[4차 산업혁명과 직업의 미래] 7. 스마트팩토리의 현재와 미래

Clip IT 6차 강연(9월 7일)은 ‘스마트팩토리의 현재와 미래사회’를 주제로 권진만 씨가 발표했다. 권진만 씨는 ㈜크레스프리(Cresprit)의 대표이사로 공장 내 제조시설의 생산성 향상을 위한 모니터링 등의 서비스를 제공하는 ALOOH IoT(Industrial IoT) 플랫폼을 개발∙운영하고 있다.

Clip IT 7차 강연은 10월 5일(금)에 ‘사물인터넷의 현재와 미래사회”를 주제로 서울 역삼동 ‘마루 180’ 1층에서 진행된다. 연사로 나서는 이정용 씨는 현재 KT IoT 사업부문에서 근무하고 있으며 지은 책으로 ‘사물인터넷, 실천과 상상력’, ‘스타트업 코리아’ 등이 있다.

스마트팩토리 도입 배경

국내 총생산에서 제조업의 비중은 30%에 육박한다. OECD 국가 중 1위이고, 경쟁국가인 일본(18%), 미국(12%) 등에 비교해 높은 수치를 기록하고 있다. 이러한 국내 제조업이 현재 위기를 맞이하고 있다. 국내 제조업의 경쟁률은 2014년 4위, 2015년 5위에서, 2020년 6위까지 떨어질 것으로 전문가들은 예상하고 있다. 이에 국가적인 차원에서 제조업 경쟁력 향상을 위한 방법으로 스마트팩토리 도입을 추진하고 있으며, ICT와 결합하여 다방면으로 노력을 기울이고 있는 중이다.

스마트팩토리란?

스마트팩토리란 산업현장의 생산성 향상을 위해 인공지능, IoT(Internet of Things) 등 다양한 기술이 융합된 자율화된 공장을 스마트팩토리라고 한다. 예를 들어 IoT(Internet of Things)는 대표적으로 센서와 디바이스 간의 통신에 사용되고 있다. 센서에서 다양한 데이터를 수집하고, 이를 게이트웨이(Gateway)나 서버에 전송한 후, 서버는 데이터를 분석하고 분석결과를 보여주며, 관리자에게 전송한다. 이때, AI(Artificial Intelligence), 머신러닝(Machine Learning) 기술이 적용된 서버(Cloud)는 빅데이터(Bigdata)를 분석하여, 설비의 고장이나 이상을 예측하고, 생산성 향상을 위한 방법을 제시해준다.

<Digital Twin기술이 적용된 GE의 Predix(출처 : ge.com)>

 

향후에는 다양한 방식으로 기술이 융합되어 고도화된 스마트팩토리로 발전될 전망이다. 대표적인 예로 디지털 트윈(digital twin)을 들 수 있다. 컴퓨터에 현실 속 사물의 쌍둥이(Twin)를 만들고, 현실에서 발생할 수 있는 상황을 컴퓨터로 시뮬레이션 함으로써 결과를 미리 예측하는 기술이다. 쉽게 설명하자면 데이터를 기반으로 가상 공간에서 미리 시뮬레이션 해보는 것으로, 시뮬레이션을 위해서는 방대한 데이터(Big data)의 수집(IoT), 분석 그리고 예측을 위한 인공지능(AI), 시뮬레이션을 위한 AR(증강현실), VR(가상현실)과 같은 기술들이 필요하다. 특히 산업현장에서 디지털트윈을 통해 작업 프로세스를 미리 시뮬레이션 해 봄으로써 손실을 줄이고 작업의 효율성을 높일 수 있다.

 

또 다른 스마트팩토리에서의 주요 기술로 엣지 컴퓨팅(Edge Computing)을 들 수 있다. 엣지컴퓨팅 기술은 2018년 가트너에서 선정한 10대 전략기술의 하나로 산업 현장에서 발생하는 방대한 데이터를 클라우드에 한번에 업로드 하지 않고, 엣지(Edge)에서 사전에 처리한 후에 선별적으로 데이터를 전송, 서버와 엣지가 연동하여 데이터 분석 및 실시간 제어를 수행하는 기술이다. 엣지 컴퓨팅의 장점은 데이터 처리의 지연 시간을 줄이고, 즉각적인 현장 대처가 가능하다는 것이다. 공장에서 생산되는 데이터가 점점 기하급수적으로 늘어나 서버 부하가 염려되는 가운데 데이터를 빠르고 효율적인 처리하는 엣지 컴퓨팅은 스마트팩토리에서 더욱 각광을 받을 것으로 예측된다.

엣지 컴퓨팅은 인공지능(AI), 머신러닝(Machine Learning)과 결합하여, 더 큰 시너지 효과를 나타낼 것으로 전망된다. 국내 엣지 컴퓨팅 선도 기업인 크레스프리에서도 클라우드에서 방대한 데이터와 알고리즘을 분석해 머신러닝 모델을 생성하고, 이를 엣지에 전달하여 실시간으로 데이터를 처리하는 스마트팩토리 플랫폼을 제공하고 있다.

< 크레스프리의 ALOOH Edge Computing 플랫폼>

 

스마트팩토리의 미래와 미래 사회

스마트팩토리는 생산방식의 변화를 가져올 전망이다. 중국의 맞춤형 정장 제조 기업인 Kutesmart의 경우 스마트팩토리 도입을 통해 C to M(Customer to Manufacturer) 생산 방식을 구현하여 하루에 4천벌 이상의 맞춤형 정장을 생산해내고 있다. 버스가 고객의 집 앞에 찾아가 신체치수를 2초만에 스캐닝하고, 고객은 어플리케이션을 통해 정장의 스타일 색상을 고른다. 이 정보는 카드에 저장되어 각 공정에 전달되고, 각 공정에서는 카드 정보에 따라 재단이 진행된다. 이전에 하루에 200-300벌만 생산이 가능하던 이 기업은 스마트팩토리 도입 후 하루에 4천벌 이상을 생산하고 있으며 매출의 80%이상이 유럽지역에서 나오고 있다.

스마트팩토리의 발전은 공장의 위치도 변화시키고 있다. 최근 선진국에서 나타나는 주요 현상 중의 하나는 바로 리쇼어링(Reshoring)의 가속화이다. 리쇼어링(Reshoring)이란 인건비 등 각종 비용 절감을 이유로 해외에 나간 자국 기업들이 다시 본국으로 돌아오는 현상을 의미하는 용어이다. 2000년대 초반까지는 국가적 차원에서 세제 혜택 등의 회유책을 통해 추진이 되어왔지만, 스마트 팩토리의 등장으로 인해 자국 내 스마트팩토리에서의 제조 비용과 중국이나 멕시코와 같은 제 3국에서 제조 후 수출 비용에 큰 차이가 없어 리쇼어링 현상은 더욱 가속화되고 있다.

특히 생산시설과 소비지가 가까운 환경에서는 물류비 절감의 효과가 크기 때문에, 최대 소비시장인 북미의 중심 미국과 유럽의 중심 독일의 경우 리쇼어링에 매우 유리한 상황이다. 독일의 경우 아디다스 공장이 남부 인스바흐에 설립되었으며, 다국적 자동차기업인 미국의 피아트크라이슬러와 일본의 혼다는 멕시코 조립 공장의 본국의 이전을 추진 중이다.

국내 스마트 팩토리 수준과 제조업 현황

현재 국내 스마트팩토리의 단계는 일부 대기업을 제외하고 대부분 기초단계 수준 혹은 중간 수준 1단계에 머물러 있다. 2016년 발표된 스위스 최대은행 유니언뱅크(UBS)에 따르면 한국은 4차산업혁명 적응 준비 순위에서 139개국 중 25위를 차지하고 있다. 2015년 OECD국가 중 노동생산성 순위에서는 28위를 기록하였다. 31.8로 평균인 46.7에 못 미치는 수치이다. 또 저 출산으로 인한 노동인구의 감소로 인해 노동력 부족현상이 올 수 있다고 전문가들은 예측하고 있다. 이러한 상황에 대한 해결책으로 민관이 협력하여 스마트팩토리를 추진하고 있지만 현실적인 문제로 인해 추진이 쉽지 않은 상황이다.

<국내 스마트팩토리 수준>

 

국내 스마트 팩토리의 방향

독일과 일본의 경우 초기 CIM(컴퓨터를 이용한 자동화 제조 방식)은 현장 인력의 반발로 실패하였다. 선진국의 경우 현재 스마트팩토리에는 여전히 많은 노동자들이 현장에 존재한다. 국내도 마찬가지로 현장 인력의 협조가 우선적인 과제이다. 근로자에게는 스마트팩토리의 도입이 공장 내 사고를 방지하고 손실을 최소화하고, 노동생산성을 높이고 설비의 효율성을 향상시킨다는 인식을 주어야 한다. 또 이러한 생산성 향상의 결과가 근로시간의 단축과 임금 상승으로 이어지도록 사측의 노력이 필요하다. 4차 산업혁명으로 인해 사회 전반적으로 많은 변화가 예상되는 가운데, 국가의 근간산업인 제조업 위기 극복을 위해 스마트팩토리가 그 주도적인 역할을 할 것으로 기대가 된다.

정리 / IT동아 김영우(pengo@itdonga.com)

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