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[알아봅시다] ICT와 제조업의 결합 … 무르익는 스마트 팩토리

강해령 기자   strong@
입력 2018-06-28 18:00

AI 기반 생산시스템으로 진화 … 10~15% 비용절감 기대
다양해진 소비자 요구에 실시간 대응
가치사슬 수평적 통합으로 확대·발전
생산현장 문제예방·신사업 발견 효과


[알아봅시다] ICT와 제조업의 결합 … 무르익는 스마트 팩토리



[알아봅시다] ICT와 제조업의 결합 … 무르익는 스마트 팩토리
포스코의 스마트 팩토리 솔루션 '포스프레임' 포스코 제공

[디지털타임스 강해령 기자] 제조업과 정보통신기술(ICT)을 융합해 경쟁력을 창출하는 4차 산업혁명 가속화에 따라, 스마트 팩토리 구축과 맞춤형 생산은 필수가 됐습니다.

특히 세계 금융위기 이후 동반된 제조업 침체가 경제 전체에 큰 영향을 끼치면서 많은 국가가 제조업의 중요성을 깨닫고 앞다퉈 제조 혁신을 위한 대규모 투자와 정책 수립 등의 대안을 마련하고 있습니다. 스마트 팩토리의 최근 동향을 알아보고, 앞으로 1~2년 동안 중요하게 부각될 것으로 예상되는 스마트 팩토리 관련 이슈와 전망을 살펴보겠습니다.

스마트 팩토리는 4차 산업혁명이 제조업에서 가시적으로 구현되는 생산 시스템을 말합니다. 이 시스템은 ICT 기술을 융복합한 형태로, 제조를 넘어 새로운 가치 창출을 위한 종합 솔루션이라고 할 수 있습니다. 제조업과 ICT 사이의 융합으로 산업 기기와 생산 전 과정이 네트워크로 연결되고, 소비자의 구매 욕구에 유연하게 대응하는 것을 목표로 하고 있습니다.

스마트 팩토리가 구현되면 각 공장에서는 수집된 데이터를 기반으로 분석하고 의사 결정하는 데이터 기반의 공장운영 체계를 갖춤으로써, 생산 현장에서 발생하는 현상, 문제들의 상관관계를 얻어낼 수 있고 원인을 알기 힘들었던 돌발 장애, 품질 불량 등의 원인도 알아낼 수 있습니다. 숙련공들의 노하우를 축적해서 데이터로 만들어 누구나 쉽게 활용할 수 있고, 비숙련자들도 돌발 상황에 대응할 수 있도록 원격 조정할 수도 있습니다.

스마트 팩토리는 앞으로 인공지능을 결합한 생산 시스템으로 진화할 것으로 기대됩니다. 공장자동화의 수직적 통합 단계를 넘어 가치사슬의 통합으로 발전하고 있습니다. 지금까지 공장자동화의 개념은 '공장'과 '제조'의 범위로 볼 수 있으나, 최근 스마트 팩토리 기술은 다양해진 소비자의 요구사항에 실시간 대응하기 위해 가치사슬의 수평적 통합으로 확대·발전하는 것입니다. 수평적 통합 지원 기술에는 컴퓨터 지원설계(CAD)/컴퓨터 이용 공학(CAE) 등을 포함한 제품수명주기관리(PLM)솔루션, 시제품 생산이 수월한 3D 프린터, 가상과 실재를 연동할 수 있는 사이버 물리 시스템, 제조 프로세스 분석을 위한 공정 시뮬레이션 등이 포함됩니다.

스마트 팩토리 시장은 나날이 성장하고 있습니다. 시장의 기대도 커지고 있습니다. 시장조사업체 마킷앤마킷츠에 따르면 세계 스마트 팩토리 시장 규모는 2016년 1209억달러(약 135조원)였지만, 2017년부터 연평균 9.3% 성장해 2022년에는 2054억달러(약 240조원)에 이를 전망입니다.

투자은행 골드만삭스는 스마트 팩토리를 도입함으로써 기업들이 공장 당 평균 10~15% 비용절감 효과를 거둘 수 있고, 세계적으로 5000~6500억 달러의 잠재적 경제 효과가 기대된다고 발표했습니다. 특히 전자, 기계, 식음료, 자동차, 화학/플라스틱, 금속 업종에서 비용 절감 효과가 클 것으로 예상했습니다.


컨설팅 업체 맥킨지도 산업용 공장이 사물인터넷을 적용하는 산업 중 잠재적 경제 효과가 가장 큰 분야라고 전망했습니다.

전문가들은 스마트 팩토리의 핵심 기술 가운데 '디지털 트윈'을 주목합니다. 디지털 트윈은 실제 세계를 디지털 세계로 복제한 것으로, 제품·서비스·프로세스 등 실제 세계 데이터를 기반으로 시뮬레이션해 일어날 수 있는 문제를 예방하고 새로운 사업 기회를 발견하는 것이 목적입니다. 2002년부터 제안됐던 오래된 개념이지만, 최근 사물인터넷과 클라우드·빅데이터 기술의 발전에 힘입어 실제에 더 근접한 시뮬레이션이 가능해지면서 다시 이슈로 떠올랐습니다. 시장조사업체 가트너는 2016년과 2017년, 2년 연속으로 10대 전략 기술 중 하나로 디지털 트윈을 선정하기도 했습니다.

가트너는 2021년까지 산업용 제품을 생산하는 대기업의 절반 정도가 디지털 트윈을 도입할 것으로 전망했습니다. 이미 많은 기업들이 디지털 트윈을 도입하고 있습니다.

특히 디지털 트윈 기술을 도입한 기업 가운데 전기전자·기계, 항공·국방, 자동차, 에너지 등 중공업 관련 기업의 비율이 80%에 달합니다. 전문가들은 단가가 비싸고, 구조와 설계가 복잡하며, 사용기간이 길고, 운용 중 점검이 까다로우며, 지속적인 유지 보수가 필요한 제품을 생산하는 중공업 사업에서 디지털 트윈 수요가 높게 나타난다고 설명합니다.

국내외 전문가들은 조만간 스마트 팩토리 플랫폼 주도권 경쟁이 치열해질 것으로 예상하고 있습니다. 해외에서 스마트 팩토리 플랫폼을 제공하는 기업 유형은 크게 2가지로 구분되는데, 첫째는 아마존·마이크로소프트·구글 등 'IT 그룹'과 GE·지멘스·슈나이더 일렉트릭 등 '산업자동화 그룹'이 있습니다. 이러한 가운데 올해부터 스마트 팩토리 플랫폼을 생산하는 국내 기업들도 점차 입지를 넓혀 나갈 것으로 기대됩니다.

세계에서 처음으로 철강연속공정의 특성을 반영한 스마트 팩토리 플랫폼 '포스프레임'을 자체 개발한 포스코는 올해부터 다른 업종과 기업에 이 플랫폼을 확산할 방침입니다.

도움말= 정보통신기술진흥센터

강해령기자 strong@dt.co.kr



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