사진. 한국기계연구원

한국기계연구원(이하 KIMM)은 디지털트윈과 AI를 결합한 자율제조 기술 테스트베드가 미국 디지털트윈 컨소시엄(Digital Twin Consortium, 이하 DTC)의 공식 테스트베드로 등록됐다고 밝혔다. 

국내 연구기관이 개발한 자율제조 기술이 국제적으로 공신력 있는 디지털트윈 테스트베드로 인정받은 사례로, 차세대 제조 패러다임을 선도할 핵심 기술로 주목된다.

이번에 등록된 테스트베드는 KIMM 나노융합연구본부 이차전지장비연구실 이택민 책임연구원 연구팀이 개발한 ‘MANDATE-R2R Manufacturing’으로, 이차전지 전극 제조용 롤투롤(Roll-to-Roll) 공정을 대상으로 한다. 

디지털트윈과 AI 멀티 에이전트 기술을 결합해 공정이 스스로 판단하고 제어 조건을 최적화하는 자율제조 시스템을 구현했다.

해당 시스템은 실제 제조 설비와 가상 공간의 디지털트윈을 실시간으로 연동하고, 데이터 수집·전처리·모델링·제어·유지보수를 담당하는 다수의 AI 에이전트가 협력하는 구조를 갖는다. 센서 데이터와 제어 신호, 공정 상태 정보가 양방향으로 실시간 교환되며, AI 에이전트가 생성한 제어·보정 명령이 즉시 설비에 반영되는 폐루프(Closed-Loop) 자율제조 체계를 구현했다.

특히 데이터 수집, 모델링, 서비스, 오케스트레이션 에이전트가 유기적으로 연동돼 공정 조건 변화나 외란 발생 시에도 사람의 개입 없이 시스템이 스스로 인지·예측·대응할 수 있도록 설계됐다. 

기존 숙련 작업자의 경험에 의존하던 제조 방식에서 벗어나, 공정 자체가 학습하고 진화하는 자율제조로의 전환을 실증했다는 점에서 차별성을 가진다.

연구팀은 공정 조건 변화가 잦고 정밀 제어가 요구되는 이차전지 전극 제조 롤투롤 공정에 기술을 적용해 안정적인 자율제조 성능을 확인했다. 

장비 상태 분석, 제어 파라미터 자동 보정, 품질 예측과 이상 진단을 통합적으로 수행함으로써 공정 안정성 향상과 품질 편차 최소화, 이상 발생 시 조기 대응이 가능한 지능형 제조 환경을 구현했다.

KIMM 이택민 박사는 “이번 DTC 테스트베드 등록은 국내 디지털트윈 기반 자율제조 기술의 기술적 완성도와 국제적 신뢰성이 공식적으로 인정받았다는 점에서 의미가 크다”라며 “향후 제조 라인과 공장 단위로 기술을 확장하고, AI 에이전트 학습 결과를 재사용 가능한 제조 AI 파운데이션 기술로 고도화해 소프트웨어 중심의 자율제조 공장 구현을 목표로 연구를 지속할 것”이라고 밝혔다.

이번 성과는 산업통상부 지원으로 수행 중인 연구의 일환으로, 국내 자율제조 기술이 글로벌 표준 플랫폼에서 경쟁력을 입증한 사례로 평가된다.