일본 중소 제조기업의 인력난, 협동로봇으로 돌파한다

제조업계에 부는 피지컬 AI 도입 열풍

일본의 주요언론 및 제조업계는 2026년을 「피지컬 AI 원년(フィジカルAI元年)」으로 선언하며 산업용 로봇·휴머노이드 투자를 확대하고 있다. 일본 경제산업성에서 발표한 로보틱스 전략>(‘26.3)에 따르면, AI 로보틱스 시장은 2040년까지 60조 엔 규모로 성장할 것으로 전망되며, 정책지원을 통해 세계 시장 점유율 33%(20억 엔)를 차지한다는 목표를 내세우고 있다.

또한, 전략에는 2040년까지 일본 국내에 AI로봇 1000만 대 도입이라는 구체적 수치 목표도 담고 있다. 로봇 도입이 집중적으로 이루어질 18개 대상 산업분야는 제조업·조선·물류·건설·소매·숙박업·의료·간병 등으로, 이 자료에서는 2030년과 2040년 로봇 도입목표 대수를 구체적으로 제시하고 있다. 다품종소량생산 제조업 분야는 2030년 16만 대에서 2040년 221만 대로, 물류(창고·운송) 분야는 2030년 8만 대에서 2040년 160만 대로 확대하겠다는 목표를 담고 있다.

(단위: 만 대)

[자료: 일본 경제산업성]

이에 일본 도요타·화낙 등 대형 로봇 기업을 중심으로 구체적인 투자와 실행 계획이 이어지고 있다. 도요타는 캐나다 생산법인(TMMC)을 통해 로봇 스타트업 어질리티 로보틱스와 휴머노이드 '디지트(Digit)' 상용 도입 계약(RaaS, Robot as a Service)을 체결하였다. 이와 별도로 미국에 설립한 도요타 리서치 인스티튜트(TRI)에는 약 10억 달러가 투자돼 로봇 AI 연구를 전담하고 있다. 화낙은 2025년 12월 엔비디아와, 2026년 5월에는 구글과 잇달아 피지컬AI 분야 협업을 발표했다. 특히 구글과는 기업용 생성형AI '제미나이 엔터프라이즈'를 탑재한 로봇 시스템을 공동 개발해, 음성이나 손글씨 메모로 작업을 지시하면 AI가 이를 이해해 수행하는 방식을 목표로 하고 있다.

협동로봇 시장 확대 및 도입 배경

대기업 주도의 피지컬 AI 전환과 별개로, 실제 현장에서 더 시급한 문제를 마주하고 있는 것은 지역의 중소 부품 제조업체들이다. 노동력 부족과 기존 숙련 인력의 고령화라는 양대 과제를 마주하고 있다. 특히, 자동차 산업을 비롯해 다수의 제조업체가 밀집한 일본 유수의 산업집적지인 만큼, 제조 현장 인력에 대한 수요도 구조적으로 높은 상황에서 피지컬 AI 도입은 생존 돌파구로써 인식되고 있기도 하다. 아이치노동국 통계에 따르면 나고야시 내 조립·가공·검사·기계오퍼레이터 등 실제 생산 현장직을 가리키는 '생산공정종사자'의 유효구인배율은 2026년 1월 기준 1.84~2.07배 수준으로, 구직자 한 명당 2개 안팎의 일자리가 기다리고 있다. 이는 일본 전체 평균인 1.50에 비해 높은 편이다.

고령화 등으로 인해 제조업 전반에 인력 확보가 어려워지는 가운데, 중소 제조기업들은 자체적으로 수백~수천억 엔 규모의 피지컬AI 투자를 단행하거나, 막 개발된 최첨단 플랫폼을 곧바로 도입할 만한 여력을 갖추지 못한 경우가 대부분이다. 이에 많은 중소기업들은 대규모 설비 투자가 필요한 산업용 로봇 대신, 「협동로봇(協働ロボット)」에 주목하고 있다. 상대적으로 도입 비용이 훨씬 낮은데다, 다양한 형태의 부분 도입을 통해 별도 설치 인프라나 안전 펜스 없이 사람과 같은 공간에서 같이 작업할 수 있다는 장점 덕분이다. 구입이 아닌 구독형 모델도 가능하다.

전세계 협동로봇 시장은 제조업 인력난 심화와 유연한 생산라인 수요 확대를 배경으로 매년 20%대의 고성장을 이어가고 있다. 시장조사기관 Mordor Intelligence에 따르면 협동로봇 시장 규모는 2026년 22억8000만 달러에서 2031년까지 57억2000만 달러로 확대될 전망이며, 이 기간 연평균 성장률은 20.15%에 이를 것으로 예상된다. 성장 배경으로는 안전 기준 강화, 세제 우대, 노동력 부족에 따른 자동화 필요성 증대 등이 꼽힌다.

제조기업이 밀집한 중부지역의 아이치현 또한 이러한 흐름에 맞춰 2026년 3월부터 「로봇 미활용영역 도입검증 보조금」 공모를 시작해, 로봇 도입 전 단계의 업무분석·효과검증·사업화 가능성 조사 비용을 지원하고 있다. 또한 자동화를 검토 중인 중소기업을 대상으로 「협동로봇 도입 세미나」를 여러 차례 개최해, 협동로봇 제조사 JAKA의 도요하시 쇼룸·공장 견학과 함께 기존 공작기계에 협동로봇을 추가로 장착하는 '후장착(後付け)' 사례를 소개하는 등 실질적인 도입 지원에 나서고 있다. 관련하여 2014년 설립된 「아이치 로봇산업 클러스터 추진협의회」에는 로봇 개발기업·이용기업·지원기관 등 700개 이상의 회원사가 참여하며, 이러한 지원 생태계의 구심점 역할을 하고 있다.

협동로봇 도입 전략 및 최신 트렌드

협동로봇을 현장 실무에 도입하는 지역 중소 제조업체들의 방식은 크게 아래와 같은 세 가지 흐름으로 정리할 수 있다.

1. 저비용 협동로봇 도입 확대

과거 협동로봇은 일본산과 유럽산 기준 대당 600만~1100만 엔에 달해 중소기업에는 부담스러운 투자였으나, DOBOT·JAKA·AUBO 등 중국산 협동로봇이 대당 80만~200만 엔대로 본격 진입하면서 중소 제조업의 선택지가 크게 넓어졌다. 이는 단순히 인건비 차이 때문만이 아니라, 감속기·모터·엔코더 등 핵심 부품을 자체 생산하는 수직계열화와 대량생산 체제를 통해 가격을 낮춘 결과로 분석된다. 실제로 중국 협동로봇 업체들은 최근 잇달아 일본 법인을 설립하며 현지 서비스 체계를 강화하고 있다. DOBOT은 2023년 일본법인을 설립하면서 도쿄·나고야·오사카(東名阪) 3개 거점에 서비스 담당자를 배치했고, AUBO 역시 전담 엔지니어가 없는 중소기업도 쉽게 도입할 수 있도록 로봇·리프트·전용 거치대를 묶은 '팔레타이징 패키지'를 판매 중이다.

다만 실제 도입 사례를 보면 성과가 균일하지는 않다. 국내 중소 제조업 3개사의 실제 도입 사례를 조사한 결과에 따르면 가동률이 20%에 그쳐 사실상 활용에 실패한 경우, SIer(시스템통합업체) 선정에 실패해 재작업이 필요했던 경우, 투자 회수 기간 14개월로 성공적으로 안착한 경우가 각각 나타나, 도입 후 운용 역량이 도입 자체보다 중요한 것으로 나타났다. 다만 정부 보조금 등을 활용하면 실질 부담을 2분의 1에서 3분의 1 수준까지 낮출 수 있는 만큼 아이치현의 「로봇 미활용영역 도입검증 보조금」 지원 방향도 이러한 흐름과 맞닿아 있다.

2. 구독형 로봇 서비스화(RaaS) 모델 부상

일반적인 협동로봇 도입에는 본체 가격 외에도 시스템 구축·주변설비 정비 등을 포함해 수천만 엔 규모의 초기 투자가 필요한 경우가 많다. 리스·렌탈이라는 대안이 있지만, 월 비용을 인건비 수준으로 낮추려면 장기 계약이 불가피해 수요 변동이나 자연재해 등 예측 불가능한 상황에 유연하게 대응하기 어렵다는 한계가 있다. 이에 나사 조이기나 제품 포장처럼 사람이 하기엔 단조롭지만 완전 자동화하기엔 비용이 큰 작업에, 사람과 로봇이 분담하는 협동로봇을 구독형(RaaS)으로 도입하는 사례가 늘고 있다.

일례로 ㈜에스엘(S.L.)은 비전(vision) 기능을 표준 탑재한 협동로봇을 RaaS 방식으로 제공하고 있으며, 물류 분야의 로봇 기업인 플러스오토메이션은 월 25만 엔부터 시작하는 트라이얼 플랜을 통해 전국 213개 거점에 누적 6700대 이상의 로봇을 공급한 실적을 보유하고 있다. 다품종 소량생산이 많은 일본 제조 현장의 특성상, RaaS는 생산라인의 유연성을 높이는 해법으로 특히 주목받고 있다.

[자료: +Automation 홈페이지]

3. AI 결합형 협동로봇으로의 진화

비전 기반 인식, 원격 모니터링, 클라우드 기반 다대 로봇 관리 플랫폼 등이 표준 사양으로 자리잡고 있으며, 월정액 형태의 관리형 서비스도 등장하고 있다. 이는 숙련 인력 없이도 정밀한 위치 인식·경로 설정이 가능해졌기 때문으로, 로봇 조작 경험이 부족한 중소기업도 상대적으로 쉽게 자동화에 뛰어들 수 있게 하는 요인으로 작용한다.

티어1 자동차 부품사 덴소는 덴소 웨이브(DENSO WAVE)라는 그룹 계열사를 통해 고속 협동로봇 '코보타(COBOTTA)'와 AMR(자율이동로봇)을 결합한 모바일 매니퓰레이터를 자체 공장에 실제 적용하고 있다. 부품 공급·물류 자동화를 위한 시스템으로, AI 알고리즘이 장애물을 회피하면서 최단 경로를 자동 생성해 기존에 시행착오를 거듭하던 로봇 배치·경로 조정 과정을 단축시킨다. 덴소웨이브는 이를 2026년 6월 아이치 스카이 엑스포에서 열린 'ROBOT TECHNOLOGY JAPAN 2026'을 통해 선보이기도 했다. 협동로봇 '코보타 프로(COBOTTA PRO)'는 AI가 탑재된 3D 비전(Mech-Eye, Cambrian Vision System)을 활용해 라디에이터 인식·이물검사, 투명 용기 피킹, 와이어링 하네스 배선처럼 자동화가 까다로웠던 고난도 공정까지 자동화 범위를 넓혀가고 있다.

[자료: DENSO WAVE Robotics 홈페이지]

다만, 중소 제조기업의 협동로봇 도입은 보안 리스크와도 맞물려 있다는 점에 유의할 필요가 있다. 로봇서비스화와 같은 구독형 모델처럼 로봇 제조사·서비스업체가 원격으로 로봇을 모니터링·업데이트하는 구조는 IT-OT 접점을 새롭게 넓히는 요인이 될 수 있지만, 보안 위험이 상존한다. 실제 2022년 모 완성차 협력사 랜섬웨어 사건에서는 협력사 IT망의 취약점이 OT 영역까지 확산되며 일본 내 14개 공장이 전면 가동 중단된 바 있다. 지역 중소 부품사 대부분이 별도의 보안 전담 인력을 두기 어려운 현실을 감안하면, 협동로봇 확산과 함께 보안 공백 및 운용 리스크도 함께 커질 가능성이 있다는 점을 시사한다.

시사점

일본의 중소 제조업체들은 대기업이 주도하는 거시적 '피지컬 AI 원년' 담론과는 별개로, 협동로봇이라는 상대적으로 저비용·저위험의 자동화 수단을 통해 인력난에 보다 현실적으로 대응하고 있다. 일본에 진출한 AUBO로보틱스 천샤오징 대표도 무역관과의 인터뷰에서 “협동로봇 보급은 일본 중소 제조기업의 생산성 향상과 노동환경 개선에 기여할 수 있을 것이며, 적용 분야도 꾸준히 확대될 것”이라고 밝혔다. 협동로봇의 가격 장벽 완화, 구독형 모델의 확산, 아이치현 등 지자체의 도입검증 보조금·세미나 등 제도적 지원이 맞물리면서, 협동로봇 도입 문턱은 향후에도 지속적으로 낮아질 것으로 전망된다.

일본은 화낙·야스카와 등 대기업을 중심으로 세계 산업용 로봇 공급의 45%를 차지하는 로봇 제조 강국인 만큼, 완성형 로봇 자체로 이 시장에 진입하기는 쉽지 않다. 한국 기업들은 협동로봇과 그 주변의 산업 생태계에 주목해 볼만 하다. 비전 센서·그리퍼 등 협동로봇용 주변장치, 도입 전 검증과 현장 적용을 지원하는 SI(시스템 통합) 서비스, 초기 비용 부담을 낮추는 RaaS 플랫폼 등은 아직 일본 내에서도 표준 강자가 뚜렷하지 않은 영역이기 때문이다. 우리나라는 반도체·디스플레이 공정 자동화 경험을 바탕으로 비전 검사·정밀 그리퍼 분야에서 이미 상당한 기술력을 확보하고 있는 만큼, 지역 중소 부품사를 대상으로 한 협동로봇 주변장치·SI 서비스 진출을 검토해볼 만하다.

아울러 지자체가 운영하는 보조금 제도나 산업 협의회와의 네트워크 구축도 중요하다. 아이치현의 경우 「로봇 미활용영역 도입검증 보조금」을 제공하고, 「아이치 로봇산업 클러스터 추진협의회」와 같은 지원 플랫폼을 운영하고 있는 만큼, 한국 로봇 관련 기업이 현지 파트너사와 수요기업을 발굴하는 통로로도 활용할 수 있을 것으로 판단한다.

자료: 경제산업성, 아이치현청, 아이치 로봇산업 클러스터 추진협의회, 현지 언론, 나고야무역관 종합