ISO 10218-2 산업용 로봇 애플리케이션 및 로봇 셀 안전에 대한 안내서

2025-09-21, G25DR

1. 서론: 산업용 로봇 안전의 새로운 패러다임, ISO 10218-2

산업 자동화의 급격한 발전과 함께 인간과 로봇의 협업이 보편화되면서, 로봇 시스템의 안전은 더 이상 선택이 아닌 필수적인 전제 조건이 되었다. 이러한 시대적 요구에 부응하여 국제표준화기구(ISO)는 산업용 로봇의 안전에 관한 핵심 표준인 ISO 10218 시리즈를 제정하였으며, 그중에서도 ISO 10218-2는 로봇을 실제 작업 환경에 통합하여 하나의 완전한 자동화 시스템, 즉 ‘로봇 애플리케이션’ 또는 ’로봇 셀’을 구축하는 과정 전반의 안전 요구사항을 규정하는 중추적인 역할을 한다.

1.1 표준의 위상과 목적

ISO 10218-2는 기계류 안전 표준 체계에서 최상위 우선순위를 갖는 C-타입(Type-C) 표준으로 분류된다.1 이는 기계 전반에 적용되는 A-타입 표준(예: ISO 12100 - 위험성 평가)이나 특정 안전 기능을 다루는 B-타입 표준(예: ISO 13855 - 방호 장치 배치)보다 특정 제품군, 즉 산업용 로봇 애플리케이션에 대해 더 구체적이고 우선적인 요구사항을 제시함을 의미한다.1 따라서 로봇 애플리케이션을 설계하고 구축할 때, 다른 일반 표준의 내용과 상충하는 부분이 있다면 ISO 10218-2의 규정이 우선적으로 적용된다.

본 표준의 근본적인 목적은 로봇 애플리케이션의 설계, 통합, 시운전, 운영, 유지보수, 그리고 최종적인 해체 및 폐기에 이르는 전 생애주기(lifecycle)에 걸쳐 발생할 수 있는 모든 중대한 위험(significant hazards)을 식별하고, 이를 제거하거나 수용 가능한 수준까지 적절히 감소시키는 데 필요한 포괄적인 지침과 요구사항을 제공하는 것이다.2 이는 정상적인 사용 조건뿐만 아니라, 통합자가 합리적으로 예측할 수 있는 오용(misuse) 상황까지 고려하여 작업자의 안전을 보장하는 것을 목표로 한다.2

1.2 ISO 10218-1과 ISO 10218-2의 관계: 로봇과 로봇 애플리케이션의 안전 경계

ISO 10218 표준은 두 개의 상호 보완적인 부분으로 구성되어 있으며, 이 둘의 역할을 명확히 구분하여 이해하는 것이 매우 중요하다.6

• ISO 10218-1: 로봇 및 로봇 장치 - 안전 요구사항 - 제1부: 산업용 로봇

이 표준은 주로 로봇 제조사를 대상으로 하며, 그 자체로는 완전한 기능을 수행할 수 없는 ’미완성 기계(Partly Completed Machinery)’로서의 산업용 로봇(매니퓰레이터와 제어기)의 본질적인 안전 설계 및 구조에 대한 요구사항을 다룬다.1 로봇의 기계적 강도, 정지 기능, 제어 시스템의 기본 안전 성능 등이 여기에 해당한다.

• ISO 10218-2: 로봇 및 로봇 장치 - 안전 요구사항 - 제2부: 산업용 로봇 애플리케이션 및 로봇 셀

이 표준은 ISO 10218-1에 따라 제작된 로봇을 구매하여 실제 공정에 적용하는 시스템 통합자(System Integrator, SI)나 최종 사용자를 주 대상으로 한다.6 로봇에 엔드 이펙터(end-effector), 그리퍼, 용접 건 등의 도구를 장착하고, 공작물(workpiece)을 다루며, 주변의 다른 기계 및 방호 장치와 통합하여 특정 작업을 수행하는 하나의 ‘완성된 기계(Completed Machinery)’, 즉 ‘로봇 애플리케이션’ 또는 ’로봇 셀’을 구축할 때의 안전 요구사항을 규정한다.1

결론적으로, ISO 10218-1이 안전한 ’부품’을 만드는 방법을 다룬다면, ISO 10218-2는 그 부품들을 안전하게 ’조립’하여 완전한 시스템을 만드는 방법을 다룬다. 두 표준은 하나의 안전한 로봇 자동화 시스템을 완성하기 위해 반드시 함께 고려되어야 하는 동반 문서(companion documents)이다.6

1.3 년 개정의 의의: 협동 작업과 기능 안전 시대의 개막

2011년 판이 발표된 이후 약 13년 만에 이루어진 2025년 전면 개정은 지난 10여 년간의 급격한 기술 발전과 시장의 변화를 반영하는 중요한 이정표다.6 기존 80페이지에 불과했던 표준이 230페이지가 넘는 방대한 분량으로 확장된 것 자체가 그 변화의 깊이를 시사한다.1 이번 개정의 핵심적인 의의는 다음과 같이 요약할 수 있다.

1. ’협동 애플리케이션’의 표준화: 과거에는 별도의 기술 사양(Technical Specification)인 ISO/TS 15066에서 다루어졌던 협동 로봇 관련 안전 요구사항들이 ISO 10218-2 표준 본문으로 완전히 통합되었다.6 이는 인간과 로봇의 협동 작업이 더 이상 일부 특수한 분야의 기술이 아니라 산업 로봇의 주류 기술 패러다임으로 자리 잡았음을 공식적으로 인정한 것이다.

2. ‘기능 안전’ 요구사항의 명시화: 이전 버전에서는 다소 암시적이거나 포괄적으로 다루어졌던 기능 안전(functional safety) 요구사항들이 매우 명시적이고 구체적으로 강화되었다.6 이는 안전 관련 제어 시스템의 신뢰성을 정량적으로 평가(예: 성능 수준, PL)하고, 이를 설계 단계부터 검증하는 것이 필수적임을 강조한다.

3. ‘애플리케이션’ 중심 접근: 표준의 명칭과 내용 전반에서 ’로봇 시스템’이라는 용어 대신 ’로봇 애플리케이션’이라는 용어를 강조한다.6 이는 안전 평가의 대상을 로봇 기계 자체에 한정하지 않고, 로봇이 다루는 공작물, 수행하는 태스크 프로그램, 그리고 주변의 모든 관련 장비를 포함하는 전체적인 관점에서 접근해야 한다는 총체적 접근법을 명확히 한 것이다.

4. 사이버 보안의 등장: 산업용 로봇이 공장 네트워크와 상위 시스템에 연결되는 것이 보편화됨에 따라, 네트워크를 통한 악의적인 공격이 로봇의 안전 기능에 미칠 수 있는 위험을 인지하고, 이에 대한 사이버 보안 요구사항이 새롭게 추가되었다.6

이러한 변화는 단순히 기술적 내용을 추가한 것을 넘어, 로봇 안전에 대한 근본적인 패러다임 전환을 요구한다. 과거에는 ’안전한 로봇 제품’을 구매하면 안전이 어느 정도 보장된다는 인식이 있었다. 그러나 2025년 개정판은 ’협동 로봇(Cobot)’이라는 용어 자체를 표준에서 의도적으로 배제하고 ’협동 애플리케이션’으로 대체함으로써 이러한 인식을 정면으로 반박한다.1 그 이유는 오직 로봇의 실제 사용 방식, 즉 전체 애플리케이션만이 협동 작업에 적합하도록 설계되고, 시험되고, 최종적으로 그 안전성이 확인될 수 있기 때문이다.6 예를 들어, 힘과 동력이 제한된 소위 ’코봇’이라 할지라도 날카로운 칼날이나 고온의 용접 토치를 엔드 이펙터로 장착한다면, 그 애플리케이션은 작업자와의 물리적 접촉에 결코 안전할 수 없다.14 반대로, 강력한 힘을 내는 전통적인 대형 산업용 로봇이라도 정교한 안전 센서를 통해 작업자와의 최소 안전 거리를 항상 유지하는 ‘속도 및 간격 감시(SSM)’ 기능을 구현한다면, 이는 매우 안전한 ’협동 애플리케이션’으로 인정받을 수 있다.17 결국, 안전은 로봇 제품의 고유 속성이 아니라, 시스템 통합자가 수행한 총체적인 위험성 평가와 그에 따른 위험 감소 조치의 유효성 확인(Validation)을 통해서만 달성될 수 있다는 철학이 담겨 있으며, 이는 시스템 통합자의 기술적 역량과 법적 책임을 현저히 강화하는 결과로 이어진다.

더 나아가, 사이버 보안 요구사항의 신설은 안전(Safety)과 보안(Security)의 융합이라는 새로운 과제를 제시한다.6 공장 네트워크에 연결된 로봇의 안전 매개변수(예: 협동 작업 시 속도 제한, 힘 제한 설정값)가 외부의 악의적인 공격으로 인해 임의로 변경될 경우, 물리적으로 완벽하게 구축된 안전 시스템이라도 한순간에 무력화될 수 있다. 이는 기계 안전 엔지니어와 IT/OT 보안 전문가 간의 긴밀한 협력이 필수적임을 의미하며, 안전 시스템의 무결성(integrity)이 물리적 고장뿐만 아니라 디지털 위협에 대한 방어 능력까지 포함하는 포괄적인 개념으로 확장되었음을 시사한다.

2. 로봇 애플리케이션 안전 설계의 기초

로봇 애플리케이션의 안전은 견고한 기초 위에서 시작된다. 이는 체계적인 위험성 평가를 통해 잠재적 위험을 파악하고, 이를 바탕으로 안전한 작업 공간을 물리적, 논리적으로 구축하는 과정을 포함한다. 이 과정은 모든 후속 안전 조치의 근간이 되며, ISO 10218-2는 이 기초를 다지는 데 필요한 핵심 원칙과 방법론을 제시한다.

2.1 장: 위험성 평가 기반 설계 (ISO 12100 연계)

모든 안전 설계의 알파이자 오메가는 위험성 평가(Risk Assessment)다. ISO 10218-2는 시스템 통합자가 기계 안전의 기본 원칙을 다루는 A-타입 표준인 ISO 12100에 명시된 절차에 따라 위험성 평가를 수행할 것을 명확히 요구한다.4 이는 주관적인 판단이 아닌, 체계적이고 문서화된 절차를 통해 안전 수준을 확보하기 위함이다.

2.1.1 체계적인 위험원 식별 및 위험 추정 절차

위험성 평가는 로봇 애플리케이션의 전 생애주기, 즉 초기 설치 및 시운전, 프로그램 교시(Teaching), 자동 운전, 정비 및 유지보수, 그리고 최종 폐기에 이르기까지 모든 단계에서 작업자에게 노출될 수 있는 잠재적 위험원을 빠짐없이 식별하는 것에서 시작된다.19 식별해야 할 위험원은 다음과 같은 범주를 포함한다.

• 기계적 위험원: 로봇의 움직임으로 인한 충돌, 협착(끼임), 전단(잘림), 휘말림 등

• 전기적 위험원: 감전, 전기 아크, 정전기로 인한 위험

• 열적 위험원: 로봇 또는 공작물의 고온부 접촉으로 인한 화상

• 공정 관련 위험원: 용접 불꽃, 레이저 광선, 절삭 칩, 유해 가스 등 로봇이 수행하는 작업 자체에서 발생하는 위험 (단, 이러한 공정 특화 위험은 별도의 관련 표준을 추가로 적용해야 할 수 있다).4

모든 잠재적 위험원이 식별되면, 각 위험원에 대해 위험 수준을 추정하는 단계로 넘어간다. 위험 수준은 해당 위험으로 인해 발생할 수 있는 **상해의 심각도(Severity of injury)**와 그러한 상해가 **발생할 가능성(Probability of occurrence)**의 조합으로 결정된다.17 발생 가능성은 다시 위험원에 노출되는 빈도와 시간, 위험한 사건의 발생 확률, 그리고 위험을 회피하거나 피해를 제한할 수 있는 가능성 등으로 세분화하여 평가한다.

2.1.2 단계 위험 감소 방법론의 적용

위험성 평가는 단 한 번으로 끝나는 활동이 아니라, 위험이 수용 가능한 수준으로 감소될 때까지 반복적으로 수행되는 프로세스(iterative process)이다.19 ISO 12100은 위험 감소를 위해 다음과 같은 3단계 방법론을 우선순위에 따라 적용할 것을 요구한다.

1. 본질적인 안전 설계 조치 (Inherently safe design measures): 가장 우선시되어야 하는 최상의 방법으로, 설계 자체를 변경하여 위험원을 근본적으로 제거하거나 위험을 줄이는 것을 의미한다. 예를 들어, 로봇의 동작 범위를 물리적으로 제한하여 구조물과의 충돌 가능성을 원천적으로 없애거나, 엔드 이펙터의 날카로운 모서리를 둥글게 가공하여 베일 위험을 줄이는 것이 이에 해당한다.

2. 방호 및 보완 보호 조치 (Safeguarding and complementary protective measures): 본질적인 설계만으로 위험을 충분히 줄일 수 없을 때 적용하는 2차적인 조치다. 이는 위험원에 대한 작업자의 접근을 물리적으로 차단하는 방호 울타리(Guard)나, 작업자의 접근을 감지하여 로봇을 정지시키는 라이트 커튼, 안전 레이저 스캐너와 같은 감응형 방호 장치(Protective device)의 설치를 포함한다.21

3. 사용 정보 제공 (Information for use): 위 두 단계의 조치를 적용한 후에도 여전히 남아있는 잔여 위험(residual risk)에 대해 작업자에게 경고하고, 안전한 작업 절차를 교육하는 것을 의미한다. 경고 라벨 부착, 사용 설명서 내 안전 수칙 명시, 정기적인 안전 교육 등이 여기에 해당한다.

시스템 통합자는 이 3단계 방법론을 순차적으로 적용하여 모든 식별된 위험에 대한 리스크를 허용 가능한 수준 이하로 낮추어야 하며, 이 모든 과정과 결과는 문서화되어야 한다.

2.2 안전한 작업 공간의 구축

로봇 애플리케이션의 안전은 로봇이 움직이는 공간을 어떻게 정의하고 통제하는가에 달려있다. ISO 10218-2는 이를 위해 몇 가지 중요한 공간 개념을 정의하고, 이 공간들을 안전하게 구획하기 위한 방호 전략을 제시한다.

2.2.1 공간의 정의와 설정

로봇의 동작 범위와 안전 조치의 적용 범위를 명확히 하기 위해 표준은 다음과 같이 공간을 구분하여 정의한다.22

• 최대 공간 (Maximum space): 로봇 매니퓰레이터와 엔드 이펙터, 그리고 로봇이 들고 있는 공작물을 포함하여, 기계의 모든 움직이는 부분이 물리적으로 도달할 수 있는 3차원 공간의 최대 범위를 의미한다.

• 제한 공간 (Restricted space): 최대 공간 내에서, 기계적인 스토퍼나 소프트웨어적인 안전 기능(예: 안전 정격 소프트 축 제한)과 같은 제한 장치에 의해 로봇의 동작이 제한되는 공간이다. 이 공간은 로봇이 절대로 넘어서는 안 되는 경계선을 설정한다.

• 작업 공간 (Operating space): 제한 공간 내에서, 로봇이 특정 작업을 수행하기 위해 실제로 프로그램된 경로에 따라 움직이는 공간이다. 일반적으로 작업 공간은 제한 공간보다 작다.

• 방호 공간 (Safeguarded space): 방호 울타리, 라이트 커튼, 안전 레이저 스캐너 등과 같은 방호 장치에 의해 둘러싸여 정의되는 공간이다. 작업자는 이 공간의 경계를 넘어서 위험 구역으로 진입할 수 없거나, 진입 시 시스템이 안전 상태(예: 정지)로 전환되어야 한다.

안전한 시스템 설계의 핵심은 이러한 공간들을 애플리케이션의 특성에 맞게 적절히 설정하고, 특히 방호 공간이 로봇의 실제 위험 영역을 효과적으로 포함하도록 구성하는 것이다.

2.2.2 방호 장치의 선정 및 배치 전략

위험성 평가 결과에 따라, 식별된 위험으로부터 작업자를 보호하기 위한 가장 적절한 방호 장치를 선정하고 배치해야 한다. 방호 장치는 크게 두 가지 유형으로 나눌 수 있다.3

• 물리적 방호물 (Physical Guards): 고정형 방호 울타리(Fixed guard)나 출입문에 인터록 스위치가 부착된 연동형 방호 울타리(Interlocked guard)가 대표적이다. 이는 위험 구역으로의 물리적 접근을 원천적으로 차단하는 가장 확실한 방법 중 하나다.

• 감응형 방호 장치 (Electro-sensitive Protective Equipment, ESPE): 라이트 커튼, 안전 레이저 스캐너, 안전 매트, 3D 안전 카메라 등 작업자의 신체 일부나 전신이 감지 영역에 들어오는 것을 감지하여 로봇을 정지시키는 장치다. 작업의 빈번한 접근이 필요한 경우에 생산성과 안전성을 동시에 확보하기 위해 사용된다.

2025년 개정판에서는 ’방호 공간’의 개념이 중요한 변화를 맞았다. 과거에는 주로 고정된 물리적 장벽에 의해 정의되었지만, 이제는 안전 센서를 통해 로봇의 작업 상태나 작업자의 위치에 따라 실시간으로 그 경계가 변하는 **동적 방호 공간(Dynamic Safeguarded Space)**의 개념을 명시적으로 수용한다.6 이는 고정된 울타리 없이도 안전을 확보할 수 있는 협동 애플리케이션의 유연성을 표준 차원에서 인정한 것으로, 시스템 설계에 더 많은 가능성을 열어준다.

그러나 이러한 유연성의 증가는 시스템 통합자에게 새로운 기술적 과제를 부여한다. 동적 방호 공간의 도입은 ’한 번 설치하면 끝’이라는 정적인 안전 개념에서 벗어나, 지속적인 성능 모니터링과 정밀한 시간 기반 계산이 요구되는 ’동적 안전 관리’로의 전환을 의미하기 때문이다. 예를 들어, 안전 레이저 스캐너를 이용해 작업자의 접근에 따라 로봇의 속도를 제어하는 시스템을 구축한다고 가정해보자. 이 시스템의 안전성은 스캐너가 작업자를 감지하는 순간부터 로봇이 완전히 정지하기까지 걸리는 총 시간(T)을 얼마나 정확하게 측정하고, 이를 바탕으로 최소 안전 거리(S)를 올바르게 계산하여 확보했는지에 달려있다. 만약 이 시간 측정에 오차가 있거나, 로봇의 제동 성능이 저하되어 실제 정지 시간이 계산보다 길어진다면, 작업자는 로봇과 충돌할 수 있다. 따라서 동적 방호 공간의 구현은 통합자에게 센서 시스템의 정밀한 선정, 설치, 설정 능력뿐만 아니라, 시스템의 시간적 성능을 정확히 측정하고 검증(Validation)할 수 있는 높은 수준의 기술적 역량과 그에 따른 책임을 요구한다.

2.2.3 ISO 13855 기반 최소 안전 거리 계산 및 실증

감응형 방호 장치를 사용할 때, 그 설치 위치는 작업자가 위험원에 도달하기 전에 기계가 안전하게 정지할 수 있도록 충분한 거리를 확보해야 한다. 이 ’최소 안전 거리(Minimum safety distance)’는 B-타입 표준인 ISO 13855에 명시된 계산식을 통해 결정된다.2

가장 기본적인 형태의 공식은 다음과 같다.25

코드 스니펫

S = (K \times T) + C

각 변수의 의미는 다음과 같다.

• S: 방호 장치의 감지 지점과 가장 가까운 위험원 사이의 최소 안전 거리 (mm).

• K: 인체의 접근 속도 (mm/s). 이 값은 접근하는 신체 부위와 상황에 따라 결정된다. 예를 들어, 수직으로 설치된 라이트 커튼을 향해 손을 뻗는 경우 일반적으로 $2000 \text{ mm/s}$를 적용하고, 몸 전체가 걸어서 접근하는 경우는 $1600 \text{ mm/s}$를 적용한다.25

• T: 전체 시스템 정지 시간 (s). 이는 방호 장치가 침입을 감지한 순간부터 로봇의 위험한 동작이 완전히 멈출 때까지 걸리는 시간의 총합이다. $T = t_1 + t_2$로 계산되며, $t_1$은 방호 장치 자체의 반응 시간과 제어 시스템의 신호 처리 시간을, $t_2$는 제어 시스템이 정지 신호를 보낸 후 로봇의 구동부가 관성에 의해 완전히 정지할 때까지의 시간을 의미한다.25 이

T 값은 안전 거리 계산에서 가장 중요한 변수이며, 스톱 타임 측정 장비 등을 이용해 실제 시스템에서 정확하게 측정되어야 한다.28

• C: 침투 거리 보정값 (mm). 방호 장치의 감지 지점을 통과한 후에도 신체 일부(예: 손가락, 팔)가 위험원을 향해 더 나아갈 수 있는 거리를 보상하기 위한 값이다. 이 값은 주로 라이트 커튼의 빔 간격(분해능)과 같은 감지 장치의 특성에 따라 결정된다.25

이 공식은 접근 방향(감지면에 수직, 평행 등), 방호 장치의 높이, 우회 가능성 등 다양한 시나리오에 따라 보정 항이 추가되거나 변형된 형태로 적용될 수 있다.25 따라서 시스템 통합자는 실제 설치 환경을 면밀히 분석하고 ISO 13855의 해당 조항을 정확히 적용하여, 모든 예측 가능한 접근 시나리오에 대해 충분한 안전 거리를 확보해야 한다.

3. 지능형 안전 기능의 구현과 검증

현대의 로봇 안전은 단순히 물리적인 방호벽을 넘어서, 제어 시스템 자체에 내장된 지능적인 안전 기능에 크게 의존한다. 이러한 기능들은 로봇의 상태를 실시간으로 감시하고 위험한 상황이 발생하기 전에 시스템을 안전한 상태로 전환하는 역할을 한다. ISO 10218-2 2025년 개정판은 이러한 지능형 안전 기능의 신뢰성을 어떻게 확보하고, 특히 인간과의 협업 환경에서 어떻게 구현하며, 최종적으로 그 성능을 어떻게 입증할 것인지에 대한 구체적인 방법론을 제시한다.

3.1 장: 안전 관련 제어 시스템의 신뢰성 (ISO 13849-1 연계)

로봇의 비상 정지, 보호 정지, 속도 감시와 같은 핵심적인 안전 기능들은 모두 안전 관련 제어 시스템(Safety-Related Parts of Control Systems, SRP/CS)을 통해 구현된다. 이 시스템이 얼마나 신뢰할 수 있는지는 전체 로봇 애플리케이션의 안전 수준을 결정하는 핵심 요소다.

3.1.1 성능 수준(PL) 및 안전 무결성 수준(SIL)의 개념

SRP/CS의 신뢰성은 임의의 고장이 발생하더라도 안전 기능을 상실하지 않을 확률로 정량화된다. 이를 위해 ISO 13849-1 표준은 **성능 수준(Performance Level, PL)**이라는 척도를, IEC 62061 표준은 **안전 무결성 수준(Safety Integrity Level, SIL)**이라는 척도를 사용한다.29 PL은 ’a’부터 ’e’까지 5개 등급으로 나뉘며, PL e가 가장 높은 신뢰도를 의미한다. 각 PL 등급은 시간당 위험측 고장 확률(Probability of Dangerous Failure per Hour,

PFHd)의 특정 범위에 대응된다.31

시스템 통합자는 위험성 평가를 통해 각 안전 기능이 대응해야 하는 위험의 수준을 평가하고, 이를 바탕으로 해당 기능이 달성해야 하는 **요구 성능 수준(Required Performance Level, PLr)**을 결정해야 한다.29 예를 들어, 심각한 부상을 초래할 수 있는 위험을 방지하는 안전 기능은 높은 PLr(예: PL d 또는 PL e)을 요구받게 된다.

3.1.2 년 개정판의 핵심: 안전 기능별 기본 성능 수준(PLr) 분석

과거 2011년 판에서는 많은 안전 기능에 대해 포괄적으로 PL d 수준을 요구하는 경향이 있었다.8 이는 때로 과도한 설계(over-engineering)로 이어져 비용과 복잡성을 증가시키는 원인이 되기도 했다. 2025년 개정판은 이러한 문제를 해결하기 위해, 정보 제공용 부속서(informative annex)를 통해 다양한 안전 기능별로 일반적으로 요구되는 **‘기본 성능 수준(Default Performance Level)’**을 구체적으로 제시하는 중요한 변화를 도입했다.11

예를 들어, 작업자가 직접 위험을 인지하고 수동으로 작동시키는 ‘비상 정지(Emergency stop)’ 기능은 일반적으로 PL c로, 방호 장치에 의해 자동으로 작동하는 ‘보호 정지(Protective stop)’ 기능은 PL d로 차등화하여 제시한다.11 시스템 통합자는 일차적으로 이 기본값을 설계 목표로 삼을 수 있다.

이러한 변화는 통합자에게 ’스마트한 안전 설계’의 기회를 제공한다. 모든 기능에 획일적으로 높은 등급을 적용하는 대신, 각 기능의 역할과 중요도에 맞는 합리적인 신뢰성 수준을 설정할 수 있게 된 것이다. 그러나 이러한 유연성은 동전의 양면과 같다. 만약 통합자가 제시된 기본값보다 낮은 PLr을 적용하고자 한다면, 왜 그 등급으로도 충분히 안전한지를 상세한 위험성 평가와 명확한 논리적 근거를 통해 문서로 입증해야 할 ’엄격한 책임’을 지게 된다.11 만약 낮은 PL 등급으로 설계된 안전 기능의 고장으로 인해 사고가 발생한다면, 해당 위험성 평가의 적절성과 타당성은 법적, 기술적 분쟁의 핵심 쟁점이 될 것이다. 따라서 PLr 차등화는 합리적인 설계를 가능하게 하는 동시에, 그 설계 결정에 대한 공학적, 법적 책임을 더욱 무겁게 만드는 요소로 작용한다.

주: 위 표는 ISO 10218-2:2025 부속서의 내용을 기반으로 한 예시이며, 실제 적용 시에는 표준 원문을 참조해야 한다. 11

3.2 장: 협동 애플리케이션의 네 가지 형태

ISO 10218-2 2025년 개정판은 구 ISO/TS 15066의 내용을 흡수하여, 인간과 로봇이 방호 울타리 없이 동일한 공간에서 작업할 수 있는 ’협동 애플리케이션’의 네 가지 주요 운전 모드를 표준의 일부로 공식화했다.6 시스템 통합자는 애플리케이션의 특성과 위험성 평가 결과에 따라 이 네 가지 모드 중 하나 또는 그 이상을 조합하여 안전을 확보해야 한다.

3.2.1 안전 정격 감시 정지 (Monitored Standstill)

2025년 개정판에서는 기존의 ’Safety-rated Monitored Stop’이라는 용어가 기술적 정확성을 높이기 위해 **‘Monitored Standstill’**로 변경되었다.6

• 원리: 이 모드는 작업자가 사전에 정의된 협동 작업 공간(collaborative workspace)에 진입하는 것을 센서가 감지하면, 로봇이 즉시 모든 동작을 멈추는 방식이다. 핵심은 로봇의 구동 전원은 차단되지 않은 상태로 유지되며, 제어 시스템이 로봇이 정지된 위치에서 벗어나지 않는지를 지속적으로 안전하게 감시(monitor)한다는 점이다.34

• 장점: 비상 정지처럼 전원을 완전히 차단하는 것이 아니므로, 작업자가 공간을 벗어나면 별도의 복잡한 재기동 절차 없이 즉시 자동 운전을 재개할 수 있다. 이는 작업자가 부품을 공급하거나 완성품을 수거하는 등 빈번한 개입이 필요한 작업에서 생산성 저하를 최소화하는 데 매우 효과적이다.35

• 구현: 일반적으로 안전 레이저 스캐너나 라이트 커튼과 같은 존재 감지 센서와 연동하여 구현된다.35 이 정지 방식은 IEC 60204-1(기계류의 전기 장비)에서 정의하는 정지 범주 2(Stop Category 2)에 해당한다.39

3.2.2 핸드 가이딩 (Hand Guiding)

• 원리: 작업자가 로봇의 엔드 이펙터 또는 그 근처에 부착된 특수 장치를 직접 손으로 잡고 로봇을 원하는 위치로 움직이는 방식이다.17 이는 복잡한 경로를 직관적으로 교시하거나, 무거운 물체를 로봇의 힘을 빌려 정밀하게 옮기는 작업에 사용된다.

• 핵심 요구사항: 안전한 핸드 가이딩을 위해서는 몇 가지 필수적인 안전 기능이 요구된다.

1. 허용 장치 (Enabling Device): 작업자가 장치를 잡고 특정 버튼을 누르고 있는 동안에만 로봇이 움직이도록 하여, 작업자의 의도치 않은 움직임을 방지하는 3-위치 스위치와 같은 장치가 필요하다.40

2. 비상 정지 버튼: 가이딩 장치 자체에 비상 정지 버튼이 포함되어 있어, 위급 상황 시 즉시 로봇을 정지시킬 수 있어야 한다.41

3. 안전 속도 감시: 핸드 가이딩 중 로봇의 속도가 사전에 설정된 안전한 속도(예: 250 mm/s)를 초과하지 않도록 제어 시스템이 지속적으로 감시해야 한다.40

3.2.3 속도 및 간격 감시 (Speed and Separation Monitoring, SSM)

• 원리: 로봇과 작업자가 동시에 움직일 수 있는 가장 진보된 협동 운전 모드 중 하나다. 이 방식의 핵심은 로봇과 작업자 사이의 거리를 실시간으로 측정하여, 그 거리에 따라 로봇의 속도를 동적으로 조절하는 것이다.17 작업자가 멀리 있을 때는 로봇이 최대 속도로 작동하여 생산성을 높이고, 작업자가 가까이 다가올수록 점진적으로 속도를 줄이며, 사전에 정의된 최소 보호 거리(

Sp) 이내로 접근하면 로봇을 완전히 정지시킨다.44 이를 통해 물리적 접촉 자체를 원천적으로 방지하면서도 작업의 유연성과 효율성을 극대화할 수 있다.18

• 구현 및 최소 보호 거리 계산: SSM은 안전 등급의 레이저 스캐너나 3D 비전 시스템과 같은 고성능 센서를 사용하여 작업자의 위치와 이동 방향을 정밀하게 추적함으로써 구현된다.17 최소 보호 거리(

Sp)는 단순히 고정된 값이 아니라, 다음과 같은 여러 변수를 고려한 복잡한 동적 계산을 통해 실시간으로 결정된다.44

코드 스니펫

S_p(t) = C_H + C_R + C_S + B

여기서 각 항은 대략적으로 다음을 의미한다.

• Sp(t): 특정 시점 t에서의 최소 보호 거리

• CH: 시스템이 반응하고 로봇이 정지하는 동안 작업자가 로봇 방향으로 이동할 수 있는 거리 (= v_H \times (T_R + T_S))

• CR: 시스템이 반응하는 동안 로봇이 작업자 방향으로 이동하는 거리 (= v_R \times T_R)

• CS: 센서 시스템의 측정 불확실성 및 지연으로 인한 추가 거리

• B: 로봇이 제동을 시작하여 완전히 멈출 때까지 이동하는 거리 (제동 거리)

이 공식에서 알 수 있듯이, 작업자와 로봇의 상대 속도(v_H, v_R), 시스템의 반응 시간(T_R), 로봇의 정지 시간(T_S) 등 다양한 동적 변수들이 실시간으로 계산에 반영되어야 하므로, 매우 정교한 제어 시스템과 신뢰할 수 있는 센서 기술이 요구된다.

3.2.4 동력 및 힘 제한 (Power and Force Limiting, PFL)

• 원리: 이 모드는 작업자와 로봇 간의 의도치 않은 물리적 접촉이 발생할 수 있음을 전제로 한다. 대신, 접촉이 발생하더라도 그로 인한 충격력(force)과 압력(pressure)이 인체에 통증이나 상해를 유발하지 않는 안전한 수준 이하로 제한되도록 로봇을 설계하거나 제어하는 방식이다.17 대부분의 협동 로봇은 각 관절의 토크 센서나 모터 전류를 실시간으로 감시하여 외부와의 충돌을 감지하고, 충돌 즉시 동작을 멈추거나 반대 방향으로 약간 후퇴하는 방식으로 이 기능을 구현한다.17

• 생체역학적 한계값과 접촉 유형: PFL의 안전성을 판단하는 기준은 ISO 10218-2(구 ISO/TS 15066)에 명시된 생체역학적 한계값(biomechanical limits)이다.11 이 한계값은 접촉이 발생하는 신체 부위와 접촉의 유형에 따라 다르게 규정된다.

• 준정적 접촉 (Quasi-static contact): 작업자의 손이나 팔 등이 로봇과 벽이나 다른 고정된 물체 사이에 끼이는(clamping) 상황을 의미한다. 이 경우 신체가 회피할 수 없으므로 매우 낮은 힘과 압력 한계값이 적용된다.11

• 과도 접촉 (Transient contact): 로봇이 작업자의 신체 일부를 스치거나 부딪혔지만, 끼이는 상황이 아니어서 신체가 자유롭게 뒤로 물러나거나 회피할 수 있는(recoil) 상황을 의미한다. 준정적 접촉에 비해 상대적으로 높은 힘과 압력 한계값이 허용된다.11

• 엄격한 유효성 확인의 필요성: PFL 애플리케이션은 설계만으로 안전이 보장되지 않는다. 시스템 통합자는 반드시 교정이 완료된 정밀 힘/압력 측정 장비를 사용하여, 실제 작업 환경에서 발생할 수 있는 모든 잠재적 접촉 시나리오에 대해 충격력과 압력을 측정해야 한다. 그리고 그 측정값이 표준에 명시된 해당 신체 부위의 한계값 이내임을 객관적인 데이터로 입증하는 유효성 확인(Validation) 절차를 거쳐야만 한다.16

주: 위 표는 ISO/TS 15066(ISO 10218-2:2025에 통합)의 데이터를 기반으로 한 일부 예시이며, 총 29개 신체 부위에 대한 상세 값은 표준 원문을 참조해야 한다. 49

3.3 장: 설계의 완성: 검증(Verification)과 유효성 확인(Validation)

안전한 로봇 애플리케이션을 구축하는 과정은 단순히 안전 부품을 사용하고 안전 기능을 설계하는 것에서 끝나지 않는다. 설계된 내용이 요구사항을 충족하는지, 그리고 실제 구현된 시스템이 의도한 대로 정확하게 작동하는지를 체계적으로 입증하는 두 가지 핵심적인 절차, 즉 검증(Verification)과 유효성 확인(Validation)을 거쳐야만 비로소 완성된다.

3.3.1 검증과 유효성 확인의 명확한 구분

두 용어는 종종 혼용되기도 하지만, ISO 표준 체계 내에서는 명확히 다른 의미를 갖는다.58 이 둘의 차이를 이해하는 것은 체계적인 안전 확보 프로세스의 핵심이다.

• 검증 (Verification): “설계를 올바르게 하고 있는가? (Are you building it right?)”

검증은 주로 설계 단계에서 이루어지는 정적인(static) 활동이다.58 이는 작성된 설계 문서, 회로도, 소프트웨어 코드, 계산서 등이 사전에 정의된 요구사항이나 사양을 충족하는지를 분석하고 검토하는 과정이다. 예를 들어, 위험성 평가 결과 특정 안전 기능에 PLr d가 요구되었다면, 검증 단계에서는 해당 안전 기능을 구현하는 제어 회로의 구조(Category), 부품의 신뢰도(MTTFd), 고장 진단 능력(DC) 등을 계산하여 목표 PLr d를 만족하는지를 서류상으로 확인하는 작업을 수행한다.60 이는 “우리가 약속한 규격대로 만들고 있는가?“를 확인하는 절차다.

• 유효성 확인 (Validation): “올바른 설계를 하였는가? (Are you building the right thing?)”

유효성 확인은 설계가 완료되고 실제 시스템이 구축된 후에 이루어지는 동적인(dynamic) 활동이다.58 이는 실제 작동하는 시스템을 대상으로 다양한 시나리오 하에서 시험(Testing)을 수행하여, 시스템이 본래 의도했던 안전 목적을 실제로 달성하는지를 확인하는 과정이다. 예를 들어, 라이트 커튼이 차단되었을 때 로봇이 계산된 정지 시간 내에 실제로 멈추는지, PFL 기능이 작동했을 때 발생하는 충격력이 정말로 생체역학적 한계값 이내인지를 물리적으로 측정하고 입증하는 것이 유효성 확인에 해당한다. 이는 “우리가 만든 것이 실제로 사용 목적에 부합하고 안전한가?“를 최종적으로 확인하는 절차다.

요약하자면, 검증은 ’요구사항 대비 설계의 일치성’을 확인하는 것이고, 유효성 확인은 ’사용 목적 대비 실제 성능의 적합성’을 확인하는 것이다. 어떤 제품이 검증은 통과했지만(즉, 사양서대로는 만들어졌지만) 유효성 확인에서 실패할 수 있다(즉, 실제 사용 환경에서는 안전하지 않거나 제 기능을 못 할 수 있다). 따라서 두 절차는 모두 필수적이다.59

3.3.2 ISO 13849-2에 따른 SRP/CS 유효성 확인

안전 관련 제어 시스템(SRP/CS)의 유효성 확인 절차는 B-타입 표준인 ISO 13849-2에 상세히 기술되어 있다.30 이 표준은 검증 단계에서 계산된 PL이 실제 시스템에서 달성되었는지를 입증하기 위한 분석 및 시험 절차를 규정한다. 유효성 확인 계획(Validation Plan)을 수립하고, 계획에 따라 다음의 활동을 수행한다.

• 분석에 의한 유효성 확인: 설계 문서, 부품 데이터시트, PL 계산 결과(예: SISTEMA 소프트웨어 리포트) 등을 검토하여 설계가 표준의 요구사항(예: 특정 Category의 구조적 요구사항, CCF 방지 대책 등)을 만족하는지 재확인한다.

• 시험에 의한 유효성 확인: 실제 시스템에서 각 안전 기능을 의도적으로 작동시켜 그 반응을 시험한다. 예를 들어, 비상 정지 버튼을 누르고 모든 위험한 움직임이 멈추는지, 연동된 도어를 열었을 때 로봇이 보호 정지 상태로 들어가는지 등을 확인한다. 특히 Category 2 이상의 고신뢰성 시스템에서는 의도적으로 단일 고장을 주입(fault injection)하여 시스템이 고장을 진단하고 안전 상태를 유지하는지를 시험해야 할 수도 있다.61

3.3.3 PFL 애플리케이션의 힘/압력 측정 및 유효성 확인 방법론

협동 애플리케이션 중에서도 특히 동력 및 힘 제한(PFL) 모드는 가장 엄격한 유효성 확인을 요구한다. 이는 작업자와의 물리적 접촉을 허용하는 유일한 모드이기 때문이다. PFL의 유효성 확인은 단순히 기능의 작동 여부를 넘어, 접촉 시 발생하는 힘과 압력이 인체에 무해한 수준임을 정량적으로 입증해야 한다.21

이 과정은 다음과 같은 단계로 이루어진다.

1. 위험성 평가 기반 시나리오 도출: 위험성 평가를 통해 작업자와 로봇이 접촉할 수 있는 모든 잠재적 지점과 상황(예: 로봇의 특정 부위, 엔드 이펙터, 공작물과 작업자의 손, 팔, 머리 등의 접촉)을 식별한다.

2. 측정 장비 준비: 인체의 기계적 특성(탄성, 감쇠 등)을 모사하여 충격력과 압력을 측정할 수 있도록 특별히 설계되고 교정된 생체역학적 충실도(biofidelic) 측정 장비를 사용해야 한다.56

3. 측정 수행: 식별된 모든 시나리오에 대해, 로봇을 실제 작업 속도와 조건으로 구동하면서 측정 장비를 이용해 충돌 시 발생하는 힘과 압력 데이터를 수집한다.

4. 결과 분석 및 비교: 측정된 최대 힘(N)과 최대 압력(N/cm²) 값이 ISO 10218-2(구 ISO/TS 15066) 부속서에 명시된 해당 신체 부위의 생체역학적 한계값(준정적 또는 과도 접촉) 이내에 있는지 비교하고 판단한다.21

5. 문서화: 모든 측정 조건, 과정, 결과 데이터, 그리고 한계값과의 비교 분석 결과를 포함하는 상세한 유효성 확인 보고서를 작성한다.

만약 측정된 값 중 하나라도 한계값을 초과한다면, 해당 애플리케이션은 안전하지 않은 것으로 간주되며, 로봇의 속도를 줄이거나, 접촉부의 형상을 변경하거나, 패드를 부착하는 등의 위험 감소 조치를 취한 후 다시 유효성 확인 절차를 거쳐야 한다.

4. 실제 적용 및 법규 준수

ISO 10218-2 표준의 진정한 가치는 이론적인 요구사항을 넘어 실제 산업 현장에 어떻게 적용되고, 각국의 법규와 어떻게 연계되어 안전 문화를 형성하는지에 있다. 자동차, 전자, 물류 등 다양한 산업 분야에서의 적용 사례는 표준의 실효성을 보여주며, 국내 법규와의 관계는 표준 준수가 단순한 권장 사항이 아닌 법적 의무가 될 수 있음을 시사한다.

4.1 장: 산업별 적용 사례 연구

각 산업은 고유한 공정 특성과 자동화 요구사항을 가지며, ISO 10218-2의 안전 원칙은 이러한 다양성에 맞춰 유연하게 적용된다.

4.1.1 자동차 산업: 생산성과 안전의 공존

자동차 산업은 전통적으로 대형 고속 산업용 로봇이 주를 이루는 분야로, 높은 생산성이 요구되는 동시에 작업자의 안전이 무엇보다 중요하다. 최근에는 차체 조립이나 부품 장착 라인에서 인간과 로봇의 협업 요구가 증가하고 있다.64

• 적용 사례: 차체 측면 볼트 체결 공정

• 과제: 작업자가 차체 하부의 좁은 공간에서 불편한 자세로 볼트를 체결하는 작업은 근골격계 질환을 유발할 수 있으며, 수작업으로 인한 품질 편차가 발생할 수 있다.

• 해결 방안: PSA(현 스텔란티스) 그룹의 소쇼 공장에서는 UR10 협동 로봇을 도입하여 이 문제를 해결했다.66 로봇은 작업자 바로 옆에서 안전 펜스 없이, 차량 측면에 정해진 토크 값으로 정확하게 볼트를 체결한다.

• 적용된 안전 기술: 이 애플리케이션에서는 **속도 및 간격 감시(SSM)**와 **동력 및 힘 제한(PFL)**이 복합적으로 적용될 수 있다. 평상시에는 로봇이 안전하게 감속된 속도로 작동하며(PFL 기반), 만약 작업자가 예기치 않게 로봇의 경로에 너무 가까이 접근하면, 주변에 설치된 안전 스캐너가 이를 감지하여 로봇의 속도를 더욱 줄이거나 안전 정격 감시 정지(Monitored Standstill) 상태로 전환한다(SSM 기반). 이를 통해 작업자는 로봇과 충돌 위험 없이 다른 조립 작업을 동시에 수행할 수 있으며, 생산 라인의 흐름을 방해하지 않고 자동화의 이점을 누릴 수 있다.67 이 사례는 대형 로봇이 아닌 협동 로봇을 사용하더라도, 작업자와의 근접 작업 시에는 ISO 10218-2에 명시된 협동 운전 모드의 원칙을 철저히 준수해야 함을 보여준다.

4.1.2 전자 산업: 정밀성과 유연성의 극대화

전자 산업은 소형 부품의 정밀 조립, 검사, 포장 등 섬세하고 반복적인 작업이 주를 이룬다. 생산 라인의 변경이 잦고, 작업 공간이 협소한 경우가 많아 안전 펜스 없이 유연하게 배치할 수 있는 협동 애플리케이션의 수요가 높다.8

• 적용 사례: 스마트폰 기판 검사 및 조립

• 과제: 수작업으로 진행되는 PCB 기판의 커넥터 체결 및 비전 검사 공정은 작업자의 피로도가 높고, 미세한 조립 불량이 발생할 가능성이 있다.

• 해결 방안: 이 공정에 동력 및 힘 제한(PFL) 기능이 탑재된 소형 협동 로봇을 도입한다. 로봇은 정밀한 힘 제어 기능을 사용하여 부품에 손상을 주지 않고 커넥터를 부드럽게 체결한다. 작업자는 바로 옆에서 로봇이 조립한 기판을 받아 육안 검사를 하거나 다음 공정으로 전달하는 등 직접적인 상호작용을 한다.

• 적용된 안전 기술: 이 애플리케이션의 안전은 전적으로 PFL 기능에 의존한다. 시스템 통합자는 위험성 평가를 통해 작업자의 손이나 팔이 로봇과 접촉할 수 있는 모든 시나리오를 식별해야 한다. 이후, 로봇의 속도와 페이로드를 조절하고, 엔드 이펙터의 모서리를 둥글게 처리하는 등의 본질적 안전 설계를 적용한다. 마지막으로, 가장 중요한 유효성 확인(Validation) 단계에서 힘/압력 측정 장비를 사용하여 실제 접촉 시 발생하는 힘이 ISO 10218-2의 생체역학적 한계값(예: 손가락에 대한 준정적 접촉 한계) 이내임을 데이터로 입증해야 한다. 이를 통해 안전 펜스 없이도 컴팩트하고 안전한 작업 셀을 구축하여, 인간의 인지 능력과 로봇의 정밀성을 결합한 고효율 생산 라인을 실현할 수 있다.69

4.1.3 물류 산업: 효율성과 인간 중심의 작업 환경

물류 창고는 다양한 크기와 무게의 상품을 피킹하고 팔레타이징하는 작업이 끊임없이 이루어지는 동적인 환경이다. 작업자의 육체적 부담을 줄이고 처리 속도를 높이기 위해 로봇 도입이 활발하다.71

• 적용 사례: 이커머스 주문 처리 피킹 보조

• 과제: 넓은 창고를 이동하며 다양한 선반에서 상품을 찾아 피킹하는 작업은 시간이 많이 걸리고 육체적으로 힘들다.

• 해결 방안: 자율 이동 로봇(AMR) 또는 AGV에 협동 로봇 팔이 결합된 형태의 모바일 협동 로봇을 활용한다. 작업자가 태블릿으로 주문을 확인하면, 로봇이 해당 상품이 있는 선반으로 자율적으로 이동한다. 작업자는 핸드 가이딩(Hand Guiding) 모드를 사용하여 로봇 팔을 직관적으로 조작해 높은 곳이나 깊숙한 곳에 있는 상품을 쉽게 꺼낼 수 있다.

• 적용된 안전 기술: 이 시스템의 안전은 여러 기술의 조합으로 이루어진다. 모바일 플랫폼 자체는 주변의 작업자나 장애물을 감지하고 충돌을 회피하기 위해 안전 레이저 스캐너를 이용한 속도 및 간격 감시(SSM) 원리를 적용한다.44 작업자가 로봇 팔을 직접 조작할 때는 핸드 가이딩의 안전 요구사항(허용 장치, 비상 정지, 속도 제한)이 적용된다. 이처럼 복합적인 애플리케이션은 ISO 10218-2의 여러 조항을 종합적으로 고려하여 위험성 평가와 안전 설계를 수행해야 함을 보여주는 좋은 예시다.

4.2 장: 국내 법규 및 인증 제도

국제 표준인 ISO 10218-2를 준수하는 것은 글로벌 시장에서의 기술적 신뢰도를 확보하는 것 이상의 의미를 갖는다. 국내에서는 산업 현장의 안전을 규제하는 법규와 직접적으로 연계되어, 표준 준수가 특정 작업 환경을 구현하기 위한 법적 전제 조건이 된다.

4.2.1 산업안전보건규칙과 ISO 10218-2의 관계

대한민국의 **산업안전보건기준에 관한 규칙 제223조(운전 중 위험 방지)**는 “사업주는 산업용 로봇의 운전으로 인하여 근로자에게 발생할 수 있는 부상 등의 위험을 방지하기 위하여 높이 1.8미터 이상의 울타리를 설치하여야 한다“고 명시하고 있다.73 이는 전통적인 산업용 로봇의 위험 구역을 물리적으로 격리해야 한다는 원칙을 규정한 것이다.

그러나 이 조항에는 매우 중요한 단서 조항이 포함되어 있다. “다만, 고용노동부장관이 해당 로봇의 안전기준이 한국산업표준에서 정하고 있는 안전기준 또는 국제적으로 통용되는 안전기준에 부합한다고 인정하는 경우에는 울타리를 설치하지 아니할 수 있다“는 내용이다.73 여기서 ’국제적으로 통용되는 안전기준’이 바로 ISO 10218-2이며, 이는 국내 표준인 KS B ISO 10218-2로 부합화되어 있다.73

결론적으로, ISO 10218-2의 요구사항, 특히 협동 운전에 관한 조항들을 충족하고 이를 입증할 경우, 법적으로 의무화된 방호 울타리를 설치하지 않고도 로봇을 운용할 수 있는 법적 근거가 마련된다. 이는 국내에서 협동 로봇 애플리케이션을 구현하기 위한 필수적인 법적 요건이다.

4.2.2 협동로봇 안전 인증 절차 및 요구사항

안전 펜스 없이 협동 로봇을 사용하기 위해서는, 해당 로봇 애플리케이션이 ISO 10218-2의 요구사항을 충족함을 공인된 기관으로부터 객관적으로 인정받는 절차가 필요하다. 이것이 바로 ‘협동로봇 설치 작업장 안전인증’ 제도다.74

이 인증 제도는 한국로봇산업진흥원(KIRIA)이 주관하며, 한국로봇사용자협회(KORUA), 대한산업안전협회(KISA) 등이 인증 업무를 위탁받아 수행하고 있다.74 인증을 신청하기 위해 시스템 통합자 또는 사용자는 다음과 같은 서류를 준비해야 한다.74

• 로봇 관련 자료: 로봇 제조사로부터 받은 ISO 10218-1 인증서 및 국내 자율안전확인신고(KCs) 인증서

• 사업장 정보: 사업자 등록증, 공장 등록증

• 위험성 평가 보고서: ISO 12100 및 ISO 10218-2에 따라 수행된 해당 로봇 애플리케이션의 상세한 위험성 평가 결과 보고서

• 매뉴얼: 로봇 자체의 사용 매뉴얼 및 전체 애플리케이션(엔드 이펙터, 주변기기 포함)에 대한 사용 매뉴얼

• 기타 안전 관련 자료: 적용된 안전 부품의 사양서, 제어 회로도 등

인증 심사는 제출된 서류를 검토하는 서면 심사와, 심사관이 직접 현장을 방문하여 실제 로봇 애플리케이션의 설치 상태, 방호 조치, 안전 기능의 작동 등을 확인하는 현장 심사로 구성된다.73 심사 과정에서 부적합 사항이 발견되면 개선 조치를 요구받게 되며, 모든 요구사항이 충족되었을 때 최종적으로 인증서가 발급된다.

이러한 표준 준수와 인증 절차는 단순히 규제를 따르는 행위를 넘어선다. 국내 법규가 ISO 10218-2를 직접적으로 인용함으로써, 표준 준수는 협동 작업이라는 새로운 생산 방식을 도입하기 위한 법적 필수 요건이 되었다. 또한, 미국의 OSHA(산업안전보건청)와 같이 특정 로봇 규정이 없는 국가에서도, 사업주가 작업장 내 모든 위험으로부터 근로자를 보호해야 한다는 포괄적인 ’일반 의무 조항(General Duty Clause)’을 통해 사실상 ISO 10218과 같은 검증된 산업 표준의 준수를 요구하고 있다.6 따라서 사고 발생 시, 표준 미준수는 기업의 중대한 과실로 인정되어 막대한 법적 책임과 경제적 손실로 이어질 수 있다.70 결국, ISO 10218-2를 깊이 이해하고 현장에 적용하는 것은 법적 리스크를 관리하고, 근로자의 안전을 보장하며, 나아가 글로벌 시장에서 기술적 신뢰성을 확보하여 기업의 지속 가능한 성장을 담보하는 핵심적인 생존 전략이라 할 수 있다.

5. 결론: 미래 지향적 로봇 안전 문화의 정착

ISO 10218-2, 특히 2025년 전면 개정판은 산업용 로봇 안전의 역사에 중요한 분기점을 제시한다. 이 표준은 더 이상 로봇을 높은 방호 울타리 안에 가두어 인간과 격리시키는 정적인 안전 개념에 머무르지 않는다. 대신, 정밀한 위험성 평가를 기반으로 로봇과 인간이 각자의 장점을 극대화하며 동일한 공간에서 협력할 수 있는 유연하고 지능적인 안전 관리 시대로의 전환을 선언하고 있다. 이는 단순한 기술 규격의 변화를 넘어, 생산 현장의 패러다임을 바꾸는 철학적 토대를 제공한다.

5.1 ISO 10218-2가 제시하는 안전의 미래

본 표준이 그리는 미래의 안전한 작업 환경은 다음과 같은 특징을 갖는다.

• 상황 인지 기반의 동적 안전: 고정된 경계가 아닌, 센서 기술과 실시간 데이터 처리를 통해 작업자의 위치와 의도를 파악하고, 이에 맞춰 로봇의 행동(속도, 경로)과 안전 구역을 동적으로 변경하는 지능형 시스템이 보편화될 것이다.

• 데이터 기반의 정량적 안전: ’안전하다’는 주관적 판단이 아닌, 교정된 장비로 측정한 힘, 압력, 시간, 거리 등의 객관적인 데이터로 입증되어야 한다. 유효성 확인(Validation)의 강조는 모든 안전 주장이 검증 가능한 데이터에 기반해야 함을 의미한다.

• 융합적 안전 관리: 기계적, 전기적 안전(Safety)은 더 이상 독립적인 영역이 아니다. 시스템의 모든 기능이 네트워크로 연결됨에 따라, 외부의 디지털 위협으로부터 안전 기능의 무결성을 지키는 사이버 보안(Security)과의 융합이 필수적인 요소로 자리 잡을 것이다.

• 인간 중심의 설계: 안전은 생산성을 저해하는 제약이 아니라, 인간 작업자의 신체적, 정신적 부담을 줄이고 작업의 가치를 높이는 인간 중심 설계의 핵심 요소로 인식될 것이다.

5.2 시스템 통합자 및 사용자를 위한 최종 권고 사항

이러한 미래 지향적 로봇 안전 문화를 성공적으로 정착시키기 위해, 로봇 애플리케이션을 설계, 구축, 운영하는 모든 주체는 다음의 원칙을 내재화해야 한다.

1. 지속적인 학습과 최신화: 기술과 표준은 끊임없이 진화한다. ISO 10218-2의 최신 개정 사항을 포함한 관련 표준들을 지속적으로 학습하고, 이를 내부 설계 및 검증 프로세스에 신속하게 반영하는 조직적 노력이 필요하다.

2. 위험성 평가의 내재화: 위험성 평가는 인증을 위해 제출하는 일회성 서류 작업이 아니다. 이는 설계 초기 구상 단계부터 시작하여, 설치, 운영, 그리고 설비 변경 및 폐기에 이르기까지 전 생애주기에 걸쳐 살아 움직이는 핵심적인 안전 관리 문화로 자리 잡아야 한다.

3. 검증과 유효성 확인의 철저함: 설계 도면상의 안전(검증)과 실제 현장에서의 안전(유효성 확인) 사이에는 항상 간극이 존재할 수 있다. 이 간극을 메우는 것은 오직 철저하고 반복적인 시험과 그 결과에 대한 정직한 기록뿐이다. 이는 안전을 보장하는 마지막 보루이자 가장 중요한 책임이다.

4. 총체적 접근의 생활화: 안전은 더 이상 로봇 하나의 문제가 아니다. 로봇, 엔드 이펙터, 공작물, 제어 소프트웨어, 주변 장치, 작업자의 동선, 그리고 보이지 않는 네트워크까지, ’애플리케이션’을 구성하는 모든 요소를 하나의 유기적인 시스템으로 인식하고, 이들 간의 상호작용에서 발생할 수 있는 모든 잠재적 위험을 고려하는 총체적 시각이 요구된다.

결론적으로, ISO 10218-2는 단순히 따라야 할 규칙의 목록이 아니라, 미래의 생산 현장에서 인간과 로봇이 어떻게 조화롭게 공존하며 더 높은 가치를 창출할 수 있는지에 대한 청사진을 제시하는 안내서다. 이 안내서의 원칙을 깊이 이해하고 실천하는 것이야말로 진정으로 안전하고 지속 가능한 자동화의 미래를 여는 열쇠가 될 것이다.

6. 참고 자료

1. EN ISO 10218-2: Robot systems and integration - Gt-Engineering, https://www.gt-engineering.it/en/technical-standards/en-iso-standards/en-iso-10218-1-safety-requirements-for-industrial-robots/en-iso-10218-2/
2. EVS-EN ISO 10218-2:2025 - EVS standard evs.ee | en, https://www.evs.ee/en/evs-en-iso-10218-2-2025
3. ISO 10218-2:2025—Industrial Robot Applications - The ANSI Blog, https://blog.ansi.org/ansi/iso-10218-2-2025-industrial-robot-applications/
4. SVENSK STANDARD SS-EN ISO 10218-2:2011, https://elstandard.se/documents/preview/2973601
5. Part 2: Robot systems and integration (ISO 10218-2:2011 - Intertek Inform, https://www.intertekinform.com/preview/98698713709.pdf?sku=875544_saig_nsai_nsai_2081282
6. Updated ISO 10218 | Answers to Frequently Asked Questions (FAQs) | A3, https://www.automate.org/robotics/blogs/updated-iso-10218-faq
7. The new robotics standard ISO 10218 - KEBA, https://www.keba.com/en/news/industrial-automation/interview-robotics-standard
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67. Robots, Cobots and Their Impact on Automotive Assembly - USC Consulting Group, https://usccg.com/blog/robots-cobots-and-their-impact-on-automotive-assembly/
68. Industrial robotics applications: Where robots are making the biggest impact - Standard Bots, https://standardbots.com/blog/industrial-robotics-applications
69. Robotics Electronics Safety/Security - VerveTronics, https://www.vervetronics.com/robotics-safety-security/
70. ISO 10218: Ensuring Safety in Industrial Robotics - Jama Software, https://www.jamasoftware.com/requirements-management-guide/industrial-manufacturing-development/iso-10218-ensuring-safety-in-industrial-robotics/
71. Implementing Speed and Separation Monitoring in Collaborative Robot Workcells | Request PDF - ResearchGate, https://www.researchgate.net/publication/315732907_Implementing_Speed_and_Separation_Monitoring_in_Collaborative_Robot_Workcells
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73. KISA 제품인증 - 대한산업안전협회, https://www.safety.or.kr/safety/main/contents.do?menuNo=200366
74. 안전인증(협동로봇 설치 작업장 안전인증) - 세이프틱스, https://safetics.io/dict/cobotsafetycertification