땅 위로 내려온 인더스트리4.0

http://www.hankyung.com/news/app/newsview.php?aid=2016080477671

인더스트리4.0를 시작한 독일은 4차산업혁명과 인더스트리4.0의 용어가 동일시되어 사용된다. 또한 현재 이에 대한 논의가 매우 구체적이다. 이미 며칠짜리부터 몇 주짜리 교육프로그램까지 등장할 정도다. 이에 반해 한국사회는 4차산업혁명과 인더스트리4.0에 대한 논의가 여전히 개념적이다. 쉽게 말해 뜬 구름 잡는 논리적 논의가 많다.

인더스트리4.0이라는 어미닭은 수퍼에그(한 개의 알에 여러 개의 노른자위가 있어 병아리가 여럿 부화되는 알)를 잉태하였다(그림1). 이 알이 부화되면 가장 먼저 스마트공장(Smart Factory)이란 병아리가 태어날 것이다. 이것 말고도 스마트제품(Smart Product), 스마트모빌리티(Smart Mobility), 스마트그리드(Smart Grid), 스마트빌딩(Smart Building), 스마트물류(Smart Logistics) 등과 같은 병아리들이 줄줄이 태어날 것이다. 이때 스마트공장은 적어도 3가지의 중요한 영양요소를 먹으며 성장할 것이다. ‘디지털화’, ‘스마트화’, ‘연결화’라는 영양이 충분히 공급되면 비로소 어미닭이 되고 그 실체가 완성될 것이다.

그렇다면 이처럼 비유로 말한 스마트공장에 있어 중요한 이 3가지 필수 요소가 무엇인가?

먼저 ‘디지털화’는 제품을 제조하는 실제 공장인 ‘물리적인 공장’의 관련 요소들과 활동을 디지털기술로 접목하고 응용하는 것이다. 예를 들어 제품을 만드는 제조기업들은 제품설계를 컴퓨터로 한다. 설계의 디지털화 덕분에 현장기술자들은 도면정보를 스마트기기나 현장에 설치된 모니터로도 쉽게 확인한다. 또 설계기술자는 현장에 내려가 보지 않고도 자신의 컴퓨터 모니터 안에서 생산공장설비나 라인을 확인해 보면서 자신이 설계한 제품이 조립될 모습을 검증(시뮬레이션)해 볼 수 있다. 이것이 가능한 것은 공장의 설비와 현장정보가 역시 ‘디지털화’되어 컴퓨터 속 가상공간에 들어와 있기 때문이다. 이것이 자주 접하는 ‘디지털화’의 사례다. 그러나 이뿐만이 아니다. 사진1의 예처럼 밸브의 압력이 디지털로 표시되고 밸브를 열고 닫는 제어도 디지털신호로 처리하는 것 또한 ‘디지털화’의 좋은 사례다. 이런 데이터는 디지털방식으로 쉽게 수집되고 압축되고 전송되며 저장된다. 또 필요할 때 분석하는 데에 활용된다.

스마트공장의 또 다른 필수 요소는 ‘스마트화’다. 이는 사람이 개입하지 않아도 스스로 이룬다는 자율의 의미가 부여된다. 스마트공장을 무인화공장이라고 하거나 자동화공장이라고도 설명하는 이도 있다. 완전히 틀린 말은 아니다. 스마트화를 설명하는 일부의 개념이다. 즉, 스마트공장이 꼭 무인화공장을 말하지는 않는다. 또 스마트공장이 단순히 자동화만 말하는 것도 아니다(그림2). 예로서, 스마트하다는 것은 기계에 물린 공장물의 재료가 딱딱한지, 부드러운 지를 스스로 알아차리고 기계가 힘을 달리 조절할 수 있는 능력을 말한다. 또한 그렇게 일한 결과를 기계가 기억했다가 다음기회에 다시 응용하거나 다른 설비와도 이런 정보를 공유해서 사용하는 능력이 있는 것을 말한다. 이게 ‘스마트화’다. 또한 앞서 예시한 사진 속의 밸브가 압력의 높낮이에 따라서 스스로 열리고 닫히는 것도 ‘스마트화’의 한가지 사례이다.

한가지 더 구체적인 예를 살펴보면 ‘스마트화’의 예시는 충분할 것이다.

베어링 공장에서는 숫돌을 써서 베어링 내경면을 연마한다. 이때 연삭기의 숫돌이 조금씩 닳게 되는데 스마트기계는 숫돌 연마상태에 따라 스스로 보정을 한다. 만일 스스로 보정할 수 없을 정도로 숫돌이 닳게 되면 기계가 담당자에게 숫돌 교체를 요청한다. 이게 ‘스마트화’다. 이런 기술은 이미 마르포스(Marposs)라는 이탈리아회사에서 제공하는 솔루션이다.

이런 예는 사실 수도 없이 많다. 그래서 인더스트리4.0이 땅으로 내려왔으며 개념이 아니라 구체적으로 논의될 때라 말하는 것이다.

스마트공장의 세 번째 필수 키워드는 ‘연결화’이다. 이는 사람을 포함한 모든 사물 즉, 공장 안에 존재하는 제품, 아직 완성되지 않은 제품, 설비, 기계들이 정보의 공유차원에서 눈에 보이지 않는 무선이나 눈으로 볼 수 있는 유선으로 연결되어 있는 것을 의미한다. 모두 완벽하게 연결되지 않고 한 두 가지만 연결되어도 일단 ‘연결화’는 시작된 것이다.

다음 사례를 보면 연결화가 좀더 쉽게 와 닿을 것이다.

A라는 베어링공급회사는 H자동차의 K승용차의 생산 수요에 실시간으로 생산계획을 하고, 생산을 대응한다. 이 공장에서는 납품차량에 실려가고 있는 제품수량을 포함해서 현재 생산 라인에서 생산되는 모든 제품, 창고에 입고된 모든 완제품 등 제품의 현황을 실시간으로 파악하고 있다. 언제든지 H자동차의 생산계획부서에서 온라인으로 수요정보가 도착하면 A사는 즉각 분석에 들어간다. 즉, 언제부터 설비셋팅을 바꾸어 K승용차에 납품할 베어링을 제조하면 좋은 지를 실시간으로 판단한다. 물론 사람이 하지 않고 시스템 즉 컴퓨터가 이런 일을 처리한다. 이전처럼 영업부서 직원과 생산계획 담당자가 마주 앉아 엑셀시트로 작성된 실적 도표를 보며 논의할 필요가 없다. 공장 스스로 어떤 생산계획이 최선의 계획이 될 수 있는 지 대안을 찾아 담당자에게 제시하기 때문이다. 물론 A사로 부품을 공급하는 부품공급회사의 현황도 반영되어 대안이 만들어 진다. 이와 별도로 정치, 경제, 문화, 날씨 등과 같은 A사를 둘러싼 환경적인 여건도 빅데이터 기법으로 반영된다. 이 사례는 실제사례는 아니다. 그러나 아주 빠른 시일 내에 등장할 사례이다.

요약하면 이런 3가지 핵심 요소인 ‘디지털화’, ‘스마트화’, ‘연결화’로 지원되는 물리적인 공장이 스마트공장이다. 물론 그 주변에서 여러 과제가 함께 추진된다. 스마트그리드, 스마트제품, 스마트물류, 스마트빌딩, 스마트모빌리티 등이 그것이다. 이 모든 것을 추구하는 것이 4차산업혁명이며 인더스트리4.0인 셈이다. 가장 중요한 사실은 이런 논의가 더 이상 구름 속에서만 머물지 않고 이미 우리 주변으로 내려와 하나 둘 실현되거나, 상당한 수준으로 추진되는 단계에 있다는 점이다. (끝)