세계 주요 기업 84%가 주목한 기술

 In Digital Economy, IoT, Machine Learning/AI

똑똑해진 산업 현장에서 공장이 살아 움직이기 시작했습니다. 스마트 팩토리란 공장 내 설비와 기계에 설치된 센서에 실시간으로 데이터가 수집, 분석되어 생산관리 모든 단계를 스스로 제어하는 공장을 말합니다. 제품과 유행의 수명 짧아지며 맞춤형 대량생산 방식이 필수가 되고, 이에 따라 가볍고 유연한 생산 체계의 필요성이 증가하고 있습니다. 이러한 상황에서 제조업 혁신을 위한 새로운 방안으로 부상하고 있는 것이 바로 “스마트 팩토리” 입니다.

스마트 팩토리의 완성을 위해서는 4차 산업혁명의 기반이 되는 클라우드로보틱스, AI, 3D 프린팅, IoT, 사이버 보안  등 디지털 기술이 필수적인 요소입니다. 스마트 팩토리는 IoT를 통해 데이터를 축적하고, 클라우드로 전송, AI와의 결합을 통해 샌산성을 증대, 원가 절감 및 안전성을 제고하는 단계를 거쳐 완성됩니다. KPMG 경제연구원은 전세계 스마트 팩토리 시장 규모가 연평균 8.0% 성장하여 올해에는 2,461억 달러의 경제적 가치를 창출할 것이라고 전망했습니다.  이를 바탕으로 앞서가는 기업들은 모두 4차 산업혁명의 핵심 기술이 집약된 스마트 팩토리 기술의 성장 속도에 주목하고 있습니다.

유럽 최대 엔지니어링 기업 지멘스는 사이버물리시스템, 즉 디지털트윈(Digital Twin)을 바탕으로 제품의 적기 출시, 생산 설비의 유연성, 효율적 생산 등 세 가지를 목표로 스마트 팩토리를 발전 시켰습니다. 지멘스는 공장의 디지털화, 자동화, 지능화를 바탕으로 제품의 설계부터 최종 제품 생산, 서비스에 이르는 전체 과정을 일괄적으로 관리하게 되었습니다. 대표적으로 독일 뮌헨에 위치한 암베르크 공장은 지멘스의 ‘디지털 팩토리’  중 지능형 공장의 표본으로, 데이터 분석 기반의 의사 결정을 통해 불량률을 감소시키고 생산주기를 단축하는 등 생산 혁신을 이룬 사례로 꼽힙니다.

또 다른 사례로 GE의 ‘생각하는 공장(Brilliant Factory)’은 항공, 발전, 오일 및 가스, 운송까지 GE의 네 가지 사업영역에 필요한 제품을 한 곳 에서 생산하는 멀티모달 공장(Multi-Modal Factory)입니다. 인도의 멀티모달 공장은 GE의 대표적인 스마트 팩토리로 하나의 생산 설비가 자동으로 모드를 전환해 제트엔진, 수처리장치(Water Treatment Units) 등을 만들어 냅니다. 생각하는 공장은 공장의 설비와 제품이 만들어 내고 송수신하는 모든 정보를 산업 인터넷과 클라우드 서버로 연결하고 실시간으로 교환하며 작동합니다.

그렇다면 스마트 팩토리는 공장의 모든 공정을 자동화하면 완성되는 것 일까요? 현재 대부분의 생산 현장들은 단위 공정별로만 자동화, 최적화가 이루어져 있습니다. 따라서 전체 공정 단계들이 유기적으로 연결되어 있지 않아 전후 과정에서생긴 문제점이나 개선점을 파악할 수 없습니다. 하지만 스마트 팩토리는  공정 전 단계의 데이터를 자유롭게 연결해  최적화된 공정 과정을 제공합니다. 즉, 4차 산업혁명 시대의 스마트 팩토리는 기존의 공장자동화 개념을 넘어 디지털 신기술과 제조기술이 연결되어 지능화된 공장이라 말 할 수 있습니다.

스마트 팩토리가 미래 제조 산업에  필요한 이유는 무엇일까요? 먼저 스마트팩토리가 구현되면 공장은 데이터 기반의 운영체계를 갖춤으로써 생산 현장에서 발생하는 문제들의 상관관계를 실시간으로 파악 할 수 있습니다. 또한 인지하기 어렵거나 이유를 알 수 없었던 돌발 문제, 품질 불량 등의 원인을 알아내 해결할 수 있습니다. 분석된 데이터를 바탕으로 비숙련자도 돌발상황에 대응할 수 있으며, 원격지에서 가이드를 제공하고 관리 할 수 있습니다. 결과적으로 이러한 데이터들이 MES, ERP 등과 같은 생산, 경영분야의 시스템과 연결되면, 공장은 최적의 생산체제 하에서 운영이 가능해 집니다.

고객 별 맞춤형 제품에 대한 니즈가 증가하며 기업이 생산 과정에서 부담하는 비용 증가함에 따라 스마트 팩토리의 필요성은 더욱 증가하고 있습니다. SAP 이러한 고객의 니즈와 산업 환경 변화에 따라 스마트팩토리를 통해 지능화된 생산 환경을 제공하여 고객의 부담을 줄이는 방법을 고민하고 있습니다. SAP는 세일즈오더부터 제조까지 생산 전체 영역을 통합하여 SAP ERP와 SAP Manufacturing Execution Suite(MES) 를 상호 연동한 시스템을 제공 합니다. FESTO와 elster와의 협업을 통해 완성된 SAP Connected Manufacturing 시스템은 전체 워크플로우, 매뉴얼 및 자동화된 생산 운영을 모두 실시간으로 제어해 대량 맞춤화 생산을 가능하게 했습니다.

SAP의 스마트 팩토리 플랫폼 한 눈에 보기>

독일 함부르크 항만은 SAP 스마트 팩토리 플랫폼을 기반으로 한 사물인터넷 기술을 통해 화물 회전율을 1억 4천톤으로 증가시켰으며, 2030년까지 두배로 증가시킬 계획을 발표했습니다. 사물인터넷은 선박, 트럭, 사람, 크레인, 교각, 교통정리 시스템 등 항구의 모든 요소들이 서로 통신하도록 해 효율화된 물류 시스템을 완성했습니다.

스마트 팩토리는 독일, 미국, 영국, 프랑스를 넘어 아시아에서도 설립이 이어지며 세계적인 현상으로 자리 잡았습니다. 스마트 팩토리 구축의 선두 주자인 독일은 정부 주도 하에 세계의 공장을 위한 공장을 개발 중입니다. 미국은 IoT를 바탕으로 한 시장 기반 스마트 팩토리를 구축하여 실리적인 관점에서 새로운 사업모델을 기획하고 있습니다. 일본은 AI 솔루션 중심의 스마트 팩토리 전략을 추진하고 있습니다. 이 밖에도 중국, 인도, 중동 등 신생 제조 기업이 스마트 팩토리 기술을 연구하고 투자하며 디지털 시대에 대비하기 위해 노력하고 있습니다. 한국의 제조기업 또한  IT 기업과의 협업을 바탕으로 스마트 팩토리에 집중적으로 투자하며 관련 기술의 입지를 다지고 있습니다. IT 인프라를 기반으로 앞으로 국내 기업들이 스마트 팩토리와 관련하여 어떠한 새로운 비즈니스를 발굴할지 기대되는 대목입니다.

[Reference]

SAP 중소중견기업 솔루션

삼정 KPMG Insight – 4차 산업혁명과 제조혁신

점점 스마트해지는 공장

스마트 팩토리: 클릭 몇 번으로 공장 레이아웃 구성

신발은 물론 의류도 로봇이 만든다

Siemens 공식 홈페이지

GE 공식 홈페이지

[Image Reference]

Metrology.newsmoc.onegene.com/ Siemens/ GE/ Chart Relay/ SAP Korea/ Hamburg Travel

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