[칼럼]스마트 팩토리 도입을 위한 조건
최근의 제조혁신 아이콘은 단연 스마트 팩토리이다.
주변의 넘치는 정보로 인해 스마트 팩토리에 대한 다양한 견해와 정의가 공존하고 있지만, 대개의 스마트 팩토리는 기술의 발전에 의해 진화된 산물이고, 초일류기업으로 가기 위한 효율적인 플랫폼이며, 최적을 추구하는 빌드업 과정이라는 인식을 공유하고 있다.
■ 용석균 대표 / 솔리드이엔지
한국스마트제조산업협회 부회장
skyong@solideng.co.kr
정부 중소기업 스마트 제조혁신 전략
정부는 이런 인식을 바탕으로 중소기업을 통한 제조강국의 실현이라는 명제를 위해 2018년 12월 “중소기업 스마트 제조혁신 전략”을 발표했다.
제조업 전반의 스마트 혁신을 추구하며, 그 목표로 2022년까지 전국에 스마트공장 3만개 구축과 선도 스마트산업단지 10개 조성이라는 수치까지 제시했다. 이를 위해 구축과 공급기업 모두를 위한 펀드를 조성하고, 지역주도형 지원모델과 대기업을 통한 구축지원을 강화하고, 스마트산업단지 조성을 위해 2019년에는 국가산업단지 2곳의 선도 산업단지도 운영할 예정이다. 이러한 정부 시책의 주요 근간은 적절한 제조혁신 방법의 지원 및 정착에 있다. 한국 제조업의 근간이 되어야 할 중소기업의 스마트 팩토리 구축에 쉽게 다가갈 수 있도록, 지역과 산업을 연계함은 물론 공유 가능한 데이터 환경 구축을 하고, 상생형 모델을 통해 대기업과의 협업 모델구축을 지원한다.
스마트 팩토리 시장 규모
국내 스마트공장 구축 지원은 2017년 기준 약 7800개에 이르렀으며, 시장규모는 정부차원의 지원정책 확대와 대기업의 자체적인 도입 가속화로 2020년 약 6조 1천억에 달할 것으로 전망되며 매년 10%가 넘는 성장이 예상되고 있다.
글로벌 시장의 경우 규모적 측면에서는 2020년 공장자동화 기기 및 시스템이 약 45조 2천억, 지능형 생산시스템이 약 30조 2천억으로 폭발적 성장이 예측되고 있다. 특히 성장의 중심에 있는 산업용 로봇시장은 2025년 약 39조로 제조산업에 광범위하게 활용되어, 시장이 3배 이상 성장할 것으로 예측된다. 인공지능은 시장에의 보급 및 확산이 본격화될 것으로 보이는 2020년에 약 51조의 시장이 전망되고 있으며, 본격적인 성장기에 접어든 IoT(사물인터넷) 시장은 2019년 약 1.3조 달러로 급격한 성장을 보일 것으로 예측되고 있다.
스마트 팩토리 도입을 위한 전제조건
글로벌 스마트 팩토리 시장은 조사기관에 따라 작게는 8%에서 크게는 15%까지의 급격한 성장을 예상하고 있으며, 국내시장 또한 실제 가파른 상승곡선을 그리고 있다. 이와 더불어 어떤 준비를 통해 도입과 구축을 진행해야 하는가에 대한 고민 또한 증가하고 있다.
한국의 제조업은 지난 수십 년간 Fast Follower의 위치에 있었지만 이제는 우리 나름의 방법을 통해 선두 주자로의 발돋움을 준비 진행하고 있다. 국내 굴지의 S사를 위시로 하여 대규모 생산라인을 구축한 현장에서는 예전부터 ‘3정 5S’라는 철학을 바탕으로 원가절감, 리드타임 단축, 품질향상 등을 이뤄왔다. ‘3정 5S’는 정품, 정량, 정위치를 의미하며, 5S는 정리, 정돈, 청소, 청결, 습관화를 말한다. 이것은 제조 현장에서 일상의 업무를 대하는데 있어 아주 기본적인 원칙이며, 쉬워 보이지만 지키기는 결코 쉽지 않은 필요 습관이며 업무의 기본이다.
전 생산 공정을 포함한 기획부터 설계, 생산, 유통, 판매의 모든 과정이 포함된 스마트 팩토리의 기본 또한 충실한 ‘원류데이터의 정확한 생성 및 관리’이다.
즉, 제조의 자동화나 스마트화(지능화)는 제조공정 자체만 혁신한다고 가능한 것이 아니고, 그 원류 단계인 상품기획부터 설계, 자재 구매, 공급망 관리, 생산, 서비스 등 기업 전반에 걸친 전 공정이 End to End의 개념으로 일관되게 혁신되고, 그 공정상에 흐르는 데이터의 디지털 연속성이 확보되었을 때 비로소 추진 성과가 나타나게 된다.
이때 가장 중요한 기본기에 해당하는 것이 바로 원류 데이터의 무결성이며, 이것은 제조에 있어 ‘3정 5S’의 철학처럼 데이터도 ‘정확한 데이터’가 ‘정확한 장소’에 ‘정확한 타이밍’에 공급될 수 있어야 함을 의미한다.
스마트 팩토리를 준비하는 ‘CEO Insight’
불과 10여 년 전만 해도 세계에서 가장 가치가 높은 기업은 엑슨 모빌 같은 에너지 산업의 기업이었으나 지금은 소위 FAANG라 불리는 기업들 즉 페이스북, 아마존, 애플, 넷플릭스, 구글과 같은 ICT 기업들이 그 자리를 대신하고 있으며, 이들이 제공하는 디바이스나 소프트웨어, 서비스가 Base Infra가 되어 지금의 세계 경제 발전에 큰 기여를 하고 있다. FAANG의 막강한 힘은 시시각각 생성되고 있는 방대한 데이터에서 나오고 있으며, 이러한 빅데이터가 현대 산업과 경제 발전의 Core Resource가 되고 있다.
과거의 제조업은 생산 시설의 규모와 생산량이 크고 많을수록 생산에 소요되는 한계비용이 줄어드는 '규모의 경제'라는 틀에서 운영되었지만, 현대의 제조업은 소량 생산은 물론 경제성 또한 확보해야 하는 트렌드로 진화 중에 있다. 즉, 3D 프린팅, 스마트 팩토리 등의 제조기반을 갖춘 소규모 마이크로 팩토리의 등장에 따라 이들 서비스를 고객과 직접 연결해 주는 On-demand 플랫폼 서비스도 활성화될 것이다.
독일 아디다스의 ‘스피드 팩토리’는 이런 혁신적 변화로 고객과 서비스(기업)을 연결시킨 극명한 경우이다. 상품기획과 디자인을 거쳐 개발, 생산 및 물류시스템을 통해 고객에게 배송되기까지 1년 6개월여가 소요되는 기존의 제품 주기가 ‘스피드 팩토리’의 도입을 통해 약 15일로 단축되었다.
더구나 공장은 예측을 통해 사전 제작된 재고를 주문과 동시에 고객에게 배송하는 개념이 아닌, 소비자의 주문의뢰 시점부터 자재 수배와 생산 계획을 세워 공정에 들어가게 된다.
이때 고객이 모양, 색상이나 재질 등 다양한 옵션을 통해 개인의 취향을 반영한 선택 후 주문을 마치게 되면 그로부터 다섯시간 이내에 생산이 완료되는 과정을 통해, 기업은 재고 보유율 제로에 도전하는 Operation Excellency를 실현할 수 있다.
이러한 모든 것은 사물인터넷(IoT) 기술을 통해 모든 공정을 센서와 인터넷으로 연결하고, PLM과 ERP, SCM과 물류, MES의 데이터를 Physical한 공장과 연계할 수 있는 스마트 팩토리 솔루션이 있기에 가능한 일이다.
글로벌 기업들은 Real time 센서네트워크, 생산로봇의 고도화, 전체 공정 및 물류와 연결된 데이터 기반 시스템을 하나의 플랫폼 상에서 운영하기 위한 급진적 제조혁신을 추진하고 있다.
스마트 팩토리 내에서는 다양한 종류의 센서들이 수많은 데이터를 감지하고, 이와 연계된 여러 관리 및 제어 시스템들이 빅데이터의 원활한 공유와 처리를 위해 클라우드 인프라 내에서 운영된다. 또한 Gathering된 빅데이터는 유의미한 Insight를 제공하는 수준으로 분석되고 다시 머신에 전달된다. 그리고 공장내 장비와 부품들이 상호 커뮤니케이션을 통해 스스로 생산 고도화가 이루어지게 된다.
과거의 대량생산 체제는 가격 파괴와 절약 지향적인 소비자의 욕구 충족을 위한 제조업의 대응이었다. 오늘날의 소비자는 제품에 대한 폭넓은 인지력과 개성표출을 우선순위에 두는 성향을 보여주고 있다.
보다 쉽게 많은 정보에 접근하고 제품의 스펙이나 기능보다는 오히려 그 제품의 사용자 경험을 중시하고, 이를 판단의 근거로 소비하는 시대가 이미 열렸다. 즉, 현대의 소비자 ‘Needs’는 무엇보다 다양한 정보 검색을 통해 자신만을 위한, 자신의 욕구에 최적화된, 그러면서도 ROI(Return On Investment)가 높은 제품을 용이하게 구매하는 것에 초점을 맞추고 있다.
이제 제조업도 고객과 시장의 Trend에 맞추어 끊임없는 변화와 혁신을 추구해야 한다. 자신들의 최종 소비자가 개인이냐 기업이냐는 더 이상 중요치 않다.
무엇보다 고객의 사고와 행동양식이 변하고 있으며, 그들의 잠재 Needs가 변하고 있다는 사실에 주목해야 한다.
이것이 바로 CPS나 스마트 팩토리와 같은 디지털 인프라를 적극 활용하여, 지금의 생산체계를 남보다 한발 먼저 고도화해야 하는 이유이다.
용석균
작성일 : 2019-02-13
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