뿌리산업은 제조업의 지속적인 성장에 있어서 핵심적인 산업이며 국가 주력산업의 경쟁력 강화 및 신성장산업의 기술경쟁력 선점을 위하여 반드시 필요한 산업이다. 특히 많은 중소·중견기업들이 제품은 각각 다르지만 공통적으로 뿌리기술·공정을 활용하고 있으므로, 공통 공정별 모델 스마트 공장을 구축해야 한다. 뿌리산업계의 스마트화에는 일반적 제조기업보다 차별화·전략화된 스마트공장 구축시스템과 솔루션이 필요하다. 같은 기술을 사용하는 뿌리기업은 공정이 유사하고 생산하는 제품도 유사하기 때문에 뿌리기업이 집적화된 지역에 모델 스마트 공장을 두는 것이 효과적이다. 이어 뿌리기업 스마트공장 분야별 구축사례를 들어보았다.   주조분야 대표 구축사례 ‘동양피스톤’   동양피스톤은 자동차 엔진용 피스톤 제조업체로 현대차, 기아차는 물론 BMW 등 글로벌 자동차 회사에 제품을 납품하고 있다. 관련 분야 국내 1위, 세계 4위 업체로 세계 시장의 8%를 점유하고 있으며 지난 2012년 1억 달러 수출탑을 수상했다. 민관합동 스마트공장 추진단 지원사업을 통해 모듈형 유연 생산라인, IoT·CPS, 빅데이터, 인공지능의 유기적 결합으로 ‘현장자동화’부터 ‘공장운영’까지 일체화된 ‘고도화 스마트공장’을 구현하게 된 동양피스톤은 생산성 25%, 품질 25% 향상, 제품개발 기간·비용 감소 등의 기대성과를 전망하고 있다. 앞으로 동양피스톤은 사물인터넷(IoT), 사이버-물리시스템, 빅데이터 등 첨단기술을 적용한 고도화된 스마트공장으로 전환해 나가고 변화 과정을 국내 중소기업들에게 공개해 국내 제조업 경쟁력 향상에 기여할 예정이다.   금형분야 대표 구축사례 ‘재영솔루텍’   재영솔루텍(주)은 40여년간 축적된 설계, 견적, 가공 데이터 및 생산기술, 노하우 등을 기반으로 자발적으로 스마트생산화를 진행해왔으며 금형산업의 표준화를 선도해 온 재영솔루텍은 해외생산기지 뿐만 아니라 타사에서도 활용가능한 금형제조 통합시스템을 개발 하여 ‘금형의 프랜차이즈化’를 실현하기 위한 ‘GMS3.0 전략’을 추진하고 있다. 이 회사가 구축한 스마트공장솔루션은 금형부품을 제작하는 과정 중에 레이저를 이용하여 금형부품 표면에 큐알(QR) 코드를 자동 기입토록 하여, 수요기업은 스마트폰으로 QR코드를 스캔하면 금형부품의 상세 정보(재질, 성능, 담당기술자 등)를 즉시 얻는 시스템을 구축할 수 있다.   이 회사는 기존 고용인력과 조직은 유지한 상태에서 금형사업부 내에 선행기술팀을 신설하고 전산에 대한 이해를 갖춘 금형전문가의 기획 아래 금형 엔지니어 1명과 SW 개발인력(컴퓨터공학, 자동화기술 전공 프로그래머 3～4명)을 채용하여 SI업체와의 협업이나 외주 없이 금형 특화 설계 프로그램과 모바일 어플리케이션 등을 자체 개발하여 활용하고 있다. 특히 IT기술을 융합한 금형제조정보 열람 서비스를 제공함으로써 생산업체는 자사 금형부품의 사후 관리 및 고객서비스의 향상, 불량률 저감, 생산성 향상(37%↑) 및 비용 절감(62%↓)을 기대할 수 있다.   소성가공분야 대표 구축사례 ‘DY METALWORKS’   DY METALWORKS는 자동차 오토 미션용 OuterRace 냉간 단조 자동화 및 단조공장 제조공정 스마트 시스템을 구축하였다. 이 회사는 사무 공간 및 ERP시스템, 현장 메인 모니터링 서버 연동 S/W 양식에 따른 공정검사, 작업표준, 작업일보 등 문서화 프로그램을 개발하고, OuterRace 제품라인 및 단조라인 전체 프레스 설비 확장성을 고려한 유무선 네트워크 환경의 Wifi설치를 통한 스마트 디바이스 및 현장 메인 모니터링 장치를 구축했다. 이를 통해 5% 이상의 원가절감, 작업일지 작성 오류 제거에 따른 불량률 감소, 생산량 증대에 기여할 수 있게 되었다.   또 예방품질 기능 확보를 통한 품질향상, 현장 데이터의 확보와 관리, 자재부족 알림기능으로 생산 전 공정에서의 실시간 의사소통이 가능토록 했다. 특히 실시간 현장 및 공정관리를 통해 설비별 가동과 비가동 현황을 중앙에서 모니터링할 수 있게 되어 설비 가동률을 높이고, 제고된 품질향상으로 고객만족도 또한 향상시켰다.   용접분야 대표 구축사례 ‘한길’   ㈜한길은 MES기반 용접·접합 공정 스마트 시스템을 구축함으로써 공정에서 필수불가결하게 개입되는 사람에 의한 수삽 공정으로 인해 발생하고 있는 불량의 원인을 근본적으로 차단하고 관리할 수 있는 시스템을 확보할 수 있게 되었다. 이를 통해 기존 시스템이 문서 형태의 작업지도서 사용, 작업자의 수작업 Scan과정에서 정보입력 오류로 인한 Loss를 차단이 가능해 졌다. 특히 이 회사는 스마트공장 구축을 통해 작업자에 의한 애로를 감소시킬 뿐만 아니라 생산성 향상과 불량감소로 이어져 작업자의 연장 근무 감소를 통한 비용감소,가동률 향상에 따른 생산여력의 증가로 새로운 고객을 개발할 수 있는 생산 여력을 확보할 수 있게 되었다.   특히 생산공정의 현황을 실시간을 집계할 수 있게 됨으로써 생산 진도현황을 파악하고, 파악된 정보기반 생산라인을 효율적으로 운영할 수 있게 되었으며, 스마트 공정을 체계적으로 관리하기 위하여 IT관리 인력에 대한 추가고용까지 발생했다. 뿐만 아니라 공정 누락을 미연에 방지할 수 있는 FoolProof 관리가 가능해짐에 따라 높은 수준의 불량률 예방을 통한 품질수준 관리로 생산성 향상과 원가절감을 동시에 달성할 수 있었다.   표면처리분야 대표 구축사례 ‘하이피텍’   ㈜하이피텍은 아연도금 3가 흑착색 크로메이트 공정 회전식로봇 자동화설비 기반 스마트 공장을 구축하였다. 하이피텍의 스마트공장 구축 목표는 로봇기반 회전식 자동화 양산시스템과 RFID 기반 주기관리의 데이터베이스화 및 생산이력 모니터링과 바코드 자동확인·실시간 집계 보고가 가능한 시스템을 구축하는 것이었다. 실제 이러한 스마트공장 구축시스템을 활용해 이 회사는 기존 50%수준의 자동화 공정을 100%까지 끌어올릴 수 있게 되었으며, 단순히 자동화를 이룬 것뿐만 아니라, 생산설비 자동화 및 생산된 모든 제품에 대한 생산이력이 전산화됨에 따라 수년전부터 지속적으로 고객사들이 요구에 대응이 가능해져 기업 경쟁력을 제고시켰다. 이와 함께 6가 크로메이트 공정대비 생산원가가 높은 3가 크로메이트 공정을 확보하면서 인건비 절감과 생산효율 증대를 통해 제품경쟁력, 품질경쟁력, 가격경쟁력을 동시에 확보할 수 있게 되었다.   열처리분야 대표 구축사례 ‘한국질화열처리’   한국질화열처리(주)는 규격의 대형화 및 제품의 다양화라는 수요에 부흥하고, 특히 대형 제품의 고품질 열처리 요구에 대응하기 위하여 대형 열처리 냉각제어설비와 관련한 통합 스마트제조공정 시스템을 구축하였다. 제품의 재질, 형상별 제어시스템을 통해 부품별 정밀한 시간제어, 新냉각제 적용과 제어 및 장비설계·구축을 통한 조직 확보, 그리고 탈탄 및 스케일 방지 시스템을 통해 공정시간 단축과 변형방지를 위한 설비와 관리 시스템 개발에 역점을 두고 스마트공장 구축을 추진했다.   이를 통해 한국질화열처리는 열처리 분야 많은 중소기업에서 대기업이나 해외에만 의존해왔던 대형제품의 고품질 열처리 냉각기술을 확보함으로써 중국과 일본 등으로 빼앗겼던 수요의 국산화를 이룰 수 있는 토대를 마련하게 되었다. 이과정에서 한국질화열처리는 10톤 규모의 6미터 이상 8미터까지의 대형 부품 제조시의 국제품질 경쟁력 확보를 통해 3000톤 이상 대형 프레스 단조기 수출경쟁력을 확보할 수 있게 되었다.  

빌딩스마트협회는 국토교통과학기술진흥원의 “개방형BIM 기반의 건축설계 자동화 지원기술 및 첨단 유지관리 기반기술 개발” 연구단 컨소시엄의 주관사업자로 선정되어 지난 3월 31일 착수하였다.   본 사업은 2021년 말까지 약 5년간 ‘건축설계 생산성 30% 향상과 유지관리 기반조성을 통한 4차 산업혁명 능동대응’이라는 비전을 목표로 3개 세부로 나뉘어 연구가 진행된다. 1세부는 ‘개방형BIM 표준 플랫폼 구축 및 응용기술 개발‘, 2세부는 ‘건축설계 적법성평가 자동화기술 및 응용기술 개발’, 3세부는 ‘기존건축물 유지관리 기반기술 개발’을 주제로 연구가 진행될 예정이다.   연구단 총괄 및 1세부는 (사)빌딩스마트협회, 2세부는 경희대학교 산학협력단, 3세부는 한국건설기술연구원이 각각 주관을 맡았으며, 산학연으로 구성된 46개 기관이 전체 컨소시엄으로 구성되어 있다.   본 사업은 국토교통부 BIM R&D 1단계 연구사업의 후속 연구로서 1단계 사업은 2013년부터 3년간 BIM 공통 인프라 구축과 생산성 향상 가능성 확인수준의 기술개발이 완료된 바 있다. 이번 2단계 사업은 이를 고도화하여 생산성 혁신 실용화와 세움터 인허가 시범구현 수준으로 발전시켜 편리하고 정확한 건축서비스 기술시대의 구현을 목표로 제시하고 있으며, 또한 미래의 유지관리를 위한 BIM역설계 기술 등 BIM 정보의 IT융합활용을 통한 통합 시너지효과를 모색한다.   본 사업의 연구단장을 맡은 협회 기술연구소의 조찬원 소장은 “1단계에 이어 후속 사업을 통해 건축산업 내부적으로 건축설계 생산성 혁신을 구현하고 외부적으로 건축물 활용을 위한 IT융합 방향을 제시함으로써 건축산업이 미래 4차 산업혁명에 능동적인 대응할 수 있는 기반이 확보될 것”으로 전망하였다. 본 연구의 진행현황 및 개발성과는 KBIMS 포털(www.kbims.or.kr)과 각종 행사, 세미나, 보도자료 등을 통하여 지속적으로 공개될 예정이며, BIM미래실무협의체 등 각계의 참여와 의견수렴을 통하여 실무친화형으로 연구가 진행될 계획이다.