[경주=뉴스핌] 서영욱 기자 = 한국 정부와 주요 기업이 엔비디아와 손잡고 추진하는 '인공지능(AI) 팩토리'는 설계부터 생산, 품질관리까지 전 과정을 AI가 통합 제어하는 차세대 제조 시스템이다. 그래픽처리장치(GPU)와 디지털트윈 기술을 기반으로 공정 효율을 극대화하고, 스스로 학습·예측·판단하는 지능형 생산체계를 구현한다. 반도체·자동차·가전 등 산업 전반의 패러다임을 바꾸는 새로운 제조 혁신 모델로 주목받고 있다.

AI 팩토리 [사진=엔비디아]

◆AI가 공장을 '스스로 돌리는' 시대
삼성·현대차·LG, 엔비디아와 'AI 팩토리' 구축
31일 산업계에 따르면 AI 팩토리는 기존 스마트공장보다 한 단계 진화한 개념이다. 과거 스마트공장이 사물인터넷(IoT) 센서와 데이터 수집 중심이었다면, AI 팩토리는 수집된 데이터를 AI가 학습하고 시뮬레이션을 통해 스스로 개선점을 찾아내는 자율형 공장이다. 설비의 미세한 이상을 실시간 감지하고, 생산 일정과 자원 배분을 자동으로 조정해 '무정지 공장'을 구현한다.

핵심은 그래픽처리장치(GPU)를 중심으로 한 대규모 연산 인프라와 디지털 트윈(Digital Twin) 기술이다. 실제 공장의 설비와 공정을 가상 공간에 그대로 재현한 뒤, AI가 수백만 가지 생산 시나리오를 실시간으로 분석·예측·보정한다. 이를 통해 불량률을 줄이고 공정 속도를 높이며, 설비 고장이나 품질 문제를 사전에 예방할 수 있다.

삼성전자는 엔비디아와 손잡고 반도체 제조 전 과정을 AI로 통합 제어하는 '반도체 AI 팩토리' 구축에 나선다. 메모리·시스템반도체·파운드리 등 전 영역의 데이터를 엔비디아 GPU와 시뮬레이션 기술로 분석해 생산 효율과 품질 경쟁력을 동시에 높인다는 전략이다. 향후 수년간 5만 개 이상의 엔비디아 GPU를 도입하고, 옴니버스(Omniverse) 기반 디지털 트윈 시스템을 가동해 설비 이상 감지, 가동 상태 분석, 고장 예측 등을 수행할 계획이다.

현대자동차그룹은 차세대 AI칩 '블랙웰(Blackwell)'을 기반으로 자율주행·로보틱스·스마트팩토리 등 피지컬 AI(물리적 인공지능) 기술을 구현한다. 엔비디아의 DGX, 옴니버스, 드라이브 AGX 토르(Thor) 플랫폼을 활용해 차량 개발과 공정 최적화를 동시에 추진한다. DGX는 대규모 모델 학습, 옴니버스는 디지털 트윈 시뮬레이션, 토르는 차량 내 실시간 지능 구현을 담당한다.

엔비디아의 '옴니버스'를 기반으로 한 LG전자의 디지털트윈 공장은 블랙웰을 활용해 공정 전 과정을 초정밀 시뮬레이션한다. 실제 설비 투입 전 '가상 시운전(Virtual Commissioning)'으로 최적 조건을 검증하고, 생산 중에는 물류·공정 데이터를 실시간 분석해 병목과 불량을 예측한다. AI 비전 검사와 예측 유지보수로 글로벌 생산라인의 효율과 확장성을 동시에 높인다.

LG전자가 엔비디아 AI 플랫폼을 활용해 구축한 디지털트윈 기술 시연 모습. 가상의 공간에 미리 생산라인을 만들고, 향후 구축될 실제 공장의 생산과 물류 흐름을 미리 살펴 공장이 최적의 효율을 낼 수 있도록 설계한다. [사진=LG전자]

◆'AI 팩토리'의 완성은 데이터 주권
AI 팩토리는 개별 기업의 생산성 혁신을 넘어 국가 차원의 '주권형 AI(Sovereign AI)' 인프라 구축에도 기여한다. AI가 산업 데이터를 학습하고 운영을 최적화하는 과정에서 축적되는 산업 지식이 국가 경쟁력의 핵심 자산이 되기 때문이다.

엔비디아는 한국 정부와 함께 '주권형 AI 기반모델(Sovereign AI Foundation Model)' 구축을 지원한다. 오픈모델 플랫폼 '네모트론(Nemotron)'을 한국어 데이터셋과 결합해 멀티모달 모델을 개발하고, 이를 국내 기업과 일반 사용자 모두가 활용할 수 있는 형태로 제공한다. 엔비디아는 "각국 정부와 기업이 독립적인 AI 인프라를 자국 내에서 운영할 수 있도록 최신 칩과 가속 컴퓨팅 풀스택을 지원하겠다"고 밝혔다.

syu@newspim.com