한국형 스마트공장 구축을 위해서는 스마트공장 공급산업과 수요산업의 발전이 필요하다. 이를 위해서는 플랫폼 형태의 테스트베드를 만들어야 한다. 테스트베드 내에서 기술 검증, 상용화, 표준화가 만들어져야 하고 OEM 생산방식을 통한 제품 설계 및 생산기술 등 엔지니어링 기술 확보가 이루어져야 한다. 한국형 스마트공장 구축 방안에 대해 한국생산기술연구원 조용주 수석연구원이 스마트공장 국제 컨퍼런스에서 발표한 강연 내용을 정리했다.

▲ 한국생산기술연구원 조용주 수석연구원

스마트공장에 대한 개념은 보는 시각에 따라 약간씩 다르게 정의를 내린다. 로크웰 오토메이션은 스마트공장의 궁극적 목표는 ICT를 활용하여 제품개발 공정과 가치사슬 통합을 구현함으로써, 낭비 제로 공정과 납기 단축 실현을 위한 개념으로 보고 있다. 독일 DFKI(인공지능연구소)는 실제 운용되고 있는 공장에 스마트기술을 적용하는 것이 아니라 새로운 ICT 기술을 실재와 동일한 생산 환경에서 검증하고 개발하기 위한 R&D 플랫폼으로 정의한다. 따라서 스마트공장은 다양한 관점에서 접근해야 한다.

스마트공장은 독일이 가장 먼저 제조업 진화 전략으로 인더스트리 4.0을 추진했는데, 2014년 독일 인공지능연구소에서 구축한 R&D 플랫폼은 지멘스, 훼스토, 보쉬, 시스코 등 11개 기업이 참여하여 스마트공장 핵심기술을 공급하고 있다. 특히, 이때는 독일 기업뿐만 아니라 미국 IoE 전문기업인 시스코도 참여해 스마트공장 구축 기술에 대한 글로벌화와 표준화를 추진하고 있다.

공급산업 있어야 스마트공장 생태계가 조성

스마트공장 연관 산업은 크게 공급산업과 수요산업으로 나눌 수 있다. 여기서 중요한 것은 스마트공장 공급산업이다. 우리나라 경우, 자동차·항공기·해양 플랜트·조선 등 수요산업도 중요하지만, 이 산업을 받쳐주는 공급산업이 먼저 있어야 스마트공장에 대한 전체적인 시장이 형성되고 자연스럽게 생태계가 조성될 것이다.

공급산업인 ICT 기술과 필드 디바이스가 수요산업인 공장을 스마트화하면 스마트한 제품이 나온다. 2013년 마켓앤드마켓이 발표한 20개 스마트공장 글로벌 공급기업에는 삼성, LG, BMW와 같은 기업은 없다. 지멘스나 마이크로소프트 등 몇몇 회사를 제외하면 대부분 일반 사람들은 잘 알지 못한다. 그러나 공급산업 시장에서는 상당한 경쟁력을 가지고 있는 기업들이다. 

스마트공장 글로벌 공급기업 분포를 살펴보면, APRISO는 MES를 하는 회사인데 다쏘가 인수했다. 그리고 인벤시스는 슈나이더에 합병됐다. 지금도 기업들 간의 M&A는 계속 진행 중이다.

국가별 분포를 보면, 미국 12개, 프랑스 4개, 영국 1개, 독일 1개, 일본 1개, 스위스 1개로, 이 기업들은 엄청난 전략과 플랫폼 등으로 전 세계에 막대한 영향력을 행사하고 있다는 점이다.

이 글로벌 공급기업들은 혈액, 공기, 물 등이 인체의 핵심적인 구성요소인 것처럼 실체가 보이지 않는 기술, 즉 ICT, 시스템, 소프트웨어, IoT, PLM 등의 경쟁력 확보를 통해 다양한 제조산업을 종속화하고 있다. 

대표적인 사례로, 자동차를 제조하는 국내 H사의 경우 설계도구(CAD)는 다쏘 시스템(프랑스)의 CATIA 제품을 사용하고 있다. 해당 도구를 사용하는 순간 해당 솔루션과 기업에 종속되며 매년 솔루션에 대한 라이선스 비용을 지급하고 있으며, 업그레이드 시 추가 비용이 발생한다. 협력업체 또한 해당 솔루션에 종속되는 현상이 발생한다. 결국 전체 해당 산업의 공급망이 종속된다. 그런 측면에서 한국형 스마트공장 추진은 한 번 더 고민하고 접근해야 한다.

테스트베드는 필요하다

그러면 우리는 어떻게 해야 하는가. 크게 두 가지 전략으로 접근할 수 있다. 첫째는 공급산업 관점에서 장비나 솔루션 육성을 위해 테스트베드를 만들어야 한다. 참조 모델은 독일이 만들었던 플랫폼 형태가 될 것이다. 우리도 테스트베드 내에서 검증, 상용화, 표준화가 만들어져야 한다. 그 플랫폼을 통해서 우리나라도 신산업을 발굴하고 스마트공장 모델을 수출하며, 강소기업을 육성해야 한다.

둘째는 수요산업에도 테스트베드가 필요하다. 수요산업이라고 하면 제품을 만드는 기업인데, 우리나라는 과거 6,70년도에 아무것도 없는 밑바닥에서 장치산업 위주로 산업을 키웠다. 그러다 보니 우리가 가지고 있는 엔지니어링이나 핵심기술 없이 그냥 운용하면서 노하우를 배웠다. 독일이나 유럽 등 선진 제조국가들이 공급망에서 디자인과 R&D에 접근했다면, 우리에겐 OEM기업들이 있다. 그 OEM 기업들이 바로 수요산업이다. 대표적인 성공 사례로는, 크레신의 경우 1985년부터 이어폰과 핸드폰을 OEM 방식으로 생산해오다가 2002년에 자사 브랜드 제품을 출시했다. 대림전자는 1982년 설립 이후 OEM으로 핸드폰 번들 이어폰 공급을 해오다가 2013년 자사 브랜드 제품을 출시했다. 이들 회사의 공통점은 OEM 생산방식을 통한 제품설계 및 생산기술 등 엔지니어링 기술을 확보했다는 점이다.

주초산업 잘 활용해야

한국생산기술연구원은 울산과학기술대학교와 공동으로 한국형 스마트공장 테스트베드를 연구하고 있다. 스마트공장 테스트베드의 한 가지 사례로, 풍국산업을 들 수 있다. 풍국산업은 현재 다양한 글로벌 가방 제품을 생산하고 있으며 자사 엔지니어링 역량 또한 확보하고 있는 OEM 전문기업이다. 이 기업이 안고 있는 문제는 한 공장만 설비가 15,000대, 작업자가 20,000명이 넘는다. 연속공정, 조립공정 다 가지고 있으나 공정 관리가 불가능했다. 풍국산업으로서는 공정 관리가 시급했다.

풍국산업이 안고 있는 문제를 해결하기 위해 한국생산기술연구원은 테스트베드 두 대를 구축했다. 여기에 MES 해서 에너지 플랫폼을 붙이고 IoT 플랫폼을 붙였다. 그 결과 단위 설비별 생산량과 에너지효율 편차를 줄였으며, 병목 문제 등을 해결할 수 있었다.

한국생산기술연구원이 생각하는 한국형 스마트공장 전략은 공급산업과 수요산업을 동시에 발전시키는 것이다. 그렇게 했을 때 전체 공급산업과 수요산업이 선순환되는 기업을 만들 수 있다.

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)