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ICT/정보통신 4차 산업혁명과 스마트 공장화를 실현하기 위한 3가지 포인트

  • 관리자 (irsglobal1)
  • 2019-11-22 18:25:00
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최근 제조업의 인더스트리 4.0과 스마트 공장이 주목을 받고 있다. 스마트 공장은 제조업의 가치관을 완전히 바꾸는 새로운 영향력을 갖고 있다. 여기에서는 스마트 공장의 3가지 특징과 공장을 스마트화하는 3가지 포인트에 대해 소개하고자 한다.

 

제조업을 향해 밀려오는 파도, ‘인더스트리 4.0’의 목표는? IoT를 통한 제조업 혁명

 

인더스트리 4.0은 독일 정부의 주도 하에 진행되고 있는 IoT를 활용한 제조업 진흥책으로서, 4차 산업혁명이라고 불린다.

 

• 1차 산업혁명 : 18세기 증기기관에 의한 기계화 시대

• 2차 산업혁명 : 20세기 초 전력에 의한 대량생산 시대

• 3차 산업혁명 : 20세기 후반 컴퓨터에 의한 자동화 시대

 

그리고 4차 산업혁명은 ‘21세기 IoT에 의한 제조업 혁명’이다. 즉 100년 단위로 일어나는 산업의 거대한 변혁의 파도가 밀려오고 있다. 이러한 4차 산업혁명에 대응하는 공장을 스마트 공장(팩토리)이라고 부른다. 그럼 스마트 공장은 지금까지의 공장과 어떤 점에서 다를까? 이제부터 3가지 점을 살펴보고자 한다.

 

특징1. 고객의 요구라면 하나라도 주문을 받는 맞춤화(customization)

 

스마트 공장의 특징 중 하나는 고객이 어떠한 요구를 하든 그에 응하는 맞춤화(customization)이다. 기존의 공장에서는 여러 분야가 존재하기는 했지만 표준화된 상품을 대량 생산하는 것이 당연시되었다. 고객은 자신에게 딱 맞는 상품을 선택하는 것이 아니라, 여러 가지 표준화된 제품들 중에서 자신이 원하는 것과 가장 가까운 상품을 찾아 구매할 수밖에 없었다. 혹은 자신의 취향에 딱 맞는 상품을 구매하려면 어느 정도 수량을 맞춰서 주문해야만 했다.

 

스마트 공장에서는 고객이 원하는 것을 필요한 만큼, 예를 들어 티셔츠 1장, 바지 1벌이라도 주문하는 것에 따라 자신에게 딱 맞는 상품을 생산할 수 있다. 전 세계 어디에도 없는 나만의 오토바이, 자동차, 옷, 신발 등을 누구나 손에 넣을 수 있게 된다.

 

일본 섬유 제조사인 세이렌(SEIREN)은 홈페이지를 통해 고객이 디자인, 색상, 무늬를 선택하여 주문하면 자동으로 생산을 시작하여, 설령 개수가 단 하나라도 고객이 주문한 대로 만들어진 상품을 3주 안에 배송하는 시스템을 구축했다.

 

특징2. 주문을 받으면 즉시 생산이 시작되는 실시간 대응

 

맞춤화 요구에 응하려면 주문 생산을 해야 하기 때문에, 원래대로라면 고객에게 의뢰서를 받는 것부터 부품 목록 작성, 부품 조달 과정 등을 거쳐 제조를 시작해야 하므로, 상당한 시간이 소요된다.

 

하지만 스마트 공장에서는 그 시간을 크게 단축시킬 수 있다.

 

고객은 홈페이지를 통해 자신의 취향에 맞는 상품을 ‘사양화’하고, 주문이 들어간 시점에 제조가 시작되며, 필요한 부자재의 목록이 자동으로 만들어져, 재고관리 시스템과 연동하여 제조 공정이 진행되게 된다.

 

대형 오토바이 회사인 할리(Harley)는 주문을 받은 후에 제조를 시작하기까지, 지금까지는 15~20일 정도가 걸렸지만, 스마트 공장으로 바꾼 후에는 6시간으로 단축시켰다.

 

특징3. 대량생산과 크게 다르지 않은 놀라운 가격으로 제공

 

고객의 요구에 맞는 상품을 주문제작하여도, 가격은 대량생산된 제품과 그리 크게 차이 나지 않는다는 것이 스마트 공장의 또 하나의 특징이다.

 

즉, 누구나 자신이 원하는 상품을 저렴한 가격으로 구매할 수 있다. 이것은 주문에서부터 제조, 발송까지의 밸류 체인을 최대한 자동화함으로써 사람의 개입을 최소화하였기에 가능한 일이다.

 

 

스마트 공장을 실현하는 3가지 포인트

 

이처럼 지금까지 없었던 혁신적인 비즈니스 가치를 창출하는 스마트 공장을 실현시키려면 어떠한 기술ㆍ구조를 도입해야 할까? 단순히 공장을 IT화하는 것은 지금까지도 실천해왔던 일이지만, 그것과는 어떤 점이 다른 걸까? 포인트는 다음의 3가지이다.

 

포인트1. 센서 네트워크를 통한 철저한 자동화

 

스마트 공장은 공장 안의 다양한 센서, 제조장치, 제어장치, 전력장치 등을 네트워크를 통해 연결하여 제조 공정의 정보를 실시간으로 얻을 수 있다.

 

또한 제조현장의 정보를 네트워크상에 공유함으로써, 부품 시스템, 수발주 시스템 등이 연동되어야 한다. 또한 어려운 훈련을 하지 않아도 복잡한 시스템을 쉽게 다룰 수 있어야 하기 때문에, 모바일 단말기 등을 사용하여 설비가 사람과 협조하여 움직이는 구조를 만들어야 한다.

 

포인트2. 빅데이터와 AI를 사용하여 품질 향상

 

센서나 IoT를 통해 생산현장의 대량의 데이터를 수집하고, 축적할 수 있다. 이러한 데이터를 AI가 분석함으로써 지금까지는 할 수 없었던 생산성 향상, 품질 향상을 실현할 수 있다.

 

불량품이 발생한 원인을 분석하거나 작업원의 배치를 최적화하고, 생산 계획을 재검토하는 등 지금까지는 사람이 해왔던 일을 빅데이터와 딥러닝과 같은 기술을 통해 순식간에 정확하게 분석하고, 결과를 자동으로 피드백할 수 있게 된다.

 

포인트3. ‘연결된 공장’을 만드는 데이터 표준화와 공급체인의 통합

 

스마트 공장은 공장 안의 제조설비, 생산관리 시스템, 각종 센서, 제조 실행 시스템(MES)이 통일된 데이터를 바탕으로 서로 연계할 수 있어야 한다. 하지만 그것만으로는 충분하지 않다. 사내의 ERP나 수발주 시스템, 고객관리 시스템 등도 연계되어야 한다.

 

더욱이 부품을 조달하는 하청 기업과도 통일된 데이터를 주고받을 수 있도록 시스템을 통일시켜야 한다. 그렇게 되면 하나의 기업이 할 수 있는 일의 영역을 뛰어넘을 수 있다. 이처럼 여러 기업이 서로 연결되는 구조를 구축하기 위해, 스마트 공장을 위한 표준화를 검토하고 있다.

 

스마트 공장을 만들기 위해 할 수 있는 것부터 시도

 

지금까지 설명한 스마트 공장이 가진 모든 설비를 한꺼번에 도입하려면 막대한 비용과 시간이 들어간다. 따라서 곧바로 실현시킬 수는 없어도 장기적으로 스마트 공장을 만들어나가면 된다. 천리 길도 한 걸음부터라 하지 않던가. 앞을 내다보면서도, 일단은 지금 할 수 있는 것부터 시작하자.

 

스마트 공장에서는 공장의 모든 기기로부터 데이터를 실시간으로 수집할 수 있어야 한다. 이러한 데이터는 공장의 가동 상황을 가시화할 수 있다. 먼저 지금의 생산현장을 다시 한 번 검토하여, 공장 설비의 가시화부터 시작해보는 것이 어떨까?

 

 

관련 보고서 보기 : IoT, AI 기반 스마트 팩토리 기술개발 전략과 시장 전망

http://irsglobal1.4adtech.com/shop_goods/goods_view.htm?category=02000000&goods_idx=83265&goods_bu_id=

 

 

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