저비용 고효율 간이자동화

경북 경주 소재 텔스타홈멜 공장, 로봇 2대가 바쁘게 레이저로 차량용 문틀을 용접해 쌓아두자 이동용 로봇이 이를 신속하게 다음 공정으로 운송하고 있다. 현대자동차 싼타페에 들어가는 차문을 레이저로 쉴 새 없이 컷팅하는 로봇의 모든 제조 공정은 경기도 평택의 텔스타홈멜 본사 1층 ‘LINK5’ 디스플레이를 통해 실시간으로 중계되고 있다.

실제 화면 옆엔 3D 디스플레이로 가상 디지털 공간에 구현한 제조 공정이 등장한다. 임병훈 텔스타홈멜 대표는 자체 개발한 '디지털 트윈(Digital Twin)' 솔루션을 소개하며 “이 화면을 통해 현장이 아닌 다른 곳에서도 가상공간을 통해 생산 공정을 제어할 뿐만 아니라 문제 발생 시 즉시 원인을 찾아내고 해결할 수 있다”고 설명했다.

(아시아경제 3월 23일 내용 일부)

소견)로봇 2대가 바쁘게 레이저로 차량용 문틀을 용접해 쌓아두자 이동용 로봇이 이를 신속하게 다음 공정으로 운송하고 있다. 현대자동차 싼타페에 들어가는 차문을 레이저로 쉴 새 없이 컷팅하는 로봇의 모든 제조 공정은 경기도 평택의 텔스타홈멜 본사 1층 ‘LINK5’ 디스플레이를 통해 실시간으로 중계되고 있다.디지털트윈

스마트팩토리란 용어가 생소하던 시절 대기업에서 스마트팩토리 관련 사업 수행을 체험한 적이 있다. 스마트 산업이 성공하기 위해서는 산업 간에 종사하는 사람들의 인간 융합(Human Convergence)이 선행되어야 하는 것을 뼈저리게 실감하는 계기가 되었다. 기술과 서비스의 발전만으론 산업간의 융합은 한계에 부닥친다. 업무적 이견 노출 및 일자리 감소에다 산업 융합에 따른 경계심이 심리적 배경에 작용하기 때문이다.

스마트팩토리를 추진하면 일자리가 줄어 든다는데 그 대책을 묻는다. 선진국형 일자리가 늘어나고 산업의 수준이 올라간다고 강조한다. 스마트팩토리 산업은 수요 산업과 공급 산업으로 대별된다. 수요 산업은 스마트 팩토리 기술과 장비를 도입하여 완제품을 만드는 것이다. 국내 주력 산업인 반도체 및 자동차 산업은 수요 산업의 일례이다. 스마트 산업화로 인한 수요 산업의 일자리 감소는 필연적인 현상이다. 그렇다고 스마트 산업화를 추진하지 않으면 치열한 국제 경쟁에 밀려 산업 전체가 도산할 수 있다.
반면에 우리가 취약한 공급 산업은 완제품을 만들기 위해 스마트팩토리용 기술이나 장비를 제공하는 산업이다. 공급 산업은 IoT, Cloud, AI, AR/VR, 5G 기술을 요구한다. 

(AI타임스 10월 26일 내용 일부)

소견)미래형 디지털 첨단 기술이다. 공급 산업이 발전하면 기술의 첨단화로 스케일 업이 되어 미래형 일자리가 창출된다. 결론적으로 스마트팩토리의 수요산업은 국제 경쟁력을 갖추게 하고 공급산업은 일자리 확산을 유도함으로써 일국이 세계를 선도하는 선진 국가의 위상을 유지하게 되는 것이다.

최근 A사 울산공장에서 발생한 고체 락탐의 자동 투입설비와, B사에서 발생한 자동차 미션케이스의 자동 리크테스터에서 발생한 사망사고는 고장률이 검증되지 않은 안전부품의 사용, 안전성이 확보되지 않은 센서의 설치, 안전계장시스템(SIS)의 미흡한 아키텍처 구성, 안전제어 프로그램의 임의 변경 등 총체적인 부적절한 조치로 인해 발생했다. 정부는 2017년 발표된 ‘스마트 제조혁신 비전 2025’에서 2025년까지 3만개의 스마트팩토리(이하 SFa) 구축 목표로 추진해, 2019년 말까지 약 4000여 개가 설치됐으나, 아직 기초수준인데다 산업재해 예방대책이 수립되지 않고 있다. 2020년 1월, 데이터 3법 개정안이 국회를 통과해 개방된 데이터는 AI기반의 서비스 고도화와 머신러닝에 크게 활용될 전망이다.

SFa 구축은 이제껏 경험하지 못한 새로운 위험요인을 생성하므로 이를 파악하고 위험성을 평가해 적절하게 대처하는 것이 향후 SFa 안전관리에 주요한 기술이 될 것이다.

그 위험요인은 아래 3가지로 분류할 수 있다. 기술적 요인으로는 스마트머신의 오작동, 소프트웨어의 자체결함, 센서·빅데이터 등을 적용한 시스템 오류, 설계문제, 하드웨어 노후화에 의한 우발적 고장 등의 내부적 요인과, 해킹에 따른 프로그램 변형 및 신호 왜곡·외란, 바이러스에 의한 데이터 손실 및 변형, 보안문제 등의 외부적 요인이 있다. 관리적 요인은 위험성평가 누락 또는 부적절, 안전관련 국제표준 미준수 및 안전인증 관리부족, 안전관리조직의 관리소홀, 기계설비 변경관리 미흡, 안전에 대한 교육·훈련 부족 등이 있다. 인적요인은 스마트머신에 운전자, 외부 작업자 등이 위험지역에 접근하거나 오용, LOTO절차 또는 운영지침 미준수 등이다. 이들에 대한 안전기술은 이미 유럽, 미국 등에서 ISO 및 IEC 국제표준을 강제적으로 적용하고 있으나, 한국은 아직 미흡한 실정이다.

(경상일보 2월 18일 내용 일부)

소견)스마트팩토리 구축에 따른 잠재·현재의 위험요인 파악, 정량적 위험성평가 및 사고예방의 기술을 개발하여 산업재해 사망사고 제로에 최우선으로 두어야합니다.

우리나라 제조업은 독일의 제조업을 벤치마킹(benchmarking) 해야 한다.
왜냐하면 독일의 제조업은 데이터베이스 관리(database management) 기술이 뛰어나기 때문이다. ‘제조업 강국’, ‘강력한 중소기업 파워’를 위해서는 생산, 물류, 판매 현장의 데이터 생성 수집에서 출발해야 한다는 기본을 강조하고 있으며, 그 기본 속에는 제조업의 현장이 100% 정물일치(情物一致)되어 있어야만 한다. 기본이 선결되어야 만 진정한 디지털화가 가능하다. 만약 이러한 기본적인 데이터베이스(기본 데이터) 관리가 정물일치(情物一致)되어 있지 않으면 GIGO(Garbage In, Garbage Out), 즉 제조업의 스마트팩토리 구축은 사상누각(沙上樓閣)이 되고 말 것이다. 그래서 독일의 제조업을 공부해야 한다.

4차 산업혁명은 약 5억 년 전에 바다에서 육지로 정착한 대표적인 생물체 ‘식물’처럼, 생물 진화론을 주장하고 자연환경에 적응하지 못하는 생물은 사라지고 변화된 환경에 적응하는 생물은 생존하여 자손을 남긴다는 자연 선택설을 발표했던 영국의 의사이자 생물학자 찰스 다윈과 적응을 못한 개체와 종은 소멸하고 환경에 잘 적응한 유전자는 번식하므로 적응된 유전자만 생존한다는 ‘이기적 유전자’의 저자로 널리 알려진 영국의 행동생물학자이자 진화생물학자 리처드 도킨스 주장처럼 제조업의 산업환경이 인공지능 기반 자율 시스템, 빅데이터 관리 기술, 4차 산업혁명의 패러다임 변화가 3위일체(3位一體)된 개념이 바로 ‘디지털 트랜스포메이션’이다.

(이데일리 12월 21일 내용 일부)

소견) ‘제조업 강국’, ‘강력한 중소기업 파워’를 위해서는 생산, 물류, 판매 현장의 데이터 생성 수집에서 출발해야 한다는 기본을 강조하고 있으며, 그 기본 속에는 제조업의 현장이 100% 정물일치(情物一致)되어 있어야만 한다. 포스코도 옛날 데이터는 전부 쓰레기로 실제로 쓰려니까 맞지 않았다고 합니다.데이터가 없다면 다시볼수가없어 발전이 어렵다.

전통 제조 강국인 독일, 미국, 일본은 제조업의 경쟁력과 부가 가치를 높이기 위해 각자의 상황을 고려한 제조업 부흥 전략을 추진하고 있다.

독일은 전통 강점인 기계 산업에 정보통신기술(ICT)을 접목해 부가 가치를 증대시키고, 미국은 정보기술(IT) 산업의 경쟁력을 바탕으로 인공지능(AI)·클라우드를 활용해 새로운 비즈니스를 창출하고 있다. 생산 요소 기술 기반으로 제조 현장을 꾸준히 개선해 온 일본은 사물인터넷(IoT)과 데이터를 활용, 혁신의 깊이를 더하고 있다.

그렇다면 한국 기업들은 스마트팩토리로부터 무엇을 얻으려 하는 것일까. 세계 최고의 IT 인프라를 보유하고 있지만 4차 산업혁명 경쟁력이 10위 밖이라는 사실은 시사점이 크다. 스마트팩토리 도입 공장 수나 ICT 경쟁력도 중요하지만 우선 스마트팩토리 구축을 통해 우리가 이루고 싶은 것을 제대로 정의하고 그에 맞는 추진 방향을 설정해야 한다.

스마트팩토리 추진을 위해 반드시 고려해야 할 몇 가지 사항을 제안하고자 한다.

첫째 스마트팩토리는 제조 현장뿐만 아니라 개발을 포함한 전체 밸류체인(가치 사슬; 기업 활동에서 부가가치가 생성되는 과정) 혁신을 지향해야 한다. 스마트팩토리 범위를 제조 현장으로 국한한다면 성과 역시 제한될 수밖에 없다. 전체 밸류체인에서 디지털화를 통해 새로운 기회를 발굴해야 한다. 상품 기획 및 개발 단계에서 인공지능(AI)을 포함한 데이터 활용 방안 모색이나 개발 단계에서 가상 검증 기술을 활용해 양산 이슈를 예측하고 해결하는 사례는 이미 많이 보고되고 있다. 또 부품 공급 망과의 정보 동기화를 통해 재고를 최소화하면서 고객에게 적기에 제품을 공급한 사례도 새로운 이야기가 아니다. 에어버스는 개발과 생산은 물론 글로벌 1만2000여개 협력사의 정보를 동기화했다. 또 현실의 기계나 설비 등을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 결과를 예측할 수 있는 디지털 트윈을 활용, 생산성과 품질을 검증해 항공기 개발 기간을 대폭 단축했다.

둘째 스마트팩토리는 경영 성과와 연계된 핵심성과지표(KPI)의 혁신 향상을 목표로 해야 한다. 세계경제포럼(WEF·일명 다보스포럼)은 최근 세계 제조업의 미래를 선도할 글로벌 등대공장 선정 시 적용한 기술이 아니라 경영 성과의 실질 향상 정도를 주요한 척도로 평가했다. 수율, 설비가동률 등과 같은 제조 KPI를 비롯해 개발·마케팅·SCM 영역의 목표도 함께 고려해 혁신 목표를 설정해야 한다. 목표가 경영 성과와 강하게 연계되지 않는다면 경영진 및 구성원의 지지는 물론 긴 여정을 지속할 동력을 얻기 어렵다.

셋째 스마트팩토리는 긴 여정이다. 작은 규모로 빨리 시도해 보자. '크게 생각하고 작게 시작해서 빨리 배워라(Think big, Start small, Learn fast)'는 스마트팩토리를 추진할 때 금과옥조로 삼아야 할 말이다. 아직 검증 단계에 있는 많은 기술을 대규모로 동시에 도입하는 것은 상당한 리스크가 있다. 테슬라의 자동화 실패 사례에서 배울 점은 작은 단위의 시도를 빠르게 진행해서 시행착오를 겪고 검증된 사례들을 신속하게 확산시키는 전략이 유용하다는 것이다. 필자가 방문한 독일 시스템 반도체 회사 인피니언은 공장의 완전 무인화를 위해 장기 로드맵을 수립하고 6단계에 걸친 혁신 활동을 10년 넘게 꾸준히 추진하고 있다. 경영진의 강력한 혁신 의지가 있었기에 가능한 대목이다.

마지막으로 스마트팩토리는 현장 전문가와 데이터 전문가가 함께 만들어 가야 한다. 포스코는 숙련공의 노하우를 디지털화하기 위해 현장 전문가와 데이터 전문가가 3년 이상 꾸준히 연구, 핵심 공정의 디지털화에 성공했다. 이를 통해 생산성과 품질 향상을 이뤄 내기도 했다. 데이터 분석 기술이 아무리 발전해도 결국 현장 노하우를 갖춘 전문가의 참여 없이는 의미 있는 결과 도출에 한계가 있다. 소수의 데이터 전문가에게 의존하는 형태로는 결코 제조업의 디지털화를 이룰 수 없다. 회사는 전체 구성원이 디지털 사고 방식과 관련 역량을 확보할 수 있도록 전사 차원에서 디지털 전환 체계를 구축해야 한다.

스마트팩토리는 제조 경쟁력 향상을 위해 추진을 지속해야 하는 혁신의 여정이자 지향점이다. 단기 성과에 매몰돼 신기술 도입에만 치중하는 것을 경계하고 전체 조직이 동일한 지향점을 갖고 끊임없이 실행하는 혁신 프레임으로 인식해야 할 것이다.

(전자신문 7월 12일자)

소견)데이터 분석 기술이 아무리 발전해도 결국 현장 노하우를 갖춘 전문가의 참여 없이는 의미 있는 결과 도출에 한계가 있다. 소수의 데이터 전문가에게 의존하는 형태로는 결코 제조업의 디지털화를 이룰 수 없다.작은 규모로 빨리 시도해 보자. '크게 생각하고 작게 시작해서 빨리 배워라'는 스마트팩토리를 추진할 때 명심해야 합니다.

               (철강금속신문 5월 4일자)

               소견)스마트팩토리로 많은 인력이 필요하지 않아 제조업들이 굳이 저렴한 인건비를 쫓아 동남아시아국가로                나갈 필요가없다. 이것이 일자리 창출에 근본대책이다.

스마트팩토리의 일자리 창출 효과를 놓고 정부와 현장 간 해석이 엇갈리고 있다. 정부는 스마트팩토리가 일자리를 늘린다고 주장하지만, 현장 근로자들은 인건비를 줄이기 위한 투자인데 일자리가 늘기는커녕 줄어들 것이라고 본다.

스마트팩토리는 제조업의 전 과정에 ICT 기술을 적용한 지능형 공장을 말한다. 공장 내 설비와 기계에 사물인터넷(IoT) 센서를 설치하고 데이터를 수집·분석함으로써 전체 공정을 유기적으로 최적화한다. 제조에 투입되는 비용과 시간을 최소화하기 때문에 ‘제조업의 미래’, ‘미래형 공장’이라는 별명이 따른다.

국회 산업통상자원중소벤처기업위원회 윤한홍 자유한국당 의원은 지난달 10일 “중기부가 스마트팩토리 3만 개를 지어 일자리 6만 6000개를 만들겠다고 했지만, 실태조사 결과 절반가량의 스마트팩토리가 고용 증가가 없거나 오히려 준 것으로 드러났다”고 밝혔다.

윤 의원은 중기부가 지난해 2월 실시한 스마트팩토리 실태조사 결과를 바탕으로 “응답에 참여한 1301개 기업 중 절반에 가까운 628개 기업(48.3%)이 고용을 그대로 유지했거나 오히려 줄였다”면서 “스마트팩토리 도입 이후 고용을 91명이나 줄인 기업도 있었다”고 비판했다.

이어 “최저임금 급등과 근로시간 단축으로 기업을 옥죄고 고용을 죽이면서 그럴싸한 정책으로 이를 감출 수 없다”면서 “스마트팩토리 보급이 현 시점에서 바람직한 예산 활용인지 재검토해야 한다”고 촉구했다.

중기부 관계자는 “스마트팩토리를 도입한 기업에서 평균 2.2명씩 고용이 증가했다”면서 “같은 통계인데 바라보는 시각에 따라 달라진 것”이라고 반박했다. 고용을 그대로 유지한 기업은 고용 효과가 있는 것으로 봐야 하지만, 윤 의원 측에선 효과가 없는 것으로 봤다는 설명이다.

(UPI뉴스 4월 19일 내용 일부)

소견)정부는 스마트팩토리가 일자리를 늘린다고 주장하지만, 현장 근로자들은 인건비를 줄이기 위한 투자인데 일자리가 늘기는커녕 줄어들 것이라고 보는 것,초기에는 인력대체 스케일 업으로 라인이 증설되면 일자리가 늘어납니다.

스마트 공장 또한 5G 시대의 모습이다. 작업자 없이 멀리 떨어진 곳에서도 기계를 원격으로 조종하고 단순 작업은 로봇으로 대체하는 시대가 다가오고 있다는 것.
KT 경제경영연구소 보고서에 따르면 5G는 제조 분야에서 2025년까지 최소 8조6000억 원의 가치를 발생시킬 것으로 예측된다. 스마트 공장은 통신사가 밀고 있는 대표적인 5G 시대 B2B(기업 간 거래)서비스다. 
스마트 공장은 공장 안에 있는 수많은 단말기와 대용량 데이터를 지체 없이 실시간으로 주고받아야 한다는 점에서 5G 네트워크의 초저지연‧초연결 속성이 필수적이다. 5G를 연결하면 단말기와 기지국간 지연을 줄여 반응 속도를 높이고, 다양한 산업용 기기들이 하나의 통신망으로 통합·관리돼도 끊김이 없다는 얘기다.
현재 국내 이동통신3사가 선보인 스마트공장 솔루션도 다양하다. LG유플러스는 올해 MWC를 통해 바르셀로나에서 평택공장까지 1만㎞를 연결하는 물류 로봇 시스템 원격 제어 기술을 처음 공개했다. 이 기술로 이용자는 물류로봇의 배터리 가동 상태, 위치 등을 생산관리 시스템을 통해 공장 내외에서 실시간으로 모니터링 할 수 있다.
SK텔레콤은 생산성을 높이는 인공지능(AI) 솔루션 ‘슈퍼노바’를 소개했다. 슈퍼노바는 딥러닝(신경망을 기반으로 스스로 학습하는 컴퓨터) 기반 기술이다. SK텔레콤은 지난해 10월 슈퍼노바를 SK하이닉스 반도체 제조 공정에 시범 적용하고 있다.

(한국경제 4월 6일 내용 일부)

소견)5G 시대가 오면 어떤 변화가 있을까. 일반 이용자도 5일부터 '갤럭시S10 5G'로 5G 서비스를 사용할 수 있게 되면서 일상 변화에 대한 관심이 높아지고 있는데 과연 가격도 저렴하게 될찌 기대가 큽니다.

*5G 만능주의의 환상…아니어도 되는 자율주행차·스마트팩토리

5세대 이동통신 기술인 ‘5G’가 4차 산업혁명의 핵심 기술로 떠올랐다. 3월 말로 예정된 5G 세계 최초 상용화는 정부의 기대와는 달리 4월 초로 늦춰졌다. 요금제 인가와 단말기 출시, 네트워크 안정화에 시간이 더 소요된다는 판단 때문이다. 

일각에서는 5G 세계 최초 상용화로 어떤 이득을 얻게 되는지 모르겠다는 반응이 나온다. 정부와 통신사업자들은 세계 첫 상용화로 4차 산업혁명을 앞당기고 현실화할 수 있다고 말한다. 자율주행차, 스마트팩토리 등이 주요 4차 산업혁명 분야로 거론된다. 5G 상용화로 기술 완성도가 높아지고 진정한 자율주행차, 스마트팩토리가 구현될 수 있다는 장밋빛 청사진을 제시한다. 

그러나 학계에선 반은 맞고 반은 틀리다는 시각을 보이고 있다. 자율주행차의 경우 구글의 자율주행차 개발 부문에서 2016년 독립한 웨이모가 미국 애리조나주에서 지난해 12월부터 자율주행 택시 서비스를 운행중이다. 5G 상용화와 관계없이 2018년 한해 동안 100대 이상의 자율주행차를 시범 운행하며 한 대당 평균 1만1154마일(1만7950km)을 자율주행했다. 

스마트팩토리도 5G 조기 상용화로 보급이 빠르게 확산되기는 어렵다는 게 전문가들의 지적이다. 투자 대비 효용가치를 먼저 따져야 하고 복잡다단한 제조공장별로 필요한 무선통신 모듈과 수요기술을 파악해야 한다는 것이다. 

대용량 빅데이터를 유선으로 통신하려면 통신 케이블이 비대해지고 공장 작업 환경 자체가 복잡해진다. 때문에 대역폭이 넓고 초저지연이 가능한 5G 기술을 스마트팩토리에 적용해야 한다는 논리가 나온다. 

(동아사이언스 3월 23일 내용 일부) 

소견)공장 내 모든 데이터를 실시간 수집해야 하는지는 아직 알기 어렵고 제조공장용 5G 통신 모듈을 구축하는 데 만만치 않은 투자도 필요하다. 여하튼 중소제조업에 어떻게 저렴하게 적용될수 있는가가 매우 중요합니다.

*스마트팩토리, 4차 산업혁명의 아이콘

경제학적으로 ‘산업혁명’이란 인류의 생산성이 크게 향상되는 시점에 주로 사용됐으며 현재 생산방식의 변화를 대표할 수 있는 것이 바로 ‘스마트팩토리’라 할 수 있다.

1차 산업혁명 당시 증기기관이 발명돼 기계가 사람과 말의 노동력을 대체하며 생산성이 비약적으로 높아졌다. 그 이후 2~3차 산업혁명을 통해 연속적이고 점진적인 발전이 진행됐다.

반면 4차 산업혁명을 딱 한 가지로 규정지을 수 없을만큼 빠르게 발전하고 있다. 하지만 4차 산업혁명의 핵심은 결국 생산 방식의 변화다. 현 시점에서 생산방식의 변화를 대표할 수 있는 것이 바로 ‘스마트팩토리’라 할 수 있다

스마트팩토리 환경 하에서는 컨베이어에 기초한 기존의 자동화 설비들은 상당부분 변경이 필요하며 제조 단계에 종사하던 숙련기능공 수요는 크게 감소해 통신, 보안, 데이터 관련 인력 수요가 증가할 것으로 예상된다.

따라서 머지않은 미래에는 컨베이어를 대체할 AGV 및 자동화 모듈과 연관된 로봇, 자율주행차 등의 산업이 성장하고 공장의 친환경화, 에너지자급화 등을 위해 신재생에너지 분야도 유망할 전망이다.

(인더스트리뉴스 1월 13일자)

소견)스마트팩토리의 핵심은 생산방식의 변화, 사이버물리시스템(CPS)에 기반한 유연한 생산활동으로 특히 제품개발에 많은 응용되기를 학수고대합니다.