2025.03.27 현대자동차그룹
현대차그룹 제조기술 역량의 집약체, HMGMA를 소개합니다
현대자동차그룹이 글로벌 전기차 산업의 혁신 거점 역할을 할 ‘현대차그룹 메타플랜트 아메리카(HMGMA)’를 완공했습니다. AI 기반으로 모든 생산 과정을 데이터로 관리하는 HMGMA는 ‘소프트웨어 중심의 공장(Software Defined Factory, SDF)’으로 구현됐습니다. 차체를 찍어 만드는 프레스 공장부터 차량을 완성하는 의장 공장까지, HMGMA 전반에 적용된 첨단의 제조기술을 자세히 살펴보겠습니다.
현대자동차그룹 메타플랜트 아메리카(HMGMA)는 현대자동차그룹 싱가포르 글로벌 혁신센터(Hyundai Motor Group Innovation Center Singapore, HMGICS)에서 실증 개발한 최첨단 제조 혁신 플랫폼을 도입했습니다. 그 결과 인공지능(AI), 정보통신(IT), 로보틱스, 데이터 등의 기술을 융합해, 주문부터 생산까지 유기적으로 연결되는 자동화 생산 시스템을 완성했습니다. 세계 최초 적용 기술을 바탕으로 첨단 제조기술 역량을 집약한 HMGMA는 연간 30만 대 차량 생산 능력을 보유하고 있습니다. 향후에는 수소 기술을 활용한 친환경 물류체계 HTWO* 로지스틱스 솔루션을 통해 HMGMA 중심의 수소 모빌리티 생태계를 구축할 예정입니다.
*HTWO: 현대차그룹의 수소 밸류체인 비즈니스 브랜드
HMGMA는 AI와 자율로봇 등을 활용한 새로운 제조 시스템을 도입하고, 공장의 모든 데이터를 실시간으로 디지털화 한 소프트웨어 중심의 공장(Software Defined Factory)으로 완성됐습니다.
효율적인 생산 공정도 HMGMA의 특징입니다. 기존의 컨베이어 벨트 방식 대신 500여 대의 주행 로봇이 부품을 나르고 50여 대의 주차 로봇이 완성차를 이송합니다. 또, 완전 자동화된 물류 시스템을 적용해 차량 생산에 필요한 부품을 효율적으로 관리합니다.
AI 기술은 생산을 최적화하고 품질을 관리하며, 데이터 기반 시스템을 적용한 덕분에 공장 내 에너지를 효율적으로 활용할 수 있습니다. 이 밖에도, 혁신적인 로봇 자동화 기술로 생산성을 높이는 한편, 작업자의 신체 부담을 줄이고 부상을 예방하는 등 인간 중심의 제조 환경을 마련했습니다.
철제 강판으로 차체 패널을 만드는 프레스 공장
프레스 공장은 강판을 자르고 성형해 차량의 몸통이 되는 차체 패널(Panel)을 생산합니다. 고성능 프레스 설비로 자동화된 디지털 프레스 공장을 구현해 고품질의 패널을 효율적으로 생산합니다.
정교하게 강판을 찍어내는 서보 프레스
대형 서보 모터로 구동되는 6,800톤급 서보(Servo) 프레스는 강판을 내려 찍고 잘라내는 과정을 반복하며 차량의 몸통이 되는 패널을 생산합니다. 생산 과정에서 설비의 위치, 속도, 토크 등을 실시간으로 제어해 균일한 품질의 패널을 생산할 수 있습니다.
프레스의 힘을 정확히 받치는 NC쿠션
NC쿠션(Numerical Control Cushion)은 서보 프레스가 강판을 내려 찍는 힘을 아래에서 탄력적으로 받치고 흡수하는 역할을 합니다. 이 과정에서 힘과 위치를 정밀하게 조절해 언제나 균일한 패널 품질을 유지하며 소음을 효과적으로 완화합니다.
패널 생산 속도를 극대화한 고속 패널 이송장치
새롭게 개발한 고속 패널 이송장치는 프레스 공정에서 생산한 대형 패널을 빠르게 이동시켜 세계 최고 수준의 생산 속도를 구현합니다. 프레스 공장의 모든 생산 과정은 디지털 트윈을 통해 사전 시뮬레이션 검증을 거친 후 생산 라인에 적용됩니다.
AI로 관리하는 차체 패널 품질
생산한 모든 차체 패널을 적시에 공급하려면 패널을 종류에 따라 분류하고 재고를 철저히 파악해야 합니다. 패널에 레이저로 마킹된 QR코드와 팔레트별 하부에 설치된 RFID* 덕분에 프레스 공장에서 생산하는 모든 패널은 어떤 바디에 조립됐는지 실시간으로 추적 가능합니다. 또, 딥러닝을 활용한 홀·크랙 자동검사장치는 패널의 품질을 한층 더 높이는데 기여합니다.
*RFID: Radio Frequency Identification
차체 물류와 재고를 실시간으로 관리하는 AGV와 자동창고 시스템
혁신적인 자율주행 운반 로봇(Automated Guided Vehicle, AGV)과 자동창고 시스템 덕분에 프레스 공장의 물류는 상황에 맞춰 유연하게 이동합니다. AGV는 정해진 경로에 따라 움직이며 패널을 적시에 공급하는 역할을 합니다. 자동창고 시스템은 실시간으로 재고 현황을 관리해 물류의 효율을 높이고, 실시간으로 생산 계획을 생성합니다.
첨단 제조기술로 완전 자동화를 달성한 차체 공장
차체 공장은 로봇으로 강판 패널을 용접하고 조립해 우수한 품질의 자동차 차체를 완성하는 곳입니다. HMGMA는 로봇과 비전 기술, AI 기술을 융합한 스마트 조립 시스템을 적용해 완전 자동화를 달성했으며, 검사 과정에 비전 시스템을 활용해 우수한 외관 품질을 확보했습니다.
다양한 차종의 차체를 조립할 수 있는 유연한 생산 라인
차체 조립 과정은 로보틱스와 비전 기술 덕분에 100% 자동으로 진행됩니다. 이 기술을 적용한 다차종 혁신 차체 조립 시스템은 설비를 단순화하고 공용화해 하나의 생산 라인에서 다양한 모델을 생산하는 데 도움을 줍니다.
모든 조립 과정은 로봇과 비전 기술을 융합한 AI 알고리즘을 활용해 완전 자동화를 구현했습니다. AI 알고리즘은 정교하게 차체를 조립하는 데 활용돼 높은 수준의 차량 품질을 구현합니다.
AI 알고리즘과 조립 로봇으로 완성되는 도어 조립 공정
차체와 도어를 조립하는 과정은 더욱 정교하게 발전했습니다. 비전 기술을 적용한 로봇은 바디와 도어를 연결하는 부품인 힌지의 위치를 실시간으로 정확히 파악합니다, 또, AI 알고리즘을 활용해 도어를 최적의 각도로 자율 보정한 후 장착합니다. 덕분에 도어의 간격과 단차를 균일하게 유지할 수 있습니다.
디지털 비전 기술로 관리하는 차체 품질
초정밀 디지털 측정 장비는 완성된 차체를 면밀하게 검사합니다. HMGMA는 이 과정에서 3D 스캔과 초음파 용접 검사를 도입해 차체의 충돌 안전성까지 점검합니다.
접근하기 어려운 곳까지 꼼꼼하게 검사하는 스팟
외관 품질 검사에서는 보스톤 다이내믹스의 4족 보행 로봇 스팟(Spot)이 투입됩니다. 스팟은 메타프로(작업자)가 접근하기 어려운 부위까지 정확하게 검사할 수 있습니다. 또, 검사 결과를 조립 로봇에 피드백해 최상의 차량 외관 품질을 유지합니다.
스마트한 공정으로 아름다운 컬러를 입히는 도장 공장
도장 공장은 완성된 차체에 색을 입혀 차량의 외관을 완성하는 곳입니다. HMGMA는 우수한 도장 품질을 구현하기 위해 도료 공급부터 품질 검사까지 높은 수준의 자동화 시스템을 구현했습니다.
자동화로 완성된 실러 도포 품질
실러 도포는 차체의 접합부나 틈새를 메워 차량의 소음 차단 능력과 수밀 성능을 확보하는 과정입니다. HMGMA는 차량 1대당 120m에 달하는 실러 도포 작업을 자동화했습니다. 덕분에 균일하고 정교하게 실러를 도포할 수 있어 보다 정숙하고 우수한 품질의 차량을 완성합니다.
차체 표면을 깨끗이 다듬는 샌딩 기술
도색 전 도장면을 말끔히 가다듬는 샌딩 공정에도 자동화 시스템이 적용됐습니다. 정교한 샌딩 공정은 도장 표면을 매끈하게 다듬고, 먼지 제거 장비인 스워드 브러쉬로 바디에 남아 있는 미세분진까지 완벽하게 제거합니다.
비전 기술과 딥러닝으로 완성한 도장 품질
HMGMA는 미세한 불량조차 놓치지 않고 검출하기 위해 초고성능 로봇형 검사 비전 시스템을 적용했습니다. 바디 1대당 약 5만 장의 이미지를 확보해 무결의 도장 품질을 확보합니다. 또한 검사 과정에 딥러닝 AI 시스템을 도입해 검사의 신뢰도를 높였습니다. 이 시스템은 실시간으로 품질을 분석하고 피드백해 도장 품질을 지속적으로 개선합니다.
똑똑한 조립 로봇이 차량을 완성하는 의장 공장
의장 공장은 도색까지 완료된 차체에 3만여 개에 달하는 부품을 조립해 완벽한 형태의 차량을 완성하는 곳입니다. HMGMA의 의장 공장은 지능형 생산 체계와 데이터 기반의 조립 공정으로 품질과 생산성을 높였습니다. 특히 유연성에 초점을 맞춘 생산 인프라 덕분에 하나의 조립 라인에서 다양한 차종을 효율적으로 생산할 수 있습니다.
수많은 부품을 영리하게 싣고 나르는 AMR
의장 공장은 효율적인 물류 운영을 위해 161대의 자율이동로봇(Autonomous Mobile Robot, AMR)을 도입했습니다. AMR은 사람의 관여 없이 스스로 주행해 부품을 이송합니다. 또한 현대차그룹이 자체 개발한 AMR 관제 시스템인 H-ACS*가 물류 흐름을 최적화한 덕분에 복잡한 생산 현장에서 AMR은 막힘 없이 주행할 수 있습니다.
*H-ACS(Hyundai AMR Control System)
까다로운 도어 조립 작업을 완수하는 조립 로봇
의장 공장에서는 도어에 필요한 부품을 조립하기 위해 차체에서 도어를 다시 한번 탈거하게 됩니다. HMGMA는 로봇이 직접 도어를 열고 고정된 볼트를 풀어 차량에서 떼어낼 수 있도록 이 과정을 자동화했습니다. 부품을 부착한 이후 도어를 다시 차체에 끼우는 과정 역시 로봇이 수행합니다. 또, 비전 시스템의 도입으로 도어 단차를 최소화하고 AI 시스템이 품질 데이터를 실시간으로 분석해 작업의 완성도를 높이고 있습니다.
차량의 핵심 부품을 완벽하게 결합하는 샤시 메리지 기술
샤시 메리지 공정은 자동차의 핵심 조립 과정이라 할 수 있습니다. HMGMA는 이 공정을 자동화해 차체와 샤시 모듈, 고전압 배터리 등의 핵심 부품을 정확히 정렬하고 동시에 조립합니다. 또, 높은 정밀도와 우수한 조립 품질로 차량의 안정적인 주행 품질을 구현하는데 기여합니다. 이 밖에도 무거운 부품을 조립하는 공정 역시 모두 자동화를 이뤄 작업자의 근골격계 부상을 예방하는데 기여할 전망입니다.
차량 완성까지 놓치지 않는 품질 검사
HMGMA는 50여 대의 주차로봇을 운영하고 있습니다. 이 로봇은 완성된 차량을 무인 품질 검사 등의 공정으로 안전하게 운반합니다. 무인 품질 검사는 완전히 무인화된 검사 시스템으로 차량의 품질을 면밀히 검사합니다. 검사장에 투입된 협동 로봇 33대가 얼라인먼트, 헤드램프 에이밍, 레이더 조정 등 다양한 분야의 품질을 완성합니다.
현대차그룹 주요 계열사의 생산 거점으로 이뤄진 제조 현장
HMGMA는 첨단의 제조기술로 차량을 완성하는 생산 공장 뿐만 아니라, 차량의 핵심 부품을 생산하고 공급하는 현대차그룹 주요 계열사의 생산 거점이 모여 하나의 큰 제조 현장을 이루고 있습니다. 각 그룹사의 첨예한 기술 역량과 HMGMA와 연계된 효율적인 생산 구조는 이상적인 제조 생태계를 구현하고 있습니다.
현대모비스
현대모비스는 전기차 핵심 부품인 배터리 시스템과 배터리 4대 모듈을 생산합니다. 모듈 공장과 배터리시스템 공장은 완성차와 터널 컨베이어 방식으로 연결돼 안정적이고 효율적으로 물류를 공급합니다. HMGMA 인근에 위치한 PE 시스템* 공장은 전기차의 핵심인 구동 시스템을 HMGMA뿐만 아니라 현대차 앨라배마 공장, 기아 조지아 공장 등에 안정적으로 공급해 북미 전기차 시장 성장과 상품 경쟁력 강화에 기여할 전망입니다.
*PE 시스템: 모터, 인버터, 감속기 등으로 구성된 전기차의 구동 장치
현대트랜시스
현대트랜시스는 전기차에 최적화된 시트를 설계하고 개발·생산합니다. 오토 도킹 시스템(Auto Docking System), 이형제 도포 로봇(Release agent Spraying robots) 등 최신 자동화 설비 등으로 효율적인 생산 체계를 갖췄습니다. 뿐만 아니라, 시트용 경량화 소재를 개발해 차량의 전력 소모를 최소화하고 실내 공간 활용도를 극대화하는 디자인 솔루션을 제공합니다. 또, 글로벌 시장 트렌드를 반영한 차별화된 기능과 신소재를 적용해 최고 수준의 전기차 시트를 생산하는 데 기여하고 있습니다.
현대제철
현대제철은 전체 사업장 최초로 AL(알루미늄) 및 STL(철) 혼용 블랭킹 설비를 도입했습니다. AL 블랭킹 설비는 전기차 제조에 필요한 AL 강판의 생산성을 더욱 향상시키고, 원가를 절감해 전기차 생산 경쟁력을 높입니다.
현대글로비스
현대글로비스는 수요 기반의 데이터 분석과 AI 기반 자료 분석 드론 시스템으로 차량 제조에 필요한 부품의 물류를 실시간으로 관리합니다. 비전 카메라를 장착한 자율주행 드론은 공장 내 부품 현황을 실시간으로 파악합니다. 또, 원키트(One-Kit) 비전 센서 기술을 도입해 AI와 카메라로 공급 예정인 부품의 구성을 정확히 확인합니다. 이는 정확한 품질 관리와 공정 단순화로 생산 효율을 개선합니다.
현대위아
현대위아는 로봇 기술 역량을 바탕으로 HMGMA의 물류 자동화를 지원합니다. 현대위아의 자율주행 운반 로봇(AGV)은 생산에 필요한 각종 자동차 부품을 입고하고 보관하는 등 생산계획에 맞춰 각 공정에 적시 공급합니다. 또한, 주차로봇은 완성된 자동차를 무인 품질 검사 등의 공정으로 안전하게 운반합니다.
현대로템
현대로템은 차량 강판을 차체 패널로 만들어 주는 서보 프레스 설비를 HMGMA 현장에 공급하며, 고품질의 자동차가 생산될 수 있게 지원했습니다. 각종 차량 부품을 생산 공정으로 옮기는 공장 운반 설비 또한 담당했습니다.
HMGMA, 최첨단 스마트 팩토리로 북미 모빌리티 시장을 선도하다
현대차그룹은 2024년 10월 HMGMA에서 아이오닉 5를 생산해 미국 시장에 선보였으며, 2025년 3월 아이오닉 9 생산에 돌입했습니다. 2026년에는 기아 모델, 하이브리드 차종도 추가 투입함으로써 북미 시장 소비자들의 다양한 수요를 충족할 전망입니다.
HMGMA는 현대차, 기아, 제네시스 차량을 모두 생산하는 그룹 최초의 통합 생산 거점으로, 현대자동차 앨라배마 공장, 기아 조지아 공장을 합산해 미국 현지 연 100만 대 생산 체제를 구축하게 됐습니다. 현대차그룹이 2005년 앨라배마 주에 현대차 공장을 가동하며 미국 현지 생산 도전장을 내민 지 20년 만의 일입니다.
현대차그룹은 세계 최대 자동차 격전지인 북미 시장에서 영향력을 확대하고 글로벌 성장을 가속화하는 데 HMGMA가 결정적 역할을 할 것으로 기대하고 있습니다. HMGMA는 국내 부품 업체와 협력사들의 미국 진출 및 판매 확대를 견인하고, 미국 내 일자리 창출과 자동차 제조업 부흥에 기여하며 양국 경제에 새로운 성장 동력을 제공해 나갈 전망입니다.
