한국은 스마트 팩토리 관련 핵심기술 의존도가 높기 때문에 글로벌 기업들에 의해 다양한 제조산업이
종속화될 우려가 있다. 하루빨리 스마트 팩토리 구축기업을 기워야 한다. 이와 관련 최근 한국생산기술연구원(KITECH)이 울산과학기술대학교와 공동으로 CSF 레퍼런스 모델 0.1을 구축했다.
이 테스트베드 플랫폼이 새로운 대안이 될 수 있을지, KITECH 조용주 제조엔지니어링서비스센터장이
CSF 글로벌 컨퍼런스에서 발표한 ‘CSF 레퍼런스 모델 0.1’ 내용을 정리했다.

스마트 팩토리는 독일이 가장 먼저 제조업 진화 전략으로 ‘인더스트리 4.0’을 추진하고 있는데, 제조업 기반의 데모와 리서치 플랫폼이다. 또한, ICT 기술과 디바이스, 네트워크 기술 등을 검증하는 플랫폼이라고 할 수 있다. 인더스트리 4.0 플랫폼은 2013년에 이행 전략 실천을 위해 발족됐으며, 독일 인공지능연구소의 주도하에 대규모 R&D가 수행되고 있다. 2014년에는 독일 인공지능연구소에서 스마트 팩토리에 가장 근접한 모델인 스마트 팩토리 플랫폼을 구축했다.

스마트 팩토리 추진 이유

그림 1은 독일 인공지능연구소(DFKI)에서 만든 스마트 팩토리 테스트베드 초기 모습이다.

그림 1. ‌스마트 플랫폼 #01   (출처 : Smart Factory at DFKI)

이 플랫폼은 연속공정과 이산공정을 합쳐서 하이브리드 프로세스를 구현하는 형태를 띠고 있으며, 실제 상품을 만드는 공정이긴 하지만 제품보다 프로세스와 인프라 시스템이 더 중요하다는 관점으로 접근했다.
그림 2는 실제 IoT 기반의 가공기가 지능화되는 것뿐만 아니라 머신의 피가공물 조차도 스마트를 구현하는 테스트베드이다.

그림 2. ‌스마트 팩토리 플랙폼 #02   (출처 : Smart Factory at DFKI)

실제 가상환경의 VR 기술을 검증하기 위한 플랫폼도 운용하고 있다. 그리고 그림 3은 2014년 독일 인공지능연구소에서 구축한 스마트 팩토리 플랫폼으로, 5개의 핵심 기업들이 모여서 자사의 기술을 구현하는 테스트베드를 만들었다.

그림 3. 스마트 팩토리 플랫폼 #03 (2014, 독일)

한국은 한국생산기술연구원과 울산과학기술대학교 공동으로 스마트 팩토리 구축을 시작해 최근에야 래퍼런스 모델 0.1버전을 선보였다.
스마트 팩토리를 추진하는 이유는 R&D 플랫폼을 만들어서 스마트 팩토리 테스트베드를 만들고, 그 테스트베드를 통해서 ICT 기술을 검증하고 산업화하는 데 목적이 있다. 실제로 독일은 인공지능연구소의 주도하에 지멘스, 훼스토, 보쉬, 하르팅 등 독일 히든 챔피언들이 모여서 테스트베드와 인프라를 만들고 있다. 2014년 테스트베드 경우는 독일 기업뿐만 아니라 미국 IoE 전문기업인 시스코도 참여하여 스마트 팩토리 구축 기술에 대한 글로벌화와 표준화를 추진하고 있다.

스마트 팩토리 구축산업은  중요하다

위기의 제조업이 경쟁력을 갖는 방법은 스마트 팩토리를 통해 구축산업을 키우는 것이다. 스마트 팩토리 영역은 크게 스마트 팩토리 구축산업과 활용산업으로 나누어진다. ICT 기술과 필드 디바이스가 모여서 스마트 팩토리를 만드는 구축 기술이 되고, 이 기술이 실제 정유플랜트나 해양플랜트 등에 적용되는 활용산업이 되고 있다. 이 스마트 팩토리 기술들을 가져다가 공장을 스마트화하면 제품도 스마트한 제품들이 나온다. 그런 관점에서 보면 구축산업이 훨씬 중요하다.
스마트 팩토리 구축산업의 고객은 일반인을 대상으로 하는 것이 아니라 핸드폰, 자동차, 항공기, 플랜트 등 제품을 생산하는 제조기업을 대상으로 한다. 또한, 공기, 물 등이 인체의 핵심적인 구성요소인 것과 같이 보이지 않는 기술이 경쟁력 확보를 통해 다양한 제조산업을 종속화하고 있다. 따라서 우리는 스마트 팩토리 구축기업을 키워야 한다.
스마트 팩토리 구축 기업을 보면, 최근 20개 글로벌한 기업들이 있다. 국가별 분포를 보면, 미국 12개, 프랑스 4개, 영국 1개, 독일 1개, 일본 1개, 스위스 1개가 차지하고 있다. 이 데이터가 의미하는 바는 1920년대 전 세계 식민지를 가졌던 국가들이 엄청난 전략과 플랫폼 등으로 접근했다는 점이다.
스마트 팩토리가 진행되면 기술의 식민지화도 불보 듯하다. 한국은 기술 의존도가 높기 때문에 글로벌 기업들에 의해 국내 시장이 잠식당하게 될지 모른다. 그런 측면에서 스마트 팩토리를 추진하는 데 있어 한 번 더 고민하고 접근해야 한다.
그러한 생각을 가지고 한국생산기술연구원은 울산과학기술대학교와 공동으로 레퍼런스 모델을 연구하고 있다. 최근 만들어진 CSF 레퍼런스 모델 0.1은 기어투입, 팔레트 투입 및 태킹, 조립A/B, 샤프트 투입, 조립C, 출하 및 공팔레트 형태로 구성된다. 이 모델은 자동차에 들어가는 헬리컬 기어를 만드는 라인이다.
아직 최종 입고스테이션을 포함해서 테스트베드 재료비를 다 뽑아보진 않았지만, 최종적으로 생산기술연구원에서 하려고 하는 것들은 KPI의 국산화율이다. 하나의 사례지만, 입고스테이션 재료비 사용 내역을 보면 국산화율은 10%도 되지 않는다.
CSF 레퍼런스 모델 0.1은 테스트베드 플랫폼이다. 플랫폼에는 IoT 플랫폼, 에너지 플랫폼이 있고 거기에 ERP, MES 등이 있지만, 제조에서 가장 중요한 것 중의 하나가 MES이다. 거기에 플랫폼이 올라가고 평가툴, 시뮬레이션, 커넥티비티 컨트롤, 그리고 보안에 관한 요소들이 올라가서 인프라가 만들어져야 새로운 서비스가 나온다. 이런 서비스를 통해서 제품 수출도 필요하지만, 스마트 팩토리 모델을 수출하는 것이 더욱 중요하다.
마지막으로, 주초(柱礎)산업들을 잘 활용해야 한다. 스마트공장 구축 기술이면서 국가산업의 주춧돌이 되는 PLM, IoT, CPS, PLC, CAD/E, 네트워크, 디바이스 산업이 건물의 초석으로 받쳐주면 이 초석을 통해서 더 많은 서비스와 고용창출이 일어나기 때문이다. 

정리 임근난 기자 (fa@hellot.net)