2014년 자동화 산업 10대 핫 키워드
초미 관심 속  ‘로봇시스템·3D 프린팅’

융합의 바람이 여전히 거센 가운데 IT 등을 활용한 자동화 인접 기술이 2014년 대한민국 자동화 산업을 이끌 전망이다. 본지는 최근 국내 자동화 산업 분야 전문가 200명을 대상으로 ‘2014년 자동화 산업 10대 핫 키워드’를 전망하는 설문조사를 실시했다.
그 결과에 따르면 ▲지능형·자율형 로봇 시스템 ▲3D 프린팅 ▲빅데이터 ▲에너지 효율화 ▲스마트 머신 ▲무선 기반 산업용 통신망 ▲제품의 유연화와 통합화 ▲산업용 클라우드 서비스 ▲M2M/IoT 기술 ▲IT·BT·NT 등 이종기술과 융합 등이 꼽혔다.

임근난 기자 (fa@hellot.net)

국내 자동화 산업에 부는 융합의 뜨거운 바람이 올해도 계속될 전망이다. 관련 업계 및 전문가들은 2013년이 융합의 도입기였다면 2014년은 본궤도에 오르며 활성화가 가속될 것이라고 내다봤다.
기계 분야와 밀접한 관련이 있는 자동화 산업은 반도체, 디스플레이 등 IT 산업보다 변화의 속도가 느리기 때문에 융합이라는 최신 트렌드를 흡수하기가 쉽지 않다. 그러나 근래 들어 휴대전화로 기계를 제어하는 등 자동화와 IT가 융합된 결과물이 하나씩 등장하고 있다. 그뿐만 아니라 3D 프린팅, 빅데이터 등 인접 기술이 공정 개선과 생산 효율성을 높이면서 자동화 산업의 성장에 기여할 것으로 보인다.
본지는 이를 확인해보기 위해 구랍 4일부터 13일까지 국내 자동화 산업 분야 전문가 200명을 대상으로 실시한 ‘2014년 자동화 산업 10대 핫 키워드’를 묻는 설문조사를 실시했다.
조사 결과 ▲지능형·자율형 로봇 시스템 ▲3D 프린팅 ▲빅데이터 ▲에너지 효율화 ▲스마트 머신 ▲무선 기반 산업용 통신망 ▲제품의 유연화와 통합화 ▲산업용 클라우드 서비스 ▲M2M/IoT 기술 ▲IT·BT·NT 등 이종기술과 융합이 올해 10대 핫 키워드에 새롭게 포함됐다.


■지능형·자율형 로봇 시스템 : 공장자동화 관점에서 자동화 기술은 인식계와 판단계를 내장한 기계의 지능화 단계를 거쳐, 앞으로는 외부와 협조하면서 자기 임무를 독립적으로 달성하는 자율화 단계로 발전이 예상된다. 그 중심에는 지능형 로봇이 많은 역할을 수행할 것으로 전망된다. 실제로 자동차 등 제조 산업에서 이 로봇들은 로봇과 로봇 간의 협력 작업을 통해 생산성 향상을 꾀하고 있으며, 인간과 로봇의 협력 작업도 가능해질 날이 머지않을 것으로 보인다.
최근 더욱 지능적으로 발전하고 있는 제조용 로봇 기술을 보면 이러한 전망은 더욱 확연하다. 국내 로봇 제조사가 개발한 힘 센서 DynPick을 이용한 로봇 응용이 대표적이다. 이 로봇 기술은 힘 센서를 로봇 끝에 부착하여 직접교시를 이용하는 방식이다. 즉, 작업자가 중량물을 이동하거나 조립할 때 약한 힘을 힘 센서에 전달하여 이동/조립 경로만 제시하고 중량물의 하중은 로봇이 받치는 형태로 로봇을 사용할 수 있다. 이러한 인간-로봇 협업 기능을 이용하여 중량물을 옮기거나 조립하는 응용 사례가 늘고 있다.

■3D 프린팅 :  3D 프린팅은 제조업뿐만 아니라 항공공학, 자동차 분야에도 적용되면서 3D 프린팅 산업 붐에 큰 영향을 미치고 있다. 3D 프린터의 장점은 하나의 물건만 찍어내도 비용이 비교적 적게 들고, 어떤 모양이든 자유롭게 만들어낼 수 있다는 데 있다. 기존 플라스틱 모형 제조 방법에서는 틀을 만들어 찍어내기 때문에 하나의 물건을 만드는 데 들어가는 비용이 매우 많이 들지만, 3D 프린터는 틀 없이 원료를 한 겹씩 쌓아서 물건을 만들기 때문에 다품종 소량생산에 매우 적합한 특징을 가지고 있다. 이 때문에 3D 프린터 기술은 시제품 개발 단계에서 프로토 타입을 만들어내고 시행착오를 거친 후 여러 번 수정해 다시 만들어내는 과정에 주로 사용됐다.
시장조사 전문기관인 홀러스 어소시에이츠는 2011년 37억 달러였던 세계 3D 프린팅 시장 규모가 2019년에는 133억 달러까지 늘어나는 등 해마다 17.3%의 성장을 기록할 것으로 내다봤다. 산업 분야 활용 측면에서 3D 프린터는 1988년 3D 시스템사의 SLA 시스템이 처음 시장에 도입된 이래 그동안 기업용 프로토타입 제작 등에 제한적으로 사용되었으나 최근에는 자동차, 항공·우주, 방위산업, 가전제품, 의료장비 등 다양한 분야에서 제품 개발에 활용되고 있다.

■빅데이터 : 빅데이터 사업이 2013년엔 ‘도입기’였다면 2014년은 본궤도에 오르며 활성화가 가속될 전망이다. 시장조사기관인 KRG 조사 결과에서도 77개 대기업 중 92%에 해당하는 회사가 빅데이터가 회사에 도움이 된다고 판단했다. 특히, 향후에는 빅데이터 사업이 인프라 구축뿐 아니라 활용 측면에서 수요가 점차 늘어날 것으로 예상했다. 빅데이터의 효과성을 입증하는 사례가 출연함으로써 빅데이터에 대한 관심은 더욱 커질 것이라는 전망이다.
이에 따라 국내 빅데이터 기술과 전문인력 등 확보도 새로운 과제로 떠올랐다. 관련 전문가들은 국내 빅데이터 기술력 강화를 위해서는 선진 기술 대비 국내 기업이 경쟁력을 가질 수 있는 빅데이터 핵심 기술 분야에 대한 핵심 원천 기술 개발이 우선적으로 이루어져야 한다고 강조한다. 전문가들은 또 장기적인 관점에서 ICT와 데이터 분석 기술 전문가, 혹은 통계학과 시각화 기술의 전문가 등 빅데이터와 관련된 다양한 분야와 융합된 인재양성을 통해 중장기 기술 경쟁력 확보가 가능하다고 말한다.
정부도 빅데이터 기술에 촉각을 곤두세우고 있다. 미래창조과학부는 2017년까지 국내 빅데이터 전문인력 5000명을 양성하겠다고 발표했다. 미래부는 이 분야에서 혁신적 서비스를 만들기 위해 과학기술혁신 관련 법안에서 개인정보 보호 체계를 일부 완화하는 방안도 검토하고 있다.


■에너지 효율화 : 세계적인 인구 증가와 더불어 보다 책임감 있는 에너지 관련 결정에 대한 요구가 늘어나면서 글로벌 기업들은 대외적으로, 또 적극적으로 에너지 프로젝트를 수행하지 않으면 안 되게 되었다. 국내 산업연구 전문가들은 우리 기업이 글로벌 경쟁력을 갖추기 위해서는 저탄소·저전력화가 반드시 이루어져야 한다고 강조한다.
급등 가능성이 상존하는 에너지의 소비를 저감하여 에너지 수급 안정성을 높이고, 환경과 기후변화협약에 적극 대응하지 않으면 지속성장이 어려운 방향으로 세계적인 추세가 바뀌고 있기 때문이다.
이러한 변화를 의식해서인지 2012년부터 시행된 에너지 목표 관리제를 계기로 에너지관리 시스템, 공장에너지관리 시스템, 빌딩에너지관리 시스템과 같은 솔루션들이 더욱 확산되고 있다.
산업 자동화 업체들 또한 에너지 고효율 시대에 스마트 그린 솔루션, 그린 팩토리, 에너지 효율 자동화 솔루션 등을 제공하며 시장을 확대하고 있다.

■스마트 머신 : 시장조사회사인 가트너는 ‘스마트 머신의 시대’가 이미 시작되고 있다고 말한다. 스마트 머신 시대에는 ‘새로운 하드웨어 알고리즘’, ‘네트워크’, ‘콘텐츠’, ‘빅데이터’라는 4개의 힘이 컨버전스하여 스마트 시스템이 현실화되는 세상이다.
가트너는 대표적인 스마트 머신으로 Movers(이동기), Sages(현자), Doers (행동가) 등 3가지를 꼽았다. Movers는 최근 이슈가 되고 있는 자율 주행 차량이 전형적인 예라 할 수 있다. Sages는 개인의 일상을 지원해 주는 가상 개인 비서 혹은 적절한 조언을 해주는 스마트 어드바이저를 지칭한다. 스마트 어드바이저의 대표적인 예로는 IBM의 질문응답 시스템인 왓슨(Watson)을 들 수 있는데, 콘텐츠의 달인인 왓슨은 환자의 전자의료기록 및 최신 의학 문헌을 읽고 정확한 치료 방법을 조언해 주는 데 사용되기도 한다. 가트너는 2017년까지 컴퓨터의 10%가 정보를 ‘처리’하는 시스템이 아닌 ‘학습’하는 기계가 될 것으로 전망했다.
Doers는 사람의 움직임을 관찰하고 행동을 예측하며 도와주는 로봇 등을 지칭한다. 가령, TV를 보면서 맥주를 마시는 사람의 행동을 로봇이 관찰했다가, 이 사람이 TV를 켜면 로봇이 미리 냉장고를 열어주는 사례도 있다.

■무선 기반 산업용 통신망 : 최근 들어 무선통신 기술의 성능과 신뢰성이 향상되고 노드당 가격이 저렴해지면서 무선통신 기술을 이용한 무선제어망에 대한 연구들이 진행되고 있다. 무선 기술의 적용은 장비들의 연결성, 케이블링과 같은 유선 필드버스의 한계를 극복할 수 있고, 산업용 시스템의 유연성을 높일 수 있는 장점들이 있다.
유선 필드버스 프로토콜은 매체 접근 제어 방식으로 결정론적인 메커니즘을 사용하기 때문에 산업용 무선 매체에서는 요구사항을 고려하면 적용하기 어렵다. 또한, 반이중 무선 송수신기는 무선통신의 채널 상에서 동시에 송수신할 수 있어야 하므로 반이중방식의 통신방법은 부적절하다.
이러한 문제점들을 극복한 대표적인 사례가 바로 산업용 무선랜 기술이다. 산업용 무선랜은 생산라인을 넘어 크레인, 자동창고, 지하철 터널에 이르기까지 다양한 분야에서 주목받고 있다. 산업용 무선 솔루션이 고속성을 제공하면서 에러 없는 정보전달을 통해 시스템의 안전성을 확대해주기 때문이다.

■제품의 유연화와 통합화 : 요즘 제품의 형태를 보면 유연성과 통합성이 강조된 신제품 출시 경향이 눈에 띈다. 공장자동화 관련 시스템의 빠른 진화와 사용자 요구사항이 증가하면서 이에 따른 유연한 대응이 매우 중요해지고 있다.
유연한 대응은 단순한 제품의 업그레이드 측면뿐만 아니라 비용면에서도 중요하며, 최근에는 시스템 개발 설계 시점에서부터 시스템 변동 가능성까지 고려하여 시스템을 설계하고 예산을 편성하기도 한다. 또한, 서로 각기 다른 요소를 하나로 합친 일체형 제품이 많은 인기를 얻고 있다. 장치 하나로 다양한 기능을 구현할 수 있어 비용절감은 물론 공간과 시스템의 단순화를 실현할 수 있기 때문이다.

■산업용 클라우드 서비스 : IT 프로젝트를 수행할 때 더 이상 클라우드를 빼고는 이야기할 수 없게 되었다. 클라우드란 IT 인프라, 즉 하드웨어와 소프트웨어, 서버, ERP, 데이터 등을 통칭하는 IT 자원이 네트워크를 통해 어느 정도 표준화된 ‘서비스 형태’로 제공되는 것을 말한다.
클라우드로 정의되는 서비스라고 하면 Anytime (언제), Anywhere(어디서나), Anydevice(어떤 단말을 통해서든)로 원하는 만큼의 IT 서비스를 이용하고, 사용량에 따라 비용을 지급하는 것이 특징이다. 그리고 클라우드 목적은 인프라스트럭처라고 하는 IT 자원 관리의 고도화라고 할 수 있는데, 여기에는 가상화, 자동화, 표준화 기술이 결합되어 있다.
시장조사회사인 IDC에 따르면 국내 클라우드 시장 규모는 연평균 48% 성장해 2014년에는 4천985억원에 달할 전망이다.

■M2M/IoT 기술 : 최근 스마트폰 혁명으로 모든 것이 상호 연결되는 M2M/IoT 개념이 부각되고 있다. 산업 전문가에 따르면 스마트폰, 태블릿, PC 등을 제외한 전 세계 M2M/IoT 기기는 2011년 20억 개에서 2020년 120억 개로 연평균 22% 증가할 전망이다.
공장자동화에서 미래 지향의 생산 시스템은 기계기술과 IT 기술이 융합하며 M2M/IoT를 기반으로 최근 여러 산업 분야에서 구축되고 있다. M2M/IoT를 도입하면 실시간 생산정보 통합화가 이루어져 고객정보, 납기정보, 현장 감시 등을 쉽게 파악할 수 있으며, 예방과 예지, 최적화 지원까지 자율적 대응이 가능해진다. 또한, 전 세계적으로 에너지 절약이 이슈화된 가운데 M2M/IoT는 에너지를 쓰되 생산성을 올리는 ICT 융합 기술로 주목받고 있다.

■IT·BT·NT 등 이종기술과 융합 : 전 사회가 온통 융합의 얘기로 떠들썩하다. 산업계에서 받아들이는 융합 또한 그 중심에 있다. 바로 일반기계 관련 기술이 IT·BT·NT 등 이종기술과의 융합을 통한 생산성 혁신과 제품 경쟁력 창출이다.
기계 메카트로닉스는 자동제어 기술 중심의 메카트로닉스에서 기계기술과 IT 간 융합이 완성되는 NIT 정밀기기로, 그리고 이러한 융합이 획기적으로 발달한 지능형 로봇 시대로 전개될 전망이다.
그뿐만 아니라 최근 신기술은 모든 산업의 기술이 융합되어 신개념의 제품이 개발되면서 기술 혁신을 유도하고 있다. 그 예로, 바이오분야 기술과 융합된 바이오 메카트로닉스, 나노과학을 더해 성능이 훨씬 뛰어나거나 새로운 성능의 제품을 만드는 나노메카트로닉스 분야가 점차 확대되고 있다.