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통합검색 " 인과관계 AI"에 대한 통합 검색 내용이 6개 있습니다
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[칼럼] 스마트 엔지니어링과 제조 지능화를 위한 AI 활용 전략
트렌드에서 얻은 것 No. 28   ▲ 클릭하면 큰 그림으로 볼 수 있습니다.   21세기 제조 산업은 기계적 자동화를 넘어 데이터와 인공지능(AI)이 설계, 생산, 운영의 전 과정을 주도하는 지능형 시대로 진입하고 있다. 2025년을 기점으로 인공지능은 생산성을 보조하는 도구의 단계에서 벗어나, 엔지니어링의 근간을 재정의하는 ‘AI 네이티브(AI-native)’ 환경의 핵심 인프라로 자리 잡았다. 과거의 제조 방식이 숙련공의 경험과 직관에 의존하는 결정론적(deterministic) 방식이었다면, 미래의 스마트 엔지니어링은 방대한 산업 데이터를 기반으로 최적의 의사결정을 자율 수행하는 확률론적(probabilistic) 방식으로 전환되고 있다. 이번호 칼럼에서는 글로벌 선도 기업의 실무 적용 사례를 통해 2026년 제조업이 나아가야 할 방향을 알아보고자 한다.   스마트 엔지니어링의 역사적 진화와 패러다임의 전환 스마트 엔지니어링의 역사는 물리적 모델을 디지털 공간으로 옮기려는 지속적인 노력의 산물이다. 1990년대 초반, 보잉은 777 기종의 개발 과정에서 CAD를 활용한 디지털 목업(DMU) 기술을 도입하며 설계 혁신을 시작했다. 이는 종이 도면 없이 항공기 전체를 3D 상에서 검증한 최초의 사례로 기록된다. 이후 2010년대에 들어서며 에어버스 A350의 사례와 같이 설계 리뷰 전 과정이 디지털화되었고, 2020년대에 이르러서는 복제를 넘어 물리적 대상과 실시간으로 데이터를 주고받는 디지털 트윈(digital twin) 기술이 성숙기에 접어들었다. 2025년부터 2026년 사이의 기술적 전향점은 이러한 디지털 트윈이 AI 네이티브 지능을 탑재하기 시작했다는 점이다. 이제 엔지니어링 업무의 30%를 차지하던 과거 데이터 검색 및 비부가가치 활동은 구체적인 사례가 공개되고 있지는 않지만, 시대의 흐름에 따라 서서히 생성형 AI와 검색 증강 생성(RAG) 기술로 대체되어 갈 것으로 보인다. 또한, 글로벌 기업의 끊임없는 연구로 인해 엔지니어는 반복적인 분석 대신 창의적인 문제 해결과 맥락적 의사결정에 집중하는 ‘코파일럿(co-pilot)’ 시대도 곧 맞이할 것으로 예상된다.     이러한 패러다임의 전환은 한국 제조업에도 시급한 과제다. 미국, 독일, 일본 등 주요 제조 강국과 비교할 때 한국의 제조업 부가가치율은 여전히 상대적으로 낮은 수준에 머물러 있으며, 대기업과 중소기업 간의 생산성 격차는 약 4배에 이른다. 고령화와 저출산으로 인한 노동력 감소, 근로시간 단축 등 제약 사항이 증가하는 상황에서 AI를 통한 제조 지능화는 선택이 아닌 생존을 위한 필수 전략으로 부상하고 있다.   제조 지능화를 위한 AI 핵심 활용 방안 및 기술 분석 제조 현장에서 AI를 실무에 적용하는 방식은 정보 추출부터 복잡한 공정 시뮬레이션 및 자율 제어에 이르기까지 넓은 영역을 포괄한다. 지능형 지식 검색 및 데이터 파이프라인 최적화는 엔지니어링 업무의 상당 부분은 과거의 기술 문서, 도면, 실험 데이터를 찾는 데 소요된다. 최근의 RAG(Retrieval Augmented Generation) 기술은 수십 년간 축적된 비정형 데이터(PDF, 엑셀, 문서)를 벡터 데이터베이스(vector DB)로 변환하여 자연어 질문에 답변하고 근거가 되는 출처를 명확히 제시함으로써 환각(hallucination) 문제를 해결하고 있다. 이는 글로벌 프로젝트에서 기술 문서의 실시간 번역과 용어 표준화를 지원하여 협업 효율을 극대화한다. 또한, 연구 프로세스 개선을 위해 데이터 파이프라인 중심의 자동화가 추진되고 있다. 기존의 실험 연구자가 수기로 기록하던 방식에서 벗어나 디지털화된 시료 분석과 제어 데이터를 클라우드 협업 환경에 통합함으로써, 연구 산출물의 재현성을 높이고 멘토링의 질을 개선하는 것이 핵심이다. 생성형 설계(generative design)와 제조 공법 인지는 엔지니어의 상상력을 정교한 설계안으로 구현하는 데 결정적인 역할을 한다. 설계자가 경량화, 강성 등 목표 조건과 재료, 제조 공법 등의 제약 조건을 입력하면 AI는 수백 가지의 대안을 생성한다. 특히 ‘제조 공법 인지(manufacturing-aware)’ 기능은 주조 공법 시 금형에서 제품이 빠져나올 수 있는 구배 각도를 자동 고려하거나 3축/5축 가공 시 공구가 접근할 수 없는 언더컷 형상을 배제하는 수준까지 진화했다. 일본의 니프코(Nifco)는 이를 활용해 전통적인 육각형 허니콤 구조를 넘어선 비정형 유기적 패턴을 설계함으로써 강성을 유지하면서도 재료 사용량을 획기적으로 절감하는 성과를 거두었다. 에이전틱 AI(agentic AI)와 자율적 프로세스 제어 부분을 살펴보면, 2026년의 주요 트렌드인 에이전틱 AI는 분석을 넘어 독립적으로 과업을 계획하고 실행하는 능력을 갖출 것이다. 기존의 AI가 ‘무엇이 잘못되었는가’를 알려주는 예측 도구였다면, 에이전틱 AI는 ‘어떻게 해결할 것인가’를 결정하고 실행한다.     인과관계 AI(causal AI)와 지식 조립 공장은 전통적인 머신러닝 모델은 데이터 간의 상관관계에 의존하기 때문에 ‘왜’라는 질문에 답하기 어렵고, 공정 환경이 변하면 모델이 붕괴되는 한계를 가진다. 이를 극복하기 위해 2026년에는 인과관계 AI가 제조업의 핵심 기술로 부상하고 있다. 인과관계 AI는 데이터 패턴 학습을 넘어 원인과 결과의 사슬을 규명한다. 예를 들어, 공장 내 배관의 결로 현상과 습도 데이터 사이에는 강한 상관관계가 존재하지만, 습도가 결로의 원인인지 혹은 그 반대인지를 명확히 정의하지 못하면 잘못된 설비 투자가 이루어질 수 있다. 인과관계 AI는 주다 펄(Judea Pearl)의 수학적 기초를 바탕으로 개입(intervention) 분석을 수행하여 ‘만약을 변경한다면은 어떻게 변할 것인가’라는 질문에 명확한 수치를 제공한다. 인하대학교 이창선 교수가 제시한 KAMG AI(Knowledge Assembly Factory) 개념은 AI가 스스로 모든 것을 만드는 것이 아니라, 인간 전문가가 설계한 ‘인과 지식 설계도(blueprint)’를 기반으로 AI가 지식을 조립하는 방식을 취한다. 이는 존재(entity), 속성(attribute), 관계(relation) 프레임워크를 통해 지식을 해부하고 표준화된 조립 공정을 거쳐 인과 예측 모델을 산출한다. 이 과정에서 엔지니어는 프로그래머가 아닌 시스템의 의미와 변수의 역할을 결정하는 ‘지식 설계자(architect)’로 거듭나게 된다. 데이터 거버넌스와 팔란티어 온톨로지(ontology) 전략의 핵심은, 제조 AI가 진정한 가치를 창출하기 위해서는 현장의 모든 데이터가 실시간으로 연결되는 ‘디지털 스레드(digital thread)’가 전제되어야 한다는 것이다. 팔란티어의 온톨로지 기술은 데이터 사일로(silo) 문제를 해결하고 기업의 전체 데이터 유니버스를 비즈니스 맥락으로 재구성하는 핵심 아키텍처를 제공한다. 온톨로지는 데이터를 분류하는 것을 넘어 업무, 조직, IT 시스템 간의 공통 언어를 제공한다. 팔란티어 파운드리는 기존 레거시 시스템(ERP, PLM, MES 등)의 데이터를 물리적으로 옮기지 않고 연결하며, 이를 객체(object)와 관계(link)로 모델링한다. 객체(entity) : 차량 모델, 부품, 공정, 설비, 고객 등 핵심 요소를 개체화한다. 속성(attribute) : 개체의 특징(온도, 압력, 재질, 작업 시간)을 정의한다. 관계(relationship) : ‘부품은 공정에서 사용된다’, ‘설계 변경은 생산에 영향을 준다’와 같은 업무적 연결을 구조화한다. 구축된 온톨로지 위에서 팔란티어의 AIP(Artificial Intelligence Platform)는 자연어 인터페이스를 통해 현장의 복잡한 상황을 분석하고 대응한다. 예를 들어, ‘5월 출하 지연 리스크를 요약해달라’는 명령에 대해 AI는 공급망, 재고, 생산 실적 데이터를 온톨로지 상에서 실시간으로 탐색하여 리스크의 원인을 파악하고, 대체 시나리오의 비용 효율을 시뮬레이션한 뒤 실행 승인을 요청한다. HD현대(전 현대중공업그룹)의 FOS(Future of Shipyard, 미래 첨단 조선소) 프로젝트는 2030년까지 세계 최초의 자율 운영 스마트 조선소를 구현하기 위해 팔란티어의 빅데이터 플랫폼인 ‘파운드리(Foundry)’를 도입하는 핵심적인 디지털 전환 사업이다. BMW는 팔란티어의 데이터 플랫폼인 파운드리를 도입하여 생산, 공급망 관리 및 품질 관리 시스템을 고도화하고 있다. 특히 팔란티어의 QMOS(Quality Management Operating System) 설루션을 통해 데이터 기반의 ‘제로 디펙트(zero defect, 무결점)’ 생산 환경을 구축하는 것이 핵심이다. 에어버스는 팔란티어의 파운드리 기술을 도입하여 항공기 제조 및 운항 데이터를 통합 관리하는 ‘스카이와이즈(Skywise)’ 플랫폼을 구축했다. 이를 통해 A350 인도 속도를 33% 향상시키고 운영 효율을 극대화하며, 데이터 기반의 의사결정 시스템을 혁신했다.   품질, 예지보전 및 에너지 최적화의 기술적 심화 AI가 제조 현장에 가져온 가장 직접적인 성과는 품질 비용 절감과 비가동 시간(downtime)의 최소화다. 현대트랜시스는 자체 개발한 AI 기반 품질 검사 시스템인 TADA(Transys Advanced Data Analytics) 스마트 설루션을 생산 현장에 적용하여, 기존 93% 수준이던 불량 검사 정확도를 99.9%까지 끌어올렸다. LG에너지솔루션은 AI 및 빅데이터 기술을 활용해 전 세계 생산 공장을 ‘지능형 스마트 팩토리’로 전환하고, 배터리 제조 품질과 생산 효율을 극대화하는 것을 AI 비전으로 삼고 있다. 특히, CDO 직속 AI 기술팀을 통해 공정 데이터를 분석하여 배터리 수명을 예측하고, 스마트 공장 기술을 적용하여 글로벌 생산 기지의 경쟁력을 강화하는 중책을 맡고 있다. 기존의 예지보전이 단일 센서의 임계치 모니터링에 의존했다면, 예지보전 2.0은 진동, 전류 파형, 소음, 온도를 동시에 분석하는 멀티모달(multi-modal) 방식을 취한다. AI는 고장 징후를 발견할 뿐만 아니라, ‘최근 3개월간의 패턴 분석 결과 내륜 손상이 의심되니 메뉴얼 45페이지의 베어링 교체 절차를 따르라’는 처방적 가이드를 생성형 AI를 통해 현장 작업자에게 즉시 전달한다. 포스코 광양제철소는 이를 연속 주조 설비에 적용하여 고장 예지 시스템을 성공적으로 구축했다. 탄소 배출 규제가 강화되는 가운데 AI는 에너지 사용량 예측과 최적화에 결정적인 역할을 한다. 슈나이더 일렉트릭은 예측 AI를 활용하여 산업 시설의 에너지 효율을 높이고 운영비를 절감하는 설루션을 제공하고 있으며, 한국그린데이터 등 국내 기업들도 AI 챗봇이 탑재된 운영 체제를 통해 제조업의 에너지 피크 관리와 전력 최적화를 지원하고 있다.   2026 글로벌 기술 트렌드 및 리더십의 우선순위 2026년은 AI가 ‘생산성 향상 도구’에서 ‘책임과 신뢰의 기반’으로 진화하는 해가 될 것이다. 딜로이트와 가트너 등의 보고서에 따르면 기업 리더들은 다음의 네 가지 영역에 집중해야 한다. 첫째, 에이전틱 리얼리티 체크(agentic reality check)이다. 챗봇 도입을 넘어 비즈니스 프로세스 자체를 재설계해야 한다. 보고서에 따르면 40%의 에이전틱 AI 프로젝트가 2027년까지 실패할 것으로 예상되는데, 이는 기술적 문제보다는 기존의 망가진 프로세스를 단순히 자동화하는 ‘자동화 함정’ 때문이라고 분석된다. 성공하는 기업은 엔드 투 엔드 프로세스 전체를 혁신하며 인간과 에이전트 팀을 오케스트레이션하는 모델을 채택하고 있다. 두 번째, 소버린 AI(sovereign AI)와 보안 거버넌스이다. 데이터 주권과 국가별 규제 대응이 중요해짐에 따라 소버린 AI 전략이 필수이다. 2026년에는 기업의 77%가 공급업체 선택 시 설루션의 원산지를 고려하며, 로컬 벤더를 중심으로 한 독립적인 AI 스택 구축이 확산될 것이다. 또한, 데이터 모델 오염(poisoning) 리스크에 대응하기 위한 예측적 OT 사이버 보안 체계 구축이 가속화될 전망이다. 세 번째, 피지컬 AI와 휴머노이드 로봇의 확산이다. 제조, 물류, 국방 분야를 중심으로 피지컬 AI의 도입이 급증하고 있다. 2026년에는 아시아-태평양 지역을 중심으로 피지컬 AI 채택률이 80%에 도달할 것으로 보이며, 이는 공장 내 정적인 자동화 설비를 대체하여 비정형 환경에서도 유연하게 대응하는 자율 운영 공장의 핵심 요소가 될 것이다. 네 번째, 지능형 컴플라이언스 및 표준화이다. 규제 당국 역시 AI를 활용하여 기업의 데이터를 실시간 모니터링하는 시대가 오고 있다. 이제 정기 감사에 대비하는 수준을 넘어, 시스템이 스스로 규정 위반 리스크를 예측하고 보고하는 ‘예측적 컴플라이언스’가 표준으로 자리 잡을 것이다.   실무자를 위한 실행 로드맵 스마트 엔지니어링을 위한 AI 활용은 더 이상 미래의 담론이 아닌 2026년 현재의 경영 핵심 과제다. 2026년은 지식 소유 자체가 무의미해지는 시점이며, AI가 생성한 결과물을 편집하고 맥락화하는 ‘아키텍트(architect)’ 능력이 엔지니어의 몸값을 결정짓게 될 것이다. 기업은 성공적인 AI 전환을 위해 다음의 3단계 로드맵을 고려해야 한다. 첫째, 지능형 설계 및 시뮬레이션 단계를 통해 아이디어를 가장 빠르게 현실화할 수 있는 데이터 환경을 구축해야 한다. 둘째, 스마트 생산 및 운영 단계를 통해 물리적 세계를 정밀하게 제어하고 최적화하는 디지털 스레드와 온톨로지 체계를 완성해야 한다. 셋째, 제품, 공장, 도시를 하나의 유기체로 연결하는 생태계 통합 단계로 나아가야 한다. AI는 도구가 아니라 설계–생산–운영 전반을 학습하고 최적화하는 ‘지능형 플라이휠(intelligent flywheel)’이다. 지금 이 순간에도 데이터는 쌓이고 있으며, 이를 인과관계로 해석하고 에이전틱 AI로 실행에 옮기는 기업만이 2026년 이후의 제조업 패러다임 변화에서 승리자가 될 수 있을 것이다.   ■ 류용효 디원의 상무이며 페이스북 그룹 ‘컨셉맵연구소’의 리더로 활동하고 있다. 현업의 관점으로 컨설팅, 디자인 싱킹으로 기업 프로세스를 정리하는데 도움을 주며, 1장의 빅 사이즈로 콘셉트 맵을 만드는데 관심이 많다. (블로그)     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.
작성일 : 2026-03-05
로크웰 오토메이션, 스마트 제조를 위한 AI 투자 가속화에 주목
로크웰 오토메이션이 전 세계 제조기업의 디지털 전환 실태를 분석한 ‘2025 스마트 제조 현황 보고서’를 통해, 급변하는 경제 환경 속에서 제조기업들이 불확실성에 대응하기 위해 스마트 제조 기술을 어떻게 활용하는지를 분석했다. 이번 보고서는 로크웰 오토메이션과 시장조사 기관 사피오 리서치(Sapio Research)가 전 세계 17개 주요 제조국의 1500개 이상 제조기업을 대상으로 공동 진행한 글로벌 조사를 기반으로 작성되었으며, 전 세계 17개 주요 제조 국가에서 일반 관리자부터 최고 경영진까지 총 1567명의 응답자 피드백을 분석했다. 로크웰 오토메이션의 보고서는 전 세계 제조업계가 스마트 제조 전환 속도를 더욱 높이고 있다고 분석했다. 전체 응답 제조기업의 81%가 외부 및 내부 압력으로 인해 디지털 전환이 가속화되고 있다고 응답했다. 또한 제조기업의 56%는 이미 스마트 제조를 시범 운영 중이고, 20%는 대규모로 활용하며, 또 다른 20%는 미래 투자를 계획하고 있는 것으로 나타났다. 특히 인공지능(AI) 기술에 대한 관심이 두드러졌다. 전체 제조기업의 95%가 향후 5년 내에 AI/ML/생성형 AI에 투자했거나 투자 계획을 갖고 있다고 밝혔다. 생성형 AI 및 인과관계 AI에 투자하는 기업 조직은 전년 대비 12% 늘었다. 이런 결과는 AI 도입이 단순한 실험 단계를 넘어 비즈니스 성과를 높이기 위한 전략적 선택으로 자리 잡고 있음을 보여준다. 향후 12개월 동안 제조기업의 주된 AI 활용분야로는 응답자의 절반(50%)이 제품 품질 관리를 위한 AI/ML 도입을 꼽아, 2년 연속으로 AI의 대표적인 활용 사례가 됐다. 또한, 사이버보안은 AI 활용 계획 분야 중 두 번째로 높은 응답률(49%)을 기록하며, 제조 환경에서 보안 리스크에 대한 경각심이 높다는 것을 보여준다. 이어서 프로세스 최적화(42%), 로봇(37%), 물류(36%) 등이 AI/ML의 주요 활용 분야로 예상됐다.   ▲ 이미지 출처 : ‘2025 스마트 제조 현황 보고서’ 캡처   보고서는 AI 기술이 인력 문제 해결에서도 중요한 역할을 한다고 짚었다. 전체 응답 기업의 48%는 스마트 제조 기술 투자를 통해 기존 인력을 재배치하거나 신규 채용할 계획이라고 밝혔으며, 41%는 AI 및 자동화를 통해 기술 격차 해소 및 인력난 대응에 나설 계획이라고 답했다. 보고서는 “스마트 제조에는 더 적은 인력이 아니라, 더 많은 숙련된 인력이 필요하다”고 강조했다. 절반에 가까운 47%의 응답자가 AI를 조직에 적용하는 것이 매우 중요한 기술이라고 인식했으며, 차세대 인재 채용에서 가장 중요한 요소로는 분석적 사고와 소통/팀워크가 꼽혔다. 로크웰 오토메이션의 이번 보고서는 제조기업이 직면한 다양한 내/외부 장애 요인도 분석했다. 외부 장애 요인으로는 인플레이션과 경제 성장 둔화, 지정학적 문제와 공급망 중단, 사이버보안 위험 등이 꼽혔다. 내부 장애 요인으로는 예산 제약, 원하는 기술을 갖춘 직원 확보, 품질과 성장의 균형, 신기술 배포 및 통합 능력, 개선을 위한 데이터 캡처 및 맥락화 등이 있었다. 보고서에서는 2027년까지 AI가 비용 및 시간 절감, 효율성 증대, 프로세스 간소화에 중요한 역할을 할 것이라는 제조기업들의 의견을 소개했다. 또한, 디지털 전환 여정을 시작하고 성공을 달성하기 위한 8단계 지침을 제시하면서, 가치 실현 및 지속적인 개선의 중요성을 강조했다. 로크웰 오토메이션의 블레이크 모렛(Blake Moret) 회장 겸 CEO는 “오늘날의 기술 발전은 사람과 기술의 잠재력을 결합해 우리 모두의 미래를 새롭게 설계할 기회를 제공하고 전 세계 제조기업이 스마트 제조 기술을 통해 혼란 속에서도 속도와 민첩성을 확보하며 새로운 비즈니스 기회를 창출하고 있음을 의미한다”면서, “로크웰 오토메이션은 혁신과 복원력이 밀접하게 연결되어 있고 급변하는 환경 속에서도 올바른 기술과 인력을 통해 복잡성을 단순화하고 업계를 선도할 수 있도록 지원하고 있다”고 전했다.
작성일 : 2025-06-05
일본의 디지털 트윈 도입 현황
일본, 다양한 기술의 집약체 ‘디지털 트윈’과 요소기술에 주목   일본에서 제조와 건설, 유통을 중심으로 디지털 트윈(digital twin)의 도입이 확대되고 있다. 현실 공간의 데이터를 높은 정확도와 빈도로 취득해 가상공간에서 미래를 예측하는 디지털 트윈은 DX(Digital Transformation, 디지털 전환)의 새로운 조류 중 하나로 부상하고 있다. KOTRA 해외시장뉴스에서는 이를 골자로 한 정보를 아래와 같이 자세하게 소개하고 있다. 1. 가상공간의 변화를 현실에 반영 디지털 트윈은 현실 공간의 물건과 사람 등을 가상공간에 재현하는 것이다. 현실 공간에 있는 건물과 설비, 제품 등에 센서와 카메라를 부착하고, 여기서 취득한 데이터를 데이터 기반에 집약시켜, 이들 데이터를 토대로 건물과 기계, 제품을 가상공간에 재현한다. 디지털 트윈의 특징은 기존 생산관리 시스템과 빌딩 관리 시스템 등에 비해 다루는 데이터의 범위와 정확도, 데이터 취득 빈도를 비약적으로 높인다는 것이다. 이로 인한 장점은 크게 두 가지가 있는데, 하나는 데이터를 가시화하기 쉽다는 점이다. 센서의 데이터를 집약시켜 설비와 제품의 상태, 작업 진척 상황 등을 한눈에 볼 수 있게 하거나, 건물과 설비를 3차원으로 표시해 비주얼로 결함을 검증할 수 있다. 또한 멀리 떨어진 곳에서 현지에 있는 것처럼 상태를 파악해 작업 지시를 내릴 수도 있다. 다른 하나의 장점은 수집한 높은 정확도와 빈도의 데이터를 토대로 미래의 예측이 가능하다는 점이다. 수집한 데이터를 토대로 한 기계학습을 통해 설비의 고장과 작업 진척 상황 등을 예측하고, 결과를 가상공간에 반영한다. 즉, 현실 공간의 미래 예상을 가상공간에 반영하는 것이다. 이를 통해 설비의 고장과 제조설비의 정체 등의 문제상황에 빨리 대처할 수 있다. 더 발전된 형태로는 디지털 트윈 시스템에 탑재한 AI(인공지능)가 시뮬레이션 결과를 토대로 설비와 기계에 제어신호를 보내 자동 운용토록 하는 것으로, 용광로를 가진 대형 제철 회사와 화학공장 등 프로세스 생산 제조사에서 이러한 자동 운용 실현을 위해 움직이고 있다. 2. 빌딩 운용에도 활용되는 디지털 트윈 일본의 대형 건설사인 다케나카공무점은 건설업무의 생산성을 높이기 위해 빌딩의 영업에서부터 설계, 생산준비, 시공, 유지보수까지의 절차에서 다양한 디지털 트윈을 구축해 활용하고 있다. 그 시스템 중 하나인 건설 디지털 플랫폼은 스토리지에 인사와 재무 등 기존 기간 시스템에 있는 데이터와 IoT 기기로 공사 현장에서 수집한 데이터 등 사업에 관련된 모든 데이터를 집약시켜 활용하고 있다. 건설 디지털 플랫폼의 디지털 트윈 기능에는 건설 예정 빌딩의 빌딩 정보 모델링(Building Information Modeling, BIM) 데이터를 사용해 가상공간에 재현하는 것이 있다. 이는 건설·시공 단계에서 사용하며, 빌딩의 설계와 시공의 정합성을 높이기 위한 목적을 가진다. 다케나카공무점은 각각의 설계과정에서 BIM 데이터를 작성해 이들을 가상공간에 적용해 디지털 트윈을 작성한다. 이를 통해 배관이 벽에서 튀어나오지 않았는지 등의 형상 확인과 열이 빠져나가지 못하는 구조인지 등의 시뮬레이션에 활용하고 있다. 또 다른 디지털 트윈 ‘빌딩커뮤’는 완공 후 빌딩 운용에서 사용한다. 빌딩 내 조명과 공조시스템에서 방별 조도와 실온, 습도 등의 자료를 수집해 데이터스토어에 보관·수집한 데이터를 토대로 각 방의 밝기와 공기 상황을 모니터링해서 조명과 공조를 실시간 원격 제어한다. 다케나카공무점은 스마트빌딩의 실현을 위해 빌딩커뮤의 기능을 강화하고 있는데, 이 중 하나가 조명과 공조의 효율 향상이다.  BIM 데이터를 활용해 빌딩 내부 구조를 가상공간에 재현한 뒷방에 설치한 센서로 조명의 밝기와 온도를 실시간으로 빌딩커뮤에 집약되며, 집약한 데이터를 기계학습모델에서 처리해 미리 설정한 밝기와 실온을 최소한의 소비전력으로 유지하도록 조명과 공조를 원격 제어한다. 다케나카공무점에 따르면, 빌딩커뮤의 AI 프로그램을 통해 조명설비에서 약 26%, 공조설비에서 약 14% 소비전력을 삭감한 실적이 있다고 한다. 3. 디지털 트윈으로 제조설비의 이상을 사전 파악 제조업은 디지털 트윈에서 앞서고 있는 분야 중 하나다. 청량음료 제조사 산토리식품인터내셔널은 2021년 5월부터 가동 중인 ‘산토리 천연수 북알프스 시나노노모리 공장’에 디지털 트윈 기능을 갖춘 IoT 기반을 도입했다. 제품의 제조공정(설비, 조달, 제조, 품질관리, 출고 등)에 관한 각종 데이터를 IoT 기반에 집약시킨 뒤, 이를 토대로 공장 내 가시화 및 제품추적 등을 실현했다. 신공장의 설비에는 유량계와 도전율(導電率) 등의 센서를 부착해 데이터를 취득, 이들 데이터를 데이터 기반에 축적한 뒤 제조설비의 상태 등을 대시보드 화면에 표시한다. 이때 독자적인 분석 프로그램을 통해 제조설비의 이상을 예측한다. 신공장에서는 제품 하나하나가 어느 설비, 어느 부품으로 제조됐는지를 추적할 수 있으며, 대시보드에는 추적정보가 표시된다. 따라서 설비 이상으로 불량품이 섞이더라도 어느 설비에서 제조됐는지, 어느 설비에서 제조된 제품은 어디에 있는지, 어느 상자에 포장돼있는지 등의 정보를 대시보드 화면에서 추적할 수 있다. 공장설비의 보수에도 디지털 트윈을 활용한다. 신공장에서는 설비에 설치된 센서 정보로 설비 상태를 실시간으로 감시하는 시스템을 구축했다. 각 설비의 데이터가 임계치를 넘어설 것 같으면 디지털 트윈의 대시보드 화면에 알림을 띄운다. 본격적인 운용은 이제부터 시작이나 설비 이상의 인과관계 파악 등에서 유효한 결과를 얻었으며, 앞으로는 기계학습모델을 사용해 이상의 조기 발견에 활용할 계획이라고 한다. 4. 시사점 디지털 트윈은 인력 부족에 허덕이는 다양한 산업 분야에서 생산성을 향상시킬 유효한 수단으로 주목을 받고 있다. 다만 많은 기업에 있어 디지털 트윈 구축은 이제부터가 시작이다. G조사 회사의 I애널리스트는 “기업이 디지털 트윈을 도입하기 위해서는 IT엔지니어가 사업 부문의 과제를 파악하는 것은 물론이거니와 DX를 위한 새로운 기술 기능을 몸에 익히는 것이 중요하다”고 지적한다. 디지털 트윈에서는 다양한 기술을 조합시켜야 하기 때문이다. 디지털 트윈에서는 우선 통신 기능을 갖춘 센서와 카메라를 설치해야 하며, 여기서 발생하는 데이터를 처리하는 전용 데이터 기반, 대용량 스토리지도 필요하다. 또한 클라우드 활용도 필수이다. 이러한 기반 외에도 기계학습모델과 3차원 모델링 등 종합적인 기술이 요구되는 시스템이라 할 수 있다. 이제 막 형성되는 분야이기는 하나, 이처럼 다양한 요소기술이 집약되는 주목 분야인 만큼 우리 기업도 타사제품과 차별화를 둘 수 있는 요소기술에 초점을 맞춰 일본 시장의 문을 두드려보는 것이 좋을 것이다.  
작성일 : 2023-01-04
오코텍, 2018 ACHEMA에서 플랜트 엔지니어링 분야의 새로운 데이터 통합 솔루션 공개
오코텍(AUCOTEC)은 ACHEMA 2018에서 협력 플랫폼인 엔지니어링베이스(이하 EB)가 어떻게 플랜트 엔지니어링 분야로 확장 및 적용 되는지 선보일 예정이다. EB는 플랜트 엔지니어링의 모든 핵심 기술정보를 단일한 종합 데이터 모델에 통합하는 유일한 시스템이며, 정합성 있는 데이터 제공이 가능한 선진적 솔루션이다. AUCOTEC의 임원 Uwe Vogt는 “플랜트 시장에는 툴체인이 흔히 초래하는 순차적인 업무 흐름에 의한 문제점의 해소에 대한 요구가 많다. 이것이야 말로 AUCOTEC이 완전한 형태의 종합 데이터 모델을 제시하는 이유다.” 라고 말했다. 그에 따르면 AUCOTEC의 솔루션은 개념 및 기본설계(FEED)에서부터 상세 설계 그리고 인과관계 분석, 유지보수, 일관된 실행 관리에 이르기까지 동시 업무를 지원한다. “아무리 최고의 인터페이스와 동기화 플랫폼이라도 툴체인에 의한 업무 흐름 자체를 단축시키지는 못한다. 그러나 EB는 동시 업무가 불가능한 이유이자 오류의 원인이기도 한 데이터의 “포워딩”을 제거했다.” AUCOTEC의 프로덕트 매니저인 Pouria G, Bigvand가 덧붙여 설명했다. 협력 플랫폼플랜트 엔지니어링의 특징은 설계가 매우 까다롭고, 수많은 관리 업무를 요하는 대규모 프로젝트로 이루어졌다는 것이다. 또한 플랜트 엔지니어링은 관여하는 분야가 다양하고 종종 다른 나라와 연계하여 개발되기 때문에 서로 상이한 능력, 언어, 기술, 엔지니어링 문화를 보유한 다른 나라의 전문가들과 협업해야 한다.EB는 이러한 협업을 위한 특별한 환경을 제공한다. 중앙 데이터 모델은 어플리케이션 서버를 통해 플랜트 관련 전체 문서에 대한 전세계적인 접근을 허용하며 이는 클라우드를 통해서도 가능하다. 모든 핵심 기술 분야는 동일한 데이터베이스를 공유하기 때문에 필요한 경우 변경 사항은 즉시 변경된 객체의 모든 도면 표현에 일괄 반영되게 할 수도 있고, 예를 들어 proposal 필드를 통해 그 반영을 조절할 수도 있다. 단순히 약간의 속도 향상이 아닌 엔진이 달린 엔지니어링EB는 이번 확장을 통해 플랜트 엔지니어링 및 운영에 대한 전체 라이프사이클을 포괄적으로 다루며, EB 플랫폼은 이러한 목적의 종합 데이터 모델과 워크플로우 운영을 지원한다. Aspen 데이터 가져오기, TÜV 인증 파이프 클래스, 시스템에 따른 DCS 설정, 프로젝트 관리, 단 한번의 클릭을 통한 인과 관계 분석 테이블과 같은 기능은 EB 솔루션의 완성도를 보여주는 좋은 예이며, 3D, ERP, PLM시스템 및 웹 접속 네트워킹이 기본적으로 제공된다.
작성일 : 2018-06-12
[핫윈도우]빅데이터의 허와 실
더 나은 삶과 기업 경쟁력을 위한 빅데이터 제대로 이해하기 최근 빅데이터(Big Data)에 대한 관심이 커지면서 인터넷이나 뉴스매체에서 빅데이터가 세상을 바꾼다거나 빅데이터를 새로운 오일 산업으로까지 비유하는 것을 많이 볼 수 있다. 하지만 과연 뉴스 매체에서 보도하는 것처럼 빅데이터라는 것이 기존에 존재하지 않았던 100% 새로운 것일까? 이 글에서는 빅데이터에서 부풀려진 부분과 빅데이터 전문가에 대한 정확한 정의, 그리고 빅데이터를 제대로 활용하기 위한 전략에 대해 논의하고자 한다. ■ 정현수 : 한국델켐 기술연구소의 전략기획 본부장이다 이미 오래 전부터 입자 물리학자들과 천문학자들은 우리가 상상하는 것 이상으로 방대한 양의 데이터 분석을 해 오고 있었으며, 심지어는 전자공학에서 다루는 디지털 신호 처리 이론은 현재 빅데이터 분석 카테고리 중 사회 망 분석에 있어서 기존 통계 분석 방식을 보완할 수 있는 대안으로 떠오르고 있다. 또한, 빅데이터 전문가에 대한 수요가 기하급수적으로 늘어나며 그들의 연봉이 미국의 경우 1억 원을 훌쩍 넘어선다는 뉴스 기사도 한번쯤은 봤을 것이다. 그렇다면 어떤 역량을 갖고 있는 사람이‘ 빅데이터 전문가’일까? 사실‘ 빅데이터 전문가’라는 용어 자체가 상당히 포괄적이고 애매모호한 표현이다. 빅데이터라는 단어가 만들어진 미국에서조차 어떤 회사에서는 통계학자를 빅데이터 전문가라고 지칭하며, 또 다른 회사에서는 데이터베이스 엔지니어와 파이썬(Python) 프로그래머 모두를 빅데이터 전문가라고 하며, 카드나 보험업 관련 회사에서는 마케팅 부서에서 데이터 마이닝(Data Mining)을 담당하는 직원을 빅데이터 전문가라고 부르기도 한다. 빅데이터의 특성 상 대용량이나 다양한 형태의 데이터를 저장 및 처리하는 데이터 엔지니어의 중요성이 부각되는 동시에 기존의 통계분석과 데이터 마이닝, 기계학습(Machine Learning) 관련 테크닉을 활용할 줄 아는 데이터 사이언티스트(Data Scientist)의 역할 또한 중요해졌기 때문에 이들 모두를 빅데이터 전문가라고 부르고 있는 것이다. 하지만, 엄밀히 말해서 이들 부류 모두 진정한 빅데이터 전문가라고 부르기에는 무리가 있다. 빅데이터 전문가라고 말할 수 있기 위해서는 다음과 같은 네 가지 기본 조건들을 충족해야 하기 때문이다. ■ 특정 산업 및 비즈니스에 대한 통찰력■ 대용량 데이터 처리를 위한 데이터베이스및 분산처리 시스템에 관한 지식■ 데이터 분석 및 모델링을 위한 수학/통계적 지식■ 데이터 분석 및 모델링과 관련된 코드 작성에 필요한 프로그래밍 스킬 또한, 일부 통계 분석 관련 소프트웨어 패키지도 기존의 기능에 몇 가지 기능만 추가되어 ‘빅데이터 솔루션’이라는 새로운 이름으로 출시되고, 일부 데이터 분석 컨설팅도 ‘빅데이터 컨설팅’이라는 이름으로 포장되어 있는 것도 자주 보이지만 이는 어디까지나 고객들의 현명한 판단이 필요한 부분이다. 이와 같이 빅데이터와 관련된 여러 부분 중 부풀려지거나 명확하게 정의되지 않은 부분이 많지만, 빅데이터가 가져올 수 있는 효용은 무시할 수 없다. 예를 들어 1일 단위 1년치 주가 데이터에서는 보이지 않던 패턴이 1분 단위 1년치 주가 데이터에서는 새롭게 보여질 수 있는 것이고, 해당 주가 데이터와 SNS 등에서 불러올 수 있는 다양한 외부 데이터를 함께 분석하여 통계적으로 유의미한 조절변수(Controlling Factor)를 찾아낼 수 있다면 이는 금융 회사 입장에서 볼 때 상당한 이득이 될 수 있는 것이다. 빅데이터가 대세임에는 틀림없으나 어느 정도 유행을 타고 있다는 사실도 간과하면 안될 것이다. 따라서 이를 맹신하는 것보다 데이터 분석이 어떠한 문제 해결에 효과적으로 활용될 수 있을지 ‘적용 가능성’을 우선적으로 고려하는 것이 중요하다. 즉, 회사가 처한 모든 문제들을 먼저 정의하고 해당 문제들을 해결하기 위해 구체적으로 어떠한 데이터 분석 기법이 적용될 수 있는지 단계적으로 접근하는 자세가 필요한 것이다. 예를 들어 구글의 독감 트렌드(Flu Trend)의 경우, 구글을 통해 검색되는 검색어를 활용하여 거의 실시간으로 전세계 독감 트렌드를 예측한다. 이의 정확도는 미국 질병 통제 센터에서 공개한 인플루엔자 의사환자(ILI) 데이터와 거의 일치할 정도로 상당히 높은 정확도를 보이고 있다. 구글 독감 트렌드는 경험적으로 독감이 유행하기 이전에 이와 관련된 특정 검색어들이 증가한다는 사실에 착안하여 텍스트 마이닝(Text Mining) 기법을 활용한 빅데이터 활용의 성공사례 중 하나로 꼽힌다. 이와 같이 어떤 문제를 해결하기 위해서 대용량의 비정형(Unstructured) 데이터 분석이 필요한 경우 기존의 데이터 분석 방식이 아닌 빅데이터 분석 방식으로 접근해야 하는 것이다. 하지만 어떤 문제를 해결하기 위해 50MB 정도의 수치 데이터 분석만 필요하다고 할 경우, 기존의 통계 분석 방법으로도 얼마든지 유의미한 결과를 얻을 수 있으므로 이 경우는 빅데이터를 위한 기법들을 제외한 기존의 통계 분석 방식으로 접근하는 것이 회사 자원 활용 측면에서 효율적일 것이다. 빅데이터 시대의 도래 최근 들어 ‘빅데이터’가 여기저기서 회자되면서 누구나 한번쯤은 ‘빅데이터’라는 말을 들어봤을 것이다. 그렇다면 빅데이터란 무엇일까? 빅데이터는 기존의 데이터베이스 관리 시스템(Database Management System, DBMS)으로는 저장 및 처리하기 힘들 정도로 절대량이 큰 데이터 셋을 분석 대상으로 삼고, 데이터의 형태가 정형(Structured)인 것 이외에 반정형(Semi-Structured), 비정형(Unstructured)인 것을 포함한다. 이들 중 비정형(Unstructured) 데이터는 일정한 규격이나 형태를 지닌 수치 데이터와 달리 그림이나 영상, 문서처럼 형태가 다른 구조화되지 않은 데이터를 말한다. 최근 빅데이터가 주목 받게 된 배경에는 무어의 법칙에 따른 집적회로(Integrated Circuit, IC)를 구성하는 트랜지스터의 밀도 증가에 따른 저장 가능한 데이터량의 증가와 그에 따른 칩의 지속적인 소형화, 그리고, 데이터를 저장할 수 있는 스토리지 가격의 지속적 하락이 많은 영향을 주었다고 볼 수 있다. 기업 전사적 측면에서 살펴봤을 때 빅데이터는 트랜젝션(Transactions) + 상호작용(Interactions) + 관찰(Observations)의 항목들로 이해할 수 있을 것이다. 즉 기업 솔루션의 발전 방향과 그에 따른 데이터 양의 변화를 살펴봄으로써 이를 확인할 수 있는 것이다. 예를 들어 초창기 전사적 자원 관리(Enterprise Resource Planning, ERP) 시스템에서는 메가바이트 단위의 데이터가 주로 처리되었으며, 이후 고객 관계 관리(Customer Relationship Management, CRM) 시스템에서는 기가바이트 단위의 데이터가, 그리고 웹을 통해서는 테라바이트 단위의 데이터가 처리되었다. 그리고 최근의 빅데이터에서 페타바이트 단위의 데이터가 처리될 수 있다. 다만 기존의 데이터 처리 방식과 달리 빅데이터는 대용량 데이터의 빠른 처리를 위해 분산 코드를 통한 병렬식 처리가 일반적이며, 이를 위해 자바 기반의 맵리듀스 프레임워크(MapReduce Framework)를 제공해주는 하둡 분산 파일 시스템(Hadoop Distributed File System, HDFS)과 같은 오픈 소스 분산 처리기술이 사용된다. 또한, 반정형과 비정형 같은 다양한 형태의 데이터를 보관하기 위해서는 기존의 관계형 데이터베이스 관리 시스템(Relational Database Management System, RDBMS)을 활용할 수 없으므로 NoSQL과 같은 비관계형 데이터베이스를 사용해야 한다. 그 이유는 RDBMS에서는 테이블 형태 관계(Tabular Relation)를 기반으로 데이터가 저장되므로 비정형 데이터를 보관하기에 적합하지 않기 때문이다. 또한, NoSQL은 테이블 스키마(Table Schema)를 사용하지 않고 수평적 확장이 용이하므로 빅데이터와 실시간 웹 애플리케이션에 널리 활용되고 있다. 문서 기반의 MONGODB, 키 값(Key-Value) 기반의 Riak, 컬럼 기반(Column-Based)의 Cassandra, 그래프 기반(Graph-Based)의 Neo4j가 NoSQL의 종류이다. 이와 같이 데이터 처리 시스템의 발전에 따라 저장 및 처리 가능한 데이터의 다양성과 복잡도가 급속도로 늘어나게 되면서 이제 빅데이터의 시대가 도래했다고 말할 수 있는 것이다. 빅데이터는 남의 일? 최근 들어 뉴스나 인터넷 상에서 ‘빅데이터’라는 단어가 자주 등장함에 따라 누구나 한번쯤 빅데이터에 대해 들어봤을 것이다. 그러나 이를 실제로 체감했다는 사람을 만나는 경우는 상당히 드물다. 심지어는 주변에서 ‘빅데이터는 나와는 상관없는 일이야’, ‘빅데이터는 IT 담당자나 프로그래머와 같은 사람들이 상관할 일이지’, ‘빅데이터는 뜬구름 잡는 이야기야’와 같은 의견을 갖고 있는 사람들을 자주 볼 수 있다. 하지만 우리는 빅데이터에 둘러싸여 살고 있다고 해도 과언이 아니다. 우리의 일과를 예로 들어보자. 전 세계 최대 도시 중 하나인 미국 뉴욕시 Taxi & Limousine Commision에서 발행한 2014 Taxicab Fact Book에 따르면, 2014년에 하루 평균 1만 3000대의 택시가 약 48만 5000회에 걸쳐 약 60만명의 승객들을 나르고 있고, 연간 약 1억 7000회의 승하차가 이뤄지고 있다. 이와 같은 엄청난 양의 승하차 및 이동거리 데이터가 택시 미터기에 쌓이고 있는 것이다. American Civil Liberties Union에 따르면 뉴욕 맨하탄에서만 4000대 이상의 CCTV가 설치되어 있으며, 이를 통해 실시간으로 녹화되는 영상의 양은 실로 방대하다고 할 수 있다. 또한 2013년 U.S. CENSUS에 의하면 뉴욕에 840만 명 이상이 거주하고 있는 것으로 나와있는데, 뉴욕에서 직장을 갖고 있는 상당수의 사람들이 맨하탄 인근 뉴저지에 거주하고 있다는 사실을 감안할 때 맨하탄에서 생활하는 사람들의 핸드폰으로부터 수집될 수 있는 통화량 및 위치 데이터의 양 또한 상당히 방대하다고 할 수 있다. 뿐만 아니라 최근에는 4G와 같은 이동통신 기술 도입과 무료 와이파이를 사용할 수 있는 거리 및 건물들이 늘어남에 따라 누구나 쉽게 휴대폰을 통해 페이스북, 트위터와 같은 SNS를 이용하고 있다. 이를 통해 생성 및 저장되는 사진, 동영상, 텍스트 데이터의 양 또한 기하급수적으로 늘어나고 있다. 누구나 쉽게 드나드는 편의점, 약국, 대형 마트, 레스토랑 등 제품 및 서비스에 대한 결제를 필요로 하는 곳에서도 바코드 스캐너, POS의 보급으로 인해 오래 전부터 구매 관련 데이터가 지속적으로 쌓여오고 있다. 게다가 소형 센서의 발달로 인해 음성, 온도, 진동 등과 관련된 데이터가 실시간 수집이 가능해짐에 따라 실로 우리 모두는 빅데이터에 둘러싸여 산다고 해도 과언이 아니다. 보다 나은 삶을 위한 빅데이터 우리가 빅데이터 속에서 살고 있다면, 이를 분석함으로써 우리의 삶에 직접적인 도움을 줄 수 있을까? 이에 대한 답을 하기에 앞서 몇 가지 사례를 들어 보도록 하겠다. 2014년 봄 미국 메사추세츠주 보스턴에서 개최된 보스턴 마라톤 현장. 결승선 근처에서 두 번의 폭발음과 함께 흰 먼지폭풍이 트리니티 교회, 보스턴 미술관, 존핸콕 타워 등이 모여있는 코플리 광장을 뒤흔들었다. 압력밥솥 원리를 활용한 사제 폭발물로 인해 보스턴 마라톤 테러는 참가자 및 참가자 가족들 중 3명의 사망자와 183명의 부상자라는 큰 상처를 남긴 채 범인 검거와 함께 종료되었다. 그러나 이를 직접 지켜보던 보스턴 시민들뿐만 아니라 전 세계 사람들이 상당히 큰 충격을 받았다. 이 테러 사건으로 인해 최신 데이터 분석 기술을 활용하여 보다 빨리 범인 검거를 해야 한다는 목소리가 나왔고, 기존의 영상 분석 방식이 아닌 새로운 머신 러닝 기법을 활용한 영상 분석 시스템 개발로 이어지게 되었다. 지금까지 CCTV 영상 분석은 주로 안면인식 기법에 의존해 왔으나 이는 빛의 밝기 변화, 얼굴의 각도, 저해상도 등에 민감하게 반응하여 예측 결과 정확도에 많은 문제점을 보여왔다. 따라서 기존의 안면인식 기법이 아닌 안경 착용여부, 옷 색깔/길이, 머리색깔, 콧수염 등 신체의 특징을 통해 원하는 사람을 찾아 낼 수 있는 속성기반 탐지(Attribute-Based Detection) 기법을 활용함으로써 기존의 CCTV 분석의 한계를 극복할 수 있게 되었다. 예를 들어 ‘지난 주 목요일에 붉은색 바지를 입은 사람’ 또는 ‘지난 주 금요일 오전에 안경을 착용하고 파란색 후드를 입고 그랜드 센트럴 역을 지나간 사람’으로 검색 쿼리를 보내면 그에 해당하는 인물들을 CCTV 동영상 속에서 찾아주는 것이다. 이러한 기법은 범죄 용의자 검거, 혹은 실종자를 찾아내는데 크게 활용될 수 있다. 그리고 필자가 속해 있었던 뉴욕 시장실 장기 계획 및 지속 가능성(Long-Term Planning and Sustainability, OLTPS) 부서에서는 The Greener, Greater Buildings Plan(GGBP)이라는 에너지 효율 관련 법과 관련된 빅데이터 분석이 진행되고 있다. GGBP란 미국 내에서 가장 포괄적인 에너지 효율과 관련된 법이다. 뉴욕 면적의 반을 차지하며 뉴욕 전체 탄소 배출량의 45%를 차지하고 있는 대형 빌딩을 대상으로 연간 에너지와 수도 사용 등에 관련된 벤치마킹과 관련 데이터 공개, 에너지 실사 등을 골자로 하고 있다. GGBP는 이전 뉴욕시의 시장이었던 블룸버그에 의해 설립된 뉴욕 시장실 장기 계획 및 지속 가능성 부서에서 주관하고 있는 정책으로, 2030년까지 뉴욕의 지속 가능한 성장을 위해 100만 뉴욕 시민들에게 깨끗한 공기와 물, 그리고 집을 제공하고 도시 전역의 온실가스를 2030년까지 30% 줄이는 것 등 주요 10가지 목표를 삼고 있다. 이와 같이 빅데이터는 우리 삶을 보다 나은 방향으로 이끌어 줄 수 있는 수많은 가능성을 보여주며 실제로 그러한 노력들은 뉴욕을 선두로 하여 런던, 암스테르담 등 전 세계 주요 도시를 거점으로 ‘도시 정보학(Urban Informatics)’이라는 이름으로 급속도로 발전해 오고 있다. 특히 뉴욕의 경우, 데이터 분석의 중요성을 이미 오래 전부터 인식하고 금융 기관에 다양한 데이터를 제공해주는 회사인 Bloomberg L.P.를 설립한 블룸버그 시장에 의해 뉴욕 시장실을 필두로 하여 전략적으로 빅데이터 관련 프로젝트를 진행해 오고 있다. 블룸버그는 시장 재임시절 데이터 분석 부서, 장기 계획 및 지속가능성 부서 등 빅데이터 관련 핵심 기관들을 다수 설립하여 뉴욕 소속 관련 기관들인 뉴욕 경찰국, 긴급상황 관리국, 빌딩 관리국 등 다양한 기관들과의 공조를 통해 뉴욕에서 발생하는, 주민들의 생활과 직접적으로 연계되어있는 다양한 문제들을 해결해오고 있다. 더불어 이러한 데이터에 기반한 문제 해결 방식을 더욱 공고히 하기 위하여 뉴욕시의 응용과학 경쟁력을 키우기 위한‘ 뉴욕 응용과학 계획(Applied Sciences NYC Initiative)’을 추진하게 되었다. 이 계획의 일환으로 뉴욕대학교에 도시 정보학만을 위한 새로운 연구센터를 만들게 되었으며, 해당 연구센터에는 메사추세츠 공과대학, 카네기 멜론 대학, 캠브리지 대학, 캘리포니아 버클리 대학 등 전세계 주요 대학과 힉스 입자(Higgs Boson) 연구로 유명한 유럽 원자 핵 공동 연구소, IBM 왓슨 연구소 등 전세계 주요 연구기관들에서 빅데이터 관련 핵심 연구진들이 포진하여 뉴욕 전체를 실험실 삼아 도시에서 발생하는 수많은 문제들을 해결하기 위해 연구에 매진하고 있다. 그뿐만 아니라 뉴욕에서는 뉴욕 오픈 데이터(NYC Open Data) 플랫폼을 통한 공공부문 데이터의 공개로 인해 다양한 비즈니스 기회 창출의 효과 또한 나타나고 있다. 뉴욕 브루클린에 위치한 덤보(DUMBO) 및 메트로 테크 센터(MetroTech Center) 지역은 신생기업 인큐베이터(Startup Incubator)로의 역할을 톡톡히 해오면서 빅데이터와 관련된 수많은 벤처 기업들의 산실이 되어가고 있으며 이는 일자리 창출로 인한 경제적 효과를 기대할 수 있게 해주고 있다. 기업 경쟁력 재고를 위한 빅데이터 지금까지 빅데이터가 어떻게 우리 삶에 도움을 주는지, 그리고 이를 위해 공공부문에서 어떠한 정책을 갖고 전략적으로 빅데이터 관련 산업을 육성하고 있는지 확인하였다. 그렇다면, 빅데이터가 우리 회사 경쟁력을 키워줄 수 있을까? 이 질문에‘ YES’라는 대답을 듣기 위해서는 다음의 3가지 전제 조건이 충족되어야 한다. 1. 빅데이터에 대한 전반적인 이해가 있는 최고 경영진 또는 프로젝트 리더 빅데이터와 관련된 프로젝트는 수많은 시행착오를 감수할 수 있어야 하며, 경우에 따라서는 효과를 검증하기까지 상당한 시일이 요구된다. 따라서 관련 프로젝트를 진행함에 있어서 강력한 리더십을 필요로 하는 경우가 많다. 또한 강력한 리더십이 나오기 위해서는 관련 프로젝트에 대한 믿음이 있어야 하는데, 그러기 위해서는 최고 경영진이 빅데이터 프로젝트의 한계 및 기대효과에 대한 이해가 충분히 있어야 하는 것이다. 그렇지 않은 경우 빅데이터 프로젝트가 시작조차 되지 않을 수도 있으며, 만일 시작된다 하더라도 도중에 중단될 가능성이 높다. 또한, 어떠한 비즈니스 이슈가 빅데이터 프로젝트에 의해 해결될 수 있을지에 대한 큰 그림을 그릴 수 있는 프로젝트 리더 또는 최고 경영진이 필요하다. 회사가 현재 당면한 문제 또는 앞으로 예측 가능한 문제들 중 데이터 분석을 통해 가장 큰 효과를 볼 수 있는 것이 어떤 것인지에 대한 전체론적인 시각(Holistic View)이 필요하며 이러한 능력을 지닌 리더의 존재는 빅데이터 프로젝트의 시작을 위한 필수 요소인 것이다. 2. 심도 깊은 데이터 분석 기술 및 수많은 데이터 분석 경험을 지닌 데이터 분석가 빅데이터 분석에 사용되는 통계 및 데이터 마이닝 기법은 각각 Top-Down 접근법과 Bottom-up 접근법으로 구분할 수 있으며, 이에 대한 차이를 명확히 아는 데이터 분석가가 필요하다. 빅데이터 프로젝트는 분석 대상 데이터의 절대량 및 형태에 따라 다양한 종류의 자율 학습 및 지도 학습 분석 기법들을 필요로 한다. 우선, 자율 학습에서는 레이블이 없고 트레이닝을 할 필요가 없으므로, 우선적으로 데이터들 사이의 유사성을 매칭시킨 후 군집화(Clustering)를 통해 데이터를 분석하게 된다. 자율 학습에서는 k-means와 Hierarchical Clustering과 같은 군집화, Hidden Markov Models, 그리고 Principal Component Analysis(PCA)가 포함된다. 그리고, 지도 학습에는 Decision Trees, Ensembles(Bagging, Boosting, Random forest), k-NN, Linear Regression, Naive Bayes, Neural Networks, Logistic Regression, Support Vector Machine(SVM), Relevance Vector Machine(RVM)이 포함되며, 인과관계 모델(Causal Modeling)과 Link Prediction을 포함한 Predictive Modeling을 핵심으로 한다. 즉, 지도 학습을 위한 데이터 셋에는 과거 데이터와 트레이닝 데이터, 레이블이 존재하며 과거의 패턴이 미래에도 이어진다는 가정하에 모델이 만들어지며 모든 지도 학습은 트레이닝과 테스팅의 두 단계를 거치면서 모델이 만들어진다. 일반적으로 데이터 셋에 피처가 추가될수록 좋은 모델이 만들어 질 수 있으나 각 피처는 완벽한 랜덤 데이터 셋으로, 예측이 불가능해야 한다. 또한, 모델의 복잡도가 높아질수록 트레이닝 셋의 에러율이 줄어들 수 있으나 이는 과적합의 영향일 수 있으며, 이 경우 미래값에 대한 예상치는 어느 순간부터 현저하게 떨어지게 된다. 따라서, 이러한 과적합을 막기 위해 Cross-Validation, Regularization, Early Stopping, Pruning, Model Comparison과 같은 기법들이 사용된다. 이와 같이 지도 학습 기법만을 가지고 모델을 만들기 위해서도 상당히 많은 기법이 사용될 수 있으며, 주어진 데이터 셋에 적합한 기법을 찾아서 적절한 파라미터 값을 지정하고, 모델 성능 평가를 통해 최적 모델을 만들어내야 하는 복잡한 과정을 거치게 된다. 모델 성능 평가에 있어서 측정 척도로는 Accuracy, AUC, Lift가 사용될 수 있으며 어떠한 측정 척도를 사용해야 하는지는 주어진 문제의 비즈니스 측면에서의 특징, 데이터 셋의 분포 형태 등에 따라서 달라질 수 있다. 따라서 최적 모델을 만들어 내기 위해서는 데이터 모델링에 관한 수많은 경험과 노하우를 지닌 데이터 분석가가 필요한 것이다. 예를 들어 특정 비즈니스 문제 해결을 위한 데이터 마이닝에서는 Support Vector Machine(SVM)이 Factor Analysis, Decision Trees, Logistic Regression model보다 Accuracy가 좋게 나오는 경우가 많으며, 나이와 관련된 데이터는 일반적으로 그룹화하여 분석하는 것이 유리하므로 해당 데이터는 수치 데이터로 보지 않고 범주형 데이터로 보는 것이 좋다. 또한, 상당수 비즈니스 관련 데이터 셋은 불균형한 데이터 셋이 많으므로 Accuracy만 확인해서 최종 모델을 선택할 수 없다. 예를 들어 회계 부정적발 프로젝트를 진행할 경우, 관련된 데이터 셋은 전형적인 불균형한 데이터 셋이므로 Accuracy만을 가지고 모델 평가를 하면 큰 오류가 나올 수 있다. 이처럼 데이터 분석을 통한 모델링은 해당 분석 작업을 담당하고 있는 데이터 분석가의 역량에 따라 최종 모델의 성능이 천차만별로 나올 수 있으므로, 빅데이터 프로젝트가 성공하기 위해서는 최고 역량을 지닌 데이터 분석가가 필수적이다. 3. 회사가 속한 산업과 비즈니스에 관한 해박한 지식과 다양한 경험을 지닌 현업직 일반적으로 수많은 데이터 모델링 경험을 지닌 데이터 분석가라 할지라도 자신의 회사 및 조직이 속해 있는 산업 및 비즈니스에 대해 해박한 지식과 다양한 경험을 갖고 있기는 현실적으로 어렵다. 따라서 특정 산업 내에서 회사가 처한 상황을 올바로 파악하여 특정 문제를 해결하기 위한 데이터 분석 모델을 만들어내기 위해서는 회사가 속해 있는 산업에 대한 깊은 이해도가 필수적이다. 산업 및 비즈니스에 대한 이해를 제외시킨 상태에서 만들어진 최적 모델은 최고 경영진의 의사 결정에 잘못된 정보를 제공하여 회사로 하여금 큰 손실을 입게 하거나 최악의 경우 비즈니스 실패로까지 귀결될 수 있다. 앞서 언급되었던 뉴욕대학교의 빅데이터 연구센터의 경우, 빅데이터의 잠재력을 인지한 전 뉴욕 시장 블룸버그의 강력한 리더십으로 인해 설립될 수 있었으며, 이후 뉴욕에서 발생하는 이슈들을 해결하기 위해 전 세계 주요 대학들과 연구기관에서 물리학자, 수학자들이 대거 영입되었다. 이는 풍부한 데이터 분석 경험을 지닌 데이터 분석가의 전제를 충족시켜주었으며, 해당 연구센터는 뉴욕 산하 여러 기관들과의 파트너십을 통해 뉴욕 운영과 관련된 지식 및 경험을 얻을 수 있었으며, 이를 통해 위에서 언급한 빅데이터 프로젝트가 성공하기 위한 세가지 조건을 모두 충족시킬 수 있었다. 한국델켐의 빅데이터 서비스 현재까지 전 세계적으로 빅데이터 프로젝트가 가장 활발하게 전개되고 있는 분야는 앞서 언급한 공공부문과 마케팅, 그리고 물류부문이라고 볼 수 있다. 하지만, 초경량 소형 센서의 발달로 인해 전 세계 제조 업에서도 빅데이터 프로젝트가 점차적으로 늘어나고 있는 상황이며, 이러한 기술적 흐름에 발맞춰 한국델켐은 국내 제조업계 경쟁력 강화를 위한 빅데이터 프로젝트에 시동을 걸고 있다. 25년 이상을 고객사와 함께하며 국내 금형 제조업에 대한 다양한 지식과 경험을 지닌 한국델켐 컨설팅부서 및 기술개발본부의 역량은 앞서 언급한 빅데이터 프로젝트의 성공 조건 중 세 번째 조건을 만족시켜 줄 것이며, 수많은 데이터 분석 경험을 지닌 데이터 분석가들을 보유한 한국델켐 기술연구소 인원들은 두 번째 조건을 만족시켜 줄 수 있을 것이다. 또한 한국델켐의 차별화된 컨설팅 서비스와 유저 그룹 컨퍼런스 등을 통해 현재 고객사가 당면한 문제들 중 어떠한 항목들이 빅데이터 프로젝트를 통해 해결될 수 있는지를 제시함으로써 앞서 언급한 세가지 조건 중 첫 번째 조건을 만족시켜줌으로써 이를 통해 국내 금형 제조업뿐만 아니라 전세계 제조업 빅데이터 시장에서도 한국델켐이 두각을 나타낼 것으로 기대해본다. 기사 상세 내용은 PDF로 제공됩니다.
작성일 : 2015-07-31
상류화(Front Loading), 린(Lean) 그리고 극단적 모듈화
한석희의 린 디지털 경영 이야기 ■ 한석희 | 서울과학종합대학원 및 건국대 경영대학 MOT 겸임교수 및 린디자인아시아 대표, AMC VP 등으로 활동 중이다.■ E-Mail | SteveHan@leandesign.com 인간의 창의력은 끝이 없어 보입니다. 과학(Science)분야는 물론이고, 엔지니어링 분야에서도 그 창의성에 지금처럼 불이 활활 붙은 적은 없어 보입니다. 도저히 보이지 않는 아원자 세계에서 나노 기술을 논하고 있는가 하면 애당초 가볼 수 없는 우주의 기원을 증명해 보이려 하고, 여기에 한술 더 떠서 잡히지 않은 뇌의 작용을 이용하여 공간과 차원을 넘나드는 방법에 대해서 논의하기도 합니다. 소위 창발(Emergence) 현상이 도처에서 발생하는 것을 바라보게 됩니다. 어찌 보면 무서운 느낌마저 들 정도입니다. 이대로 인류가 어디로 가는 것일까 하는 걱정이 되기도 합니다. 이미 멸종한 메머드가 곧 태어날 것이라고도 하고, 우주의 탄생의 모습을 생생한 영화로 볼 수 있게도 되었으며, 우리 몸 속에서 움직이는 영양소와 혈관 내의 대사 물질의 활동을 실제처럼 볼 수 있습니다. 그 속에 나노로 만든 기계가 들어가서 나쁜 세포를 먹어 치우기도 합니다. 그리고 그 결과로 자신은 증식을 합니다. 복제를 하는 것이지요. 무섭지요? 그러나 이런 극단적인 것이 아니라면, 또 이런 현상을 달리 살펴보면 꼭 그렇게 걱정만 할 일은 아닌 것 같기도 합니다. 인간은 항상 인과관계 선상에 있고, 경쟁이 심할수록 인간의 창의성을 더욱 자극되는 것을 볼 수 있습니다. 이는 생존 또는 적어도 경쟁력 확보란 차원에서 충분히 이해가 가는 활동입니다. 이런 맥락에서 자동차 산업 분야에서 제조 원가를 낮추기 위한 차원이 다른 많은 노력이 창발 현상처럼 나타나고 있습니다. 기존의 노무비 중심의 경쟁력이 누구에게나 동일한 조건이 되자, 어느덧, 4M관점의 낭비를 축소하려는 움직임이 활발했었습니다. 그러나 이것도 거의 한계에 거의 다다른 것이 보이자, 저와 같은 사람들은 아예 상류화 전략(Front Loading)에 의한 린 설계 전략을 제시하고 있습니다. 그 효과 면에서 상류화된 Lean Design 전략은 앞으로도 상당 기간은 유효할 것으로 보입니다. 이는 여전히 일부에서만 적용하는 혁신 노력이라는 뜻입니다. 지금이라도 참여를 하면 경쟁 기업보다 적지 않은 경쟁력 확보가 훨씬 효과적으로 가능할 것으로 보입니다. 그런데 이와 별도로 전혀 다른 차원에 활동이 진행되고 있음을 자동차 산업에서 최근 목격하게 됩니다. 주로 폭스바겐, 닛산, 도요타 등에서 그런 활동이 일어나고 있는 것을 목격하게 되는데 자동차의 설계를 1세기 전으로 되돌리는 것입니다. 무슨 말인가 하겠지만, 자동차라는 제품을 처음부터 다시 살펴보는 움직임이 일어나고 있다는 이야기 입니다. 즉 차량의 레이아웃을 완전히 다시 뜯어 고치는 현상이 여기저기서 보입니다. 이는 지금까지 보아왔던 주요 부품의 모듈화와는 전혀 다른 수준의 활동으로 정의될 수 있습니다. 따라서 여기서는 극단적 모듈화(Extreme Modularity)라고 부르고자 합니다. 예를 들어 기존의 모듈화가 범퍼와 관련된 부품을 통합하여 모듈화 한다고 하면, 이제는 이를 넘어서, 세그먼트별로 몇 개의 기본 차량 모델을 정해 그 모델을 기반으로 다양한 차량을 개발할 수 있도록 엔진 룸, 새시, 플래폼 등을 통째로 틀을 정해서 모듈화하려고 하는 것입니다. 만일 차량의 모델변종이 필요하면 스타일만 바꾸고 인테리어만 바꾸면 되도록 하는 것입니다. 이런 활동의 최종적인 목표는 제품 설계 내용의 단순화와 공용화를 통해서 규모의 경제를 극대화하려는 것입니다. 또한 더욱 빠른 시간에 차량을 시장에 내놓은 것이 목표입니다. 한 마디로 차량을 어린이들이 가지고 노는 레고 블록(Lego Block)처럼 만들어서 차를 제조하려는 시도가 상당히 구체화되고 있어 보입니다. 간단히 이야기 하면 차량의 세그먼트에 따라서 파워트레인, 플랫폼, 내장, 외장의 레고 블록 몇 개를 만들어 고객이 각기 좋아하는 사양으로 것을 조립해서 파는 것입니다. 이는 지금까지의 업무 프로세스를 크게 뒤 흔들어 놓을 것으로 보입니다. 분명히 어려운 점도 있을 것이지만 이런 일이 성공하게 되면 상당히 많은 부품이 공용화하게 될 것입니다. 부품 공급 기업들은 이런 환경 변화에 따라 부침을 하게 될 것으로도 보입니다. 지금과 비교되지 않을 정도의 초대형 자동차 부품기업들이 생겨날 것으로 예견됩니다. 따라서 지금부터 이런 트렌드에 올라탈 준비를 잘만 하면 정말 크게 성공하는 기업들이 생겨날 것으로 예상됩니다. 가장 흥미로운 예상은 차량의 제조 가격이 지금보다 차 가격이 20~30% 더 싸질 것이라는 것입니다. 따라서 차량의 시장 가격이 지금보다 더 저렴해질 수도 있고, 적어도 지금의 가격과 비교해도 비슷하게 유지될 것이라는 전망이 가능해집니다. 놀랄 것도 없이 가전제품의 세계에서는 이런 일들이 이미 일어나고 있는 데 이런 일이 자동차 산업에서도 이런 일이 생기게 될 것이라는 것입니다. 이런 공용화의 과정에서 린 엔지니어링이 적용된다면 20~30%의 원가 절감은 40%~50%로 올라갈 수도 있을 것으로 보입니다. 바야흐로 창발의 시대 입니다. 2000만원짜리 소나타가 전혀 생소하지 않을 지도 모릅니다. 모양도 괜찮고 성능도 나무랄 수 없는데 가격이 지금보다도 40% 더 싸지는 자동차가 나오기는 나올까요? 기사 상세 내용은 PDF로 제공됩니다.
작성일 : 2012-11-30