다.

감상균 한화에어로스페이스 사업장은 “항공기 엔진 부품 특성상 1400도 이상의 고열을 견뎌야 하는 니켈 ·티타늄과 같은 난삭 소재를 정밀 가공해야 하고, 제품에 따라 머리카락 굵기의 100분의 1인 미크론(1000분의 1mm) 단위 오차까지 관리한다”며 “이를 위해 각 공정에서는 장비마다 최대 1초에 20회 이상의 데이터를 측정하고 수집한다”고 말했다.

이 때문에 실제 작업장 내부는 실내 온도를 21도로 정확하게 유지하고 있다. 온도가 단 1도라도 상승할 경우 금속재료의 미세한 팽창으로 정밀조립이 불가능하기 때문이다.

한화에어로스페이스는 이곳에 2016년 자동화 라인을 신축하고, 美 GE사의 차세대 엔진인 리프(LEAP) 엔진부품을 생산하기 시작했다.

이어 2017년에는 美 P&W(Pratt & Whitney)의 GTF(Geared Turbo Fan) 엔진에 장착되는 일체식 로터 블레이드 (IBR) 3종과 美 GE의 LEAP엔진용 디스크 등을 생산하는 등 첨단 항공엔진의 고부가 핵심부품을 담당하고 있다.

남형욱 한화에어로스페이스 생산부장(상무)은 “현재 모든 현장의 데이터를 수집해 각 공정 상태와 제품의 위치 등을 3D 시스템으로 실시간 모니터링이 가능한 디지털 트윈(Digital Twin)을 갖추고 있다”며, “앞으로 데이터 분석을 통해 품질불량과 우발적 설비 이상을 사전에 예방하는 AI 지능화 단계까지 구축할 계획”이라고 말했다.

디지털 트윈은 생산현장의 상황을 현장에 가지 않고 그대로 3D로 구현해 시스템으로 동일하게 볼 수 있게 한 것으로 설비의 가동상태, 자동이송로봇(AGV)과 재공의 위치가 실제와 동일하게 표시된다.

남형욱 상무는 또 “한화에어로스페이스는 앞으로 첨단 자동화 설비와 지능화된 시스템을 통해 스마트팩토리의 성공모델을 만들어갈 것”이라며, “국내뿐만 아니라 인도, 베트남 등 해외업체에서도 당사를 방문해 스마트팩토리를 배우기 위해 벤치마킹하고 있다”고 설명했다.

한화에어로스페이스는 스마트팩토리 운영 경험을 통해 확보된 제조경쟁력을 기반으로 지난 2015년부터 미 P&W사의 차세대 엔진인 GTF엔진 국제공동개발(RSP) 프로그램에 참여함으로써, 글로벌 항공엔진 제작사의 핵심 파트너로 인정받아 최근 연이은 대규모 수주에 성공했다.

특히 지난 1월 미 P&W 사로부터 약 40년에 걸쳐 약 17억 달러(한화 약 1조 9000억원 상당) 규모의 최첨단 항공기 엔진부품 공급권을 획득하는 등 최근 5년간 GE, P&W, 롤스로이스 등 한화에어로스페이스가 세계 3대 항공엔진 제조사에게서 받은 수주 금액만 21조가 넘는다.

이에 대해 유동완 한화에어로스페이스 항공사업본부장은 “일체식 로터 블레이드(IBR)와 고압터빈 디스크 등 부가가치가 높은 회전체 제품들을 본격적으로 공급할 수 있는 핵심기술을 확보하고 첨단 생산라인을 구축함으로써 가능했던 대규모 수주였다”고 강조했다.

항공업계 관계자에 따르면 “한화에어로스페이스는 국제공동개발사업(RSP) 글로벌 파트너로서 사업수행 능력을 확실히 인정받음으로써, 스마트팩토리 기반의 고부가 수익성 위주 사업영역까지 지속적으로 사업 확대가 기대된다”고 말했다.

한편, 한화에어로스페이스는 지난해 12월 한화그룹 김승연 회장이 직접 준공식에 참석한 가운데 베트남 하노이에 항공엔진 부품 신공장을 본격 가동하고, 글로벌 제조경쟁력을 극대화 해 나간다는 계획이다.

이로써 앞으로 국내의 창원사업장은 고도화된 기술 역량을 기반으로 고부가 제품군 생산과 베트남 공장에 대한 기술지원을 하며, 베트남공장은 가격경쟁력이 요구되는 제품군 생산을 담당하는 등 업계 최고 수준의 제조 및 가격경쟁력을 보유하게 되었다고 밝혔다.

이뿐 아니라 창원사업장 인근 20여개 주요 협력사에도 최소 비용으로 스마트팩토리 관련 기술을 활용할 수 있도록 노하우를 전수하고 있다. 협력사의 경쟁력이 곧 한화에어로스페이스의 경쟁력이라는 믿음에서이다.

또 한국항공우주연구원 주관으로 한국형발사체(누리호)의 액체엔진 체계조립과 터보펌프 및 밸브류 제작 등을 맡고 있다. 특히 지난해 11월 누리호 시험발사에 성공함으로써 대한민국 우주항공 시대를 여는데 기여했다는 임직원의 자부심이 대단하다.

현재 한화에어로스페이스는 3단형 발사체의 7톤과 75톤급 엔진 품질인증모델을 생산 중에 있으며, 오는 2020년까지 실제 비행에 사용되는 엔진을 한국항공우주연구원에 공급할 예정이다.

나아가 장기적으로는 엔진 성능 향상 및 경량화 기술개발과 대형 발사체 엔진 개발 등에도 지속적으로 참여해 대한민국 우주시대 개척에 일익을 담당한다는 계획이다.

신현우 한화에어로스페이스 사장은 “한화에어로스페이스는 지난 40년간 항공 엔진부품 전문 제조회사로서 쌓아온 제조 노하우와 첨단 기술력을 인정받아 진입장벽이 높은 항공기 엔진 제조 시장에서 글로벌 파트너로 확실히 자리매김했다” 며, “앞으로 글로벌 항공엔진 RSP 사업 파트너라는 업계 지위와, 스마트팩토리 등의 차별화된 제조경쟁력을 기반으로 GE, P&W, 롤스로이스 등 세계 3대 엔진 메이커들과 파트너쉽을 더욱 강화하여 엔진부품 사업규모를 지속 확대할 것”이라고 강조했다.

또 올해 1월자로 ㈜한화로부터 인수한 항공기계사업을 통해 기존 항공엔진 사업과의 시너지 창출과 새로운 사업기회를 모색해 항공엔진 사업을 넘어 글로벌 항공분야 선도기업으로 도약하겠다는 포부를 밝혔다.

한편, 항공 여객 수요와 물동량 증가 등 민간 항공기 시장의 지속적인 성장세에 힘입어 글로벌 항공기 엔진 부품시장은 2025년 542억 달러 규모에 이르는 등 연간 6%대 성장세를 유지할 전망이며, 이에 발맞춰 한화그룹은 오는 2022년까지 항공기 부품 및 방위산업 분야의 해외 진출과 글로벌 경쟁력 강화에 4조원을 투자할 것을 밝히며, 항공사업 육성의 적극적인 의지를 드러낸 바 있어 세계시장에서 한화에어로스페이스의 힘찬 고공비행이 본격적으로 시작될 것으로 기대된다.

전석희 기자 다른기사 보기