‘2018 스마트 공장 엑스포+오토메이션 월드’의 부대행사인 ‘스마트 팩토리 콘퍼런스 2018’이 지난 3월 29~30일 서울 코엑스에서 열렸다. 이번 콘퍼런스에서는 국내 대기업의 스마트 공장 사례와 해외 글로벌 선도기업의 스마트 공장 기술동향이 발표되었고, 스마트 공장 관련 오피니언 리더들의 생생한 경험을 들을 수 있는 기회가 마련되었다.

■ 정수진 편집장 sjeong@cadgraphics.co.kr

국내외 스마트 공장 동향과 사례 소개
‘스마트 팩토리 콘퍼런스 2018’는 이틀에 걸쳐 국내외 스마트 공장 관련 구축 현황과 기술 동향, 정책 방향 등 다양한 내용이 소개되었다. 3월 29일에는 삼성디스플레이, 두산, 포스코ICT 등 국내 주요 대기업의 스마트화 비전과 추진내용이 소개되고, PLM/SCADA, 스마트 머신, IoT/AI/빅데이터 등의 기술 동향과 사례가 발표되었다. 30일에는 다쏘시스템, 지멘스, 미쓰비시전기, ABB 등에서 글로벌 스마트 공장 트렌드를 소개했으며, IoT/클라우드 플랫폼, MES/APS, 오토메이션/협업 로봇 등의 주제로 기술 및 사례 발표가 진행되었다.
스마트공장추진단의 박진우 단장은 개회사를 통해 “이번 콘퍼런스는 글로벌 선도기업의 스마트 공장 전략을 살펴보는 자리이며, 다양한 발표를 통해 스마트 공장을 위한 각 기술별 최신 사례와 기술 동향을 살펴보는 기회로 마련했다”면서, “지난 3년간 스마트공장추진단을 통해 스마트 공장을 구축한 기업들은 공통적으로 매출/고용/수익이 증가하는 성과를 보였다. 이번 콘퍼런스에서 스마트 공장이 무인 자동화 공장에 그치지 않고 자동화 기술, 정보통신 기술 및 제반 생산 기술을 활용해 기업의 경쟁력을 높이는 길이 되고 있음을 체감할 수 있을 것”이라고 소개했다.

▲ 스마트공장추진단 박진우 단장

표준화로 글로벌 스마트 공장의 성공적인 구축
콘퍼런스 첫째 날인 3월 29일 기조연설에서 삼성디스플레이의 장영철 고문은 ‘반도체 공장의 스마트화 비전’을 소개하면서, 전세계에 있는 공장과 오피스를 통틀어 시스템을 표준화하는 것이 중요하며, 이러한 시스템의 표준화 및 통일화 과정이 스마트 공장의 성패를 가르는 관건이라고 짚었다.
그가 소개한 스마트 공장의 목표는 ▲작업자의 역할을 시스템이 대신하고 작업자의 로스를 줄이는 것 ▲장치산업인 반도체의 특성상 툴의 활용률을 최대화해 생산성을 높이는 것 ▲장비의 정확도를 높여 차세대 제품 생산에 대응하는 것 ▲시스템이 공장 전반의 문제 상황을 파악하는 것 ▲현장의 빅데이터를 수집/분석하는 것 등이다.
삼성디스플레이는 스케줄러, 리얼타임 데이터 관리, 생산 제어, 품질 관리, 물류 자동화 제어, 설비 엔지니어링, 툴 제어 등 폭 넓은 범위에서 MES(제조 실행 시스템)를 활용하고 있는데, 상용 MES 시스템을 사용하다가 자체 MES를 개발해 모든 공장에 마이그레이션했다. 이 과정에서 연구소 등의 엔지니어링 부서와 양산 엔지니어가 원활한 협업을 할 수 있도록 시스템을 통합했고, 잦은 시스템 업그레이드에 대응할 수 있도록 개발한 것이 특징이다.
또한 최소의 재고 인벤토리로 생산성을 최대화하고, 모든 공정에서 장비의 대기 시간을 2시간 이내로 유지하기 위한 반도체 공정 스케줄러를 마련했으며, 엔지니어가 튜닝하는 모든 툴 파라미터를 정확하게 관리할 수 있는 APC(Advanced Process Control)를 구축했다. 이외에도 공장 전체 설비 및 IoT의 비정상 상태를 파악해 시스템/라인 공정의 사고 재발생을 예방하고, 툴 자동화 시나리오 및 인터페이스 프로토콜, 빅데이터 분석, 물류 자동화 등의 시스템을 통해 반도체 공장을 스마트화하는 노력을 기울였다.
장영철 고문은 “스마트 공장을 성공적으로 갖추기 위해서는 최소 2~3년의 장기적인 계획을 세워야 하고, 실행 과정에서 최고 경영진의 지원이 불가피하다. 특히 시스템으로 업무를 하는 것이 경쟁력에 있어 중요한 요소임을 인식해야 한다”고 조언했다.

▲ 삼성디스플레이는 MES를 중심으로 글로벌 공장에 표준화된 스마트 공장 시스템 구축을 진행했다.

디지털 트랜스포메이션의 열쇠는 경험을 설계하는 파괴적 혁신
두산의 형원준 사장은 ‘중공업 팩토리의 스마트화 비전’에 대해 발표하면서, “자동화를 위한 스마트 공장, 스마트 공장을 위한 스마트 공장이 아닌 고객의 경험을 위한 스마트 공장을 구현해야 한다”고 짚었다. 고객을 중심에 놓고 고객의 시장에서 얻은 경험을 바탕으로 사용자 경험(UX)를 새롭게 설계하는 스마트 공장이 필요하다는 것이다. 또한 인텔리전트/스마트화/데이터 중심으로 가는 과정에서 소프트웨어의 비중이 필연적으로 커진다고도 설명했다.
많은 기업들이 생존과 지속 발전을 위해 디지털 트랜스포메이션(Digital Transformation)을 고민하고 있다. 또한 파괴적 성장을 이루는 사업 모델 혁신의 기반으로 플랫폼화를 추진하고 있다. 두산 그룹은 디지털 트랜스포메이션을 이루는 과정에서 ▲플랜-집행-체크-실행(PDCA) 사이클의 속도(agility) ▲높은 수준의 개인화에 기반해 차별화를 이루는 다양성(diversity) ▲기업의 사회적 책임(CSR)에서 나아가 사회적 가치를 기준에 둔 제품을 개발할 수 있는 공감(empathy)을 중심축으로 놓고, 이를 빠르게 달성할 수 있는 디지털 업무 방식, 디지털 플랫폼, 디지털 인재관리를 구현하는데 중점을 두었다.
형원준 사장은 “스마트 공장 또는 스마트 혁신을 위해서는 융합적인 사업모델로 혁신의 기회를 마련하는 미래 비전을 먼저 그려야 한다. 대량의 반복 작업을 줄일 수 있는 공통 인프라를 구축하고 모듈화와 표준화를 이뤄야 한다. 실시간으로 플랜을 업데이트하고 실행 과정의 모니터링, 수정까지 실시간으로 진행하는 애자일 프로젝트 진행 방식과 함께, 창의적인 업무와 혁신을 위한 기업 문화의 변화도 요구된다”고 전했다.

▲ 두산은 속도, 다양성, 공감을 중심축으로 플랫폼 기반의 디지털 트랜스포메이션에 집중하고 있다.

신성장 동력 찾는 스마트화 생태계의 확대
포스코ICT의 박미화 신사업개발실장은 ‘철강 팩토리의 스마트화 비전’을 소개했다. 4차 산업혁명은 인공지능(AI)과 빅데이터 등 디지털 기술에 기반한 지능 혁명으로 정의되는데, 그 변화의 속도와 폭이 커지고 있으며, 기업들은 새로운 성장동력을 찾는 기회로 4차 산업혁명을 받아들이고 있다.
포스코는 ‘최고 수준의 비즈니스 전문성에 ICT 신기술을 융합해 새로운 가치를 창출한다’는 스마트 비전을 정의하고 연결, 데이터 중심, 지능화 등 세 가지 핵심 기술 요소를 설정했다. 그리고 스마트화를 기반으로 비즈니스 혁신을 실현하기 위해 핵심 사업영역별로 스마트화 추진 목표를 설정했다.

■ 스마트 팩토리 : 고품질/고효율/무재해 지능형 제철소 구현
■ 스마트 빌딩&시티 : 설계/시공/운영의 스마트화 및 지능형 공간 구현
■ 스마트 에너지 : 데이터 기반 글로벌 톱 티어 발전소
■ 스마트 매니지먼트 : 전후방 가치 사슬의 합리적 의사결정 체계 구현

박미화 실장은 “포스코는 스마트화를 구현하기 위한 플랫폼 및 70여개의 공정별 앱을 자체 개발했다. 이를 통해 설비 등 현장 데이터의 수집, 빅데이터/AI 기법을 접목한 분석 환경, 현장 제어로 연결할 수 있는 환경을 제공할 수 있게 되었다. 지난 2015년에는 이 플랫폼을 적용한 모델 플랜트를 구축했고, 2018년에는 전체 공장에 스마트화를 확산시킬 계획”이라고 소개했다.
또한 포스코는 자사의 스마트화 노하우 및 솔루션을 중소/중견기업에 적용할 수 있도록 지원할 계획이다. 여기에는 진단 및 컨설팅, 맞춤형 플랫폼 제공, 에너지 효율 개선, 품질 정보 공유/개선, 인재 육성 위한 교육 프로그램 등이 포함된다.

▲ 포스코는 자동화 역량을 기반으로 핵심 사업영역별 스마트화를 추진하고, 이를 솔루션화한다는 전략을 소개했다.

정부의 스마트 공장 정책 추진 현황
산업통상자원부는 ‘제조 전 과정을 ICT로 통합하여 고객 맞춤형 스마트 제품을 생산하는 지능형 공장’으로 스마트 공장을 정의하였다. 또한 ICT 및 데이터 활용 역량에 따라 스마트 공장의 수준을 5단계로 구분하고, 공장에서 나오는 데이터를 수집/분석, 이를 기반으로 공장을 제어하여 생산성을 높이는 스마트 공장 정책을 추진하고 있다.
산업통상자원부의 스마트 공장 R&D 지원 사업은 2015년부터 2017년까지 229억 원을 지원해 스마트 공장 고도화를 위한 요소기술의 개발을 진행했다. 또한 2018년부터 3년간 표준/핵심 기술 개발과 패키지 소프트웨어 개발, 품질인증평가체계 개발 등 고도화 스마트 공장 구현 기술에 250억 원이 투입될 예정이다.
이와 함께 중소/중견기업을 위한 스마트 공장 선도 모델이 필요하다는 인식 아래 대표/데모공장 구축도 진행 중이다. 이는 스마트 공장의 구축과 운영에 대한 베스트 프랙티스를 제시하는 것이 목적이다. 자동차 엔진의 핵심 부품을 생산하는 동양피스톤의 경우 2016년부터 2018년까지 뿌리공정의 스마트 고도화 모델 구축을 진행했으며, 2017년에는 금속 패스너 등 자동차 부품을 생산하는 영신금속공업과 클린룸 장비를 생산하는 신성이엔지가 대표 스마트 공장으로 새롭게 선정되었다.
기존의 공장 자동화는 공정의 각 영역별로 진행되었기 때문에 전체 공정의 연결이 부족했고, 주요 공정 요소마다 수작업이 필요했다. 중소벤처기업부는 스마트 공장이 데이터를 기반으로 많은 정보를 분석하고, 이를 기반으로 비즈니스 가치 창출하는 효과를 낼 수 있을 것으로 보고 스마트공장 확산 및 고도화 전략을 추진하고 있다.
“다수의 기업들이 스마트 공장을 도입할 뿐 아니라 이들이 서로 연결되어야 스마트 공장의 가치를 높일 수 있을 것”이라는 인식 아래 중소벤처기업부는 우선 스마트 공장 보급에 중점을 두고 있다. 지난 2014부터 2017년 5003개 중소기업의 스마트 공장 구축을 지원했으며, 2022년까지 2만 개 스마트 공장 보급을 추진하고 있다.
중소벤처기업부는 스마트 공장 보급을 통해 생산성/불량률/원가절감 등과 함께 고용 증가 효과도 있었다고 보고 있다. 특히 관리 등 신규 인력에 대한 수요 및 직무 변화도 일어났다. 한편, 지금까지의 스마트 공장 보급이 대부분 낮은 단계에서 이뤄지고 있어, 향후 스마트 공장의 수준을 높이기 위한 정부 지원 및 정책 보완이 이뤄질 것으로 보인다.
중소벤처기업부는 앞으로 민간이 주도하고 정부가 후원하는 생태계를 구축한다는 방향 아래, 구축/R&D/교육 등 지원을 강화해 스마트 공장의 수준을 높일 계획이다. 또한 운영 인력과 석/박사급 고급 전문 인력을 포함한 스마트 공장 전문 인력 육성에도 나설 예정이다.

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