4차산업의 핵심 ‘로봇’ 과 일본산 제품의 높은 의존도 최근 이슈인 4차산업 혁명으로 인하여 제조용 로봇은 성장이 예측되는 분야로 손꼽히고 있습니다. 제조용 로봇은 실제 생산을 위한 행위를 담당하는 요소로써, 대부분의 자동화 설비 및 자동화 시스템에 사용이 되고 있습니다. 하지만, 최근 심화되는 한/일 무역 갈등으로 인하여 일본의 수출 규제 품목이 늘어날 기미를 보임에 따라 국내의 관련 업계의 긴장이 높아지고 있습니다. 왜냐하면 국내에 유입되는 제조용 로봇의 절반 이상은 일본에서 수입하고 있으며, 이와 관련된 부품 및 기자재 역시 대부분 일본산 제품을 사용하고 있기 때문입니다. 따라서, 로봇이 수출 규제 품목이 되어 국내에 유입이 어려워 진다면 국내의 제조업계는 타격을 입을 수 밖에 없습니다. [국내 제조용 로봇 국가별 수입현황 / 출처: 산업통상자원부 2017 로봇산업 실태조사 결과보고서]
로봇의 국산화에 장애가 되는 일본산 제품의 높은 핵심 부품 의존도 일본이 제조용 로봇을 수출 제한한다면 단순하게 생각하여 국산 로봇으로 대치할 수 있다고 생각할 수 있습니다. 하지만, 여기에는 문제가 있습니다. 제조용 로봇의 핵심 부품은 크게 정밀 감속기, 서보 모터, 모션 제어기 3가지로 볼 수 있으며, 이 3가지 부품의 가격이 제조 원가의 약 70% 이상을 차지하고 있습니다. 하지만 대부분의 로봇 제조 업체들은 해당 부품을 직접 제조하지 않고 외부 업체로부터 조달하고 있으며, 소프트웨어 부품이라고 볼 수 있는 모션 제어기, 혹은 모션 제어기와 인터페이스 되는 조작 프로그램 정도만을 직접 개발하게 됩니다.
핵심 부품의 로봇 제조 원기 비중 및 세계 선도 로봇 제조 업체의 핵심 부품 조달 현황 (위안타리서치 2015. 11)
정밀 감속기와 같은 경우 원가의 약 34%를 차지하는 가장 비중이 높은 핵심 부품입니다. 문제는, 해당 부품은 기술적 진입 장벽이 매우 높으며 일본산 제품이 전 세계 시장의 약 90% 이상을 차지하고 있다고 봐도 무방합니다. 최근 국내를 비롯하여 중국 등지에서 정밀 감속기 부품을 개발하고 있지만 현실적으로 세계 최고 수준인 일본산 제품과 동일한 성능을 구현할 수 있는 업체는 없다고 봐도 무방하며, 이러한 이유로 인하여 국내의 로봇 제조사들은 대부분 일본산 정밀 감속기를 사용하고 있습니다. 따라서, 일본이 정밀 감속기 품목에 대한 수출 규제를 한다면, 국내의 로봇 제조사들은 생산에 차질이 생길 수 있으며, 이에 따라 국내에서 요구되는 로봇의 공급 역시 문제가 발생할 수밖에 없습니다.
일본산 원천 기술에 의존적인 국산 감속기
일본이 핵심 부품인 정밀 감속기를 수출 규제 한다면 단순하게 국산 정밀 감속기로 대치할 수 있다고 생각할 수 있습니다. 하지만 이 역시 쉽지 않은 문제 입니다. 제조용 로봇에 사용되는 정밀 감속기는 크게 2가지 종류로 볼 수 있습니다. 첫번째는 가장 많은 비중을 차지하는 RV(사이클로이드) 방식의 감속기이며 두번째는 하모닉드라이브 방식의 감속기입니다. 이 두가지 방식 감속기의 감속 메커니즘에 대한 부분은 사실 매우 오래 전에 발명이 되었습니다. 하지만 감속 원리만 가지고는 정밀한 감속기를 만들 수 없습니다. 정밀 감속기는 감속 원리를 바탕으로 감속기가 정밀하게 움직일 수 있는 구조를 설계하고, 또 설계된 대로 부품이 정밀하게 가공되어야 하며, 마지막으로 구동에 문제가 없도록 소재의 열처리 등을 통한 부품의 적합한 강도가 유지되어야 올바른 성능이 나옵니다. 일본은 이 3가지에 대하여 약 50년 전부터 기술 및 자본을 투자하였으며, 그 결과 현재 정밀 감속기 시장의 대부분을 점유하고 있습니다. 전 세계적으로 유명한 정밀 감속기 회사인 Nabtesco (RV 방식 감속기 부분) 및 Harmonic Drive System (하모닉 드라이브 방식 감속기 부분) 업체가 모두 일본 회사 입니다.
상 : Nabtesco의 RV 감속기 /
하: Harmonic drive system의 하모닉드라이브 감속기
사실 국내에서는 오래전부터 핵심 부품 부재를 극복하기 위한 노력이 있었습니다. 그리고 소수의 업체에서 이를 극복하고자 일본산 제품을 분석하여 최근 개발에 성공한 소식도 들리고 있습니다. 하지만, 문제는 현재 국내에서 개발한 대부분 정밀 감속기의 기술적 원천은 일본에서 만든 것입니다. 따라서, 형상을 분석하여 구동 메커니즘을 카피하는데 성공했다 하더라도, 이를 구현하기 위한 소재, 가공 설비, 가공 공정 및 노하우, 열처리 등 대부분의 부분은 사실상 일본산에 의존적일 수 밖에 없습니다. 특히, 정밀 감속기의 높은 정밀도 구현을 위하여 가공 오차 약 5미크론의 정밀도로 가공하기 위한 가공 설비는 대부분 일본산 제품이며, 따라서 일본이 이러한 가공 설비에 대한 수출 규제를 시행할 경우 국내에서 정밀 감속기를 생산하는 업체들은 생산에 차질이 생길 수 밖에 없습니다. 그리고, 국산 정밀 감속기를 사용하여 국산 로봇을 생산하는것 역시 어려워 지게 됩니다. 일본의 수출 규제가 강화됨에 따른 국내 로봇산업의 미래 일본이 제조용 로봇, 그리고 이에 대한 핵심 부품인 정밀 감속기, 그리고 정밀 감속기를 제조할 수 있는 가공 설비 모두를 수출 규제할지는 현 시점에서는 알 수 없으나 가능성이 아예 없다고 볼 수 없습니다. 만일 위 3가지 항목이 모두 수출 규제 항목에 포함이 된다면 국내의 로봇 산업은 큰 타격을 입을 수 밖에 없습니다. 현실적으로 국산 제품이 일본산 제품과 비교하여 성능 열세에 있는 것은 사실지만, 성능적 열세로 국산 제품을 외면한다면 국내 로봇 산업은 영원히 일본에 의존적일 수 밖에 없을 것 입니다. 이를 극복하기 위해서는 많은 시간과 비용 그리고 노력이 필요합니다. 일본이 50년 이상 투자한 부분에 대하여 단기적 성과를 바라는 것은 앞뒤가 맞지 않습니다. 무엇보다 가장 중요한 것은 '로봇 수출규제 → 국산 로봇 사용 → 핵심 부품 수출 규제 → 국산 핵심 부품 사용 → 핵심 부품 소재 및 가공 장비 수출 규제 → !!!' 위와 같은 기술 사슬을 끊어내기 위하여 일본의 원천 기술을 단순히 카피하는데 그치지 않고, 일본과는 다른 독자적인 원천 기술을 확보하는 것이 가장 중요합니다. 카피캣은 오리지날을 이길 수 없습니다. 국내 로봇 산업의 일본 의존도를 낮추기 위하여 뿌리부터 일본에 의존적이지 않는 부품 소재 기술에 투자를 하는 정책이 필요한 시점 입니다.
[출처] 日 수출규제, 국내 로봇산업의 미래는?|작성자 MINTROBOT