소프트웨어 정의 기술(SDx)은 제조 산업에서 자동화와 자율화를 실현하는 핵심 요소로 자리 잡고 있다. 특히 지멘스와 같은 글로벌 기업들이 SDx를 기반으로 한 혁신적인 솔루션을 도입하며, 제조 공정의 효율성을 극대화하고 있다. 디지털 트윈, AI 어시스턴트 등의 기술을 통해 공정 예측 및 최적화가 가능해지면서 자율 제조 시스템의 실현이 가속화되고 있다. 이러한 변화는 ESG 실현과 에너지 효율 극대화, 인력난 해소에도 기여하고 있다. 제조업의 디지털 전환을 이끄는 SDx의 발전 전망을 짚어 본다.

SDx의 개념

‘소프트웨어 정의 기술(Software Defined Everything, 이하 SDx)’은 소프트웨어를 중심으로 특정 기술 내 모든 요소가 연결되어 새로운 가치를 생산하는 개념이다. 이 방법론은 소프트웨어 정의 네트워크(Software Defined Network, SDN), 소프트웨어 정의 데이터센터(Software Defined Data Center, SDDC) 등에서 파생된 디지털 전환(DX) 기반 기술 트렌드로 알려져 있다.

SDx는 소프트웨어를 기반으로 시스템이 작동하기 때문에 기존 대비 유연성, 확장성, 효율성 등이 향상되는 차세대 인프라의 핵심 요소로 자리 잡고 있다. 특히 ‘연결성(Connectivity)’이 산업 내 화두로 떠오르면서 SDx의 기술적 가치는 더욱 강조되고 있다.

이러한 상황에서 SDx에 특히 주목하는 분야가 있다. 바로 제조 영역이다. 지금까지 제조 시스템은 하드웨어를 기반으로 운영되었으나, 소프트웨어 정의 공장(Software Defined Factory, 이하 SDF)이 도입되면 자동화, 지능화, 자율화 등의 요소가 적용된 이상적인 제조 시스템을 실현할 수 있을 것이라는 기대가 있다. SDF는 스마트 팩토리(Smart Factory)를 넘어, 제조 영역이 궁극적으로 목표로 하는 ‘자율제조(Autonomous Manufacture)’ 체제를 완성하는 기반이 될 것으로 예상된다.

사실 제조업의 디지털 전환(DX)은 오래전부터 진행되어 왔다. 디지털화(Digitalization) 기반 제조 설비는 공장 운영 시 다양한 원인으로 발생하는 병목 현상이나 비효율적인 운영을 사전에 차단하는 것을 목표로 설계되었다. 이 과정에서 발생하는 데이터를 관리하는 것이 필수적인 영역으로 자리 잡았다. 제조 빅데이터 관리는 핵심 성과 지표(KPI)를 파악할 수 있는 중요한 수단이기도 하다.

기존에는 제품 수명 주기 관리(PLM), 생산 관리 프로그램(MES), 전사적 자원 관리(ERP) 등을 통해 공정 최적화를 이루었지만, 이제는 빅데이터를 관리하는 인공지능(AI) 어시스턴트 등을 사용하는 편이 더욱 효율적이다.

지멘스의 SDF 구현을 위한 제조 통합 플랫폼 전략

글로벌 산업용 솔루션 업체인 지멘스(Siemens)는 SDF 기반 솔루션인 ‘인더스트리얼 오퍼레이션 X(Industrial Operations X)’를 제시한다. 이 솔루션은 지멘스의 DX 플랫폼인 ‘지멘스 엑셀러레이터(Siemens Xcelerator)’ 포트폴리오 중 소프트웨어 중심의 생산 자동화, 운영, 관리 기능을 지원한다.

인더스트리얼 오퍼레이션 X는 클라우드 및 엣지 컴퓨팅에서 엔지니어 간 협업이 가능하도록 시스템화되어 있으며, 이 공간은 설계 단계의 모든 정보가 공유되는 장이다. 산업용 사물인터넷(IIoT)을 통합한 서비스형 사물인터넷(IaaS) 형태로, 로우코드 개발 기능, 에너지 관리 기능, 성능 인사이트(Performance Insight) 등 다양한 솔루션과 애플리케이션으로 구성된 오픈소스 생태계다.

여기에 지멘스는 산업용 메타버스(Industrial Metaverse)를 강조한다. 산업용 메타버스는 빅데이터 관리, 디지털 트윈(Digital Twin), 소프트웨어 기반 자동화를 하나로 통합한 종합적인 개념이다. 지멘스는 이를 강조하며 엔비디아(NVIDIA)와의 협업을 통해 지멘스 엑셀러레이터와 3D 설계 및 협업 플랫폼 ‘엔비디아 옴니버스(NVIDIA Omniverse)’를 통합해 공장 설계 및 운영, 제품 결과물 도출 등 제조 전 주기를 최적화하려는 움직임을 보이고 있다.

또한 마이크로소프트(Microsoft)와의 파트너십을 통해 솔루션에 사용되는 AI 관련 기능을 고도화하고 있다. 실제로 생산 라인에 배치된 로봇과 AI를 연동하여 로봇의 가동 중 발생할 수 있는 이슈를 예측하는 시스템을 구축했다. 특히 마이크로소프트 코파일럿(Microsoft Copilot)을 활용해 디자인 엔지니어링에서 운영까지 AI를 통한 제조 혁신을 시도하고 있다. 예를 들어, 공정에서 문제가 발생하면 AI가 문제를 파악하고, 해당 데이터를 분석한 해결 방안을 컨트롤 센터에 전달해 빠르게 대응할 수 있도록 돕는다.

쉽게 말해, 가상 공장에서 엔지니어링부터 오퍼레이션까지 공장의 라이프사이클 전반을 다루는 플랫폼을 구축한 것이다. 이 가상공간에서 도출된 최적의 데이터를 실제 공정에 반영하여 궁극적인 제조 혁신을 이루는 것이 지멘스의 비전이다. 지멘스는 이러한 기술적 로드맵을 통해 ESG 실현, 인력난 대응, 생산 설비 및 공정 혁신을 이루고 있다.

예를 들어, 생산 측면에서는 디지털 트윈 환경에서 시뮬레이션을 통해 생산 및 수요를 예측하거나 설비에서 발생하는 문제를 사전에 파악하여 제조 분야의 통찰력을 제공한다. ESG 관점에서는 소프트웨어 기반 에너지 효율 최적화와 지속적인 연결을 통해 탈탄소를 달성하는 방안을 제시하고 있다.

이 방법론은 설계, 운영을 넘어 미래 데이터 산출까지 모든 과정을 다루기 때문에 신뢰성이 검증된 제조 인프라를 실현할 수 있는 방법으로 주목받고 있다. 지멘스가 바라보는 이러한 SDF 기반 혁신은 지속적으로 진행 중이다.

오토메이션월드 최재규 기자 |