FA 기기·시스템이 ICT와 융합하며 유연한 생산을 가능하게 하는 스마트공장의 핵심 요소가 되고 있다.
생산 설비는 그동안 산업용 로봇과 컨트롤러에 의한 자동화가 생산성 향상에 기여했지만, 물리적인 영역과 사이버 영역(ICT)의 융합에 의해 생산 정보를 심리스화함으로써 제조 현장에서 떨어진 경영 부문에서도 실시간으로 상황을 파악할 수 있는 등 제조 현장의 효율화를 기대할 수 있게 됐다. 일본 후지경제의 최근 자료에 의하면, 2014년 FA 기기·시스템 세계 시장 규모는 23조 3200억원이였으며, 2020년에는 45조 2100억원이 될 전망이다.
시장의 글로벌화가 진행되는 가운데 제조업을 담당하는 기업은 전 세계 수요를 정확히 예상하고 최적의 수량을 생산해 적절하게 공급하는 것이 사업 확장에 필수적이다. 이것을 실현하기 위해서는 제조 현장의 정보화가 요구된다.
지금처럼 스탠드얼론 상태로 인터넷에 접속하지 않은 FA 기기가 아니라, ICT와 친화성이 높고 상호 연계가 가능한 생산 시스템의 구축이 필요하다. 또한, 세계적인 인건비 폭등에 따라 인건비가 낮은 나라로 생산 거점을 이전해 비용 절감을 꾀하는 것도 어려워지고 있어 생산 시스템의 자동화는 지금보다 더 중요해지고 있다.
사진 1. 2014년 FA 기기·시스템 세계 시장 규모는 23조 3200억원. FA 기기·시스템이 ICT와 융합하며 유연한 생산을 가능하게 하는 스마트공장의 핵심 요소가 되고 있다.
ICT로 제조 혁신 구체화
독일의 인더스트리 4.0, 미국의 인더스트리얼 인터넷, 한국의 차세대형 스마트공장과 제조업의 진화에 대한 개념이 약간 달라서 명칭은 다르지만, ICT를 활용한 차세대형 제조 현장의 구축이라는 점에서 공통적이다.
독일에서는 제조의 고도화, 미국에서는 산업용 기기 및 ICT의 융합에 의한 경제 효율 개선 등을 목적으로 성장 전략의 일환으로 제조 현장 지원을 하고 있다. 특히 독일은 국가가 주도하는 형태로 진행되고 있다. 21세기 생산 혁명은 전 세계로 파급되면서 한국, 일본, 중국 등도 움직이기 시작했다.
ICT를 활용한 차세대형 제조 현장의 구축은 ICT(사이버 영역)의 진화로 현실성을 띄고 있다. 생산 설비는 그동안 산업용 로봇과 컨트롤러에 의한 자동화가 생산성 향상에 기여했지만, 물리적인 영역과 사이버 영역의 융합에 의해 설비에 센서를 부착해 생산 정보를 심리스화함으로써 제조 현장에서 떨어진 경영 부문에서도 실시간으로 상황을 파악할 수 있게 되는 등 제조 현장의 효율화가 기대된다.
최적의 시기에 필요한 양의 제품을 생산할 수 있게 되어 재고 삭감, 생산 거점 조정에 의한 최적인 가치 사슬 구축, 생산 계획 오류 따른 손실 감소 등을 꾀해 효율적으로 유연한 생산을 가능케 하는 구조가 ‘ICT를 활용한 차세대형 제조 현장(=스마트 공장)’이다. 일본 후지경제의 최근 자료에 의하면, 2014년 FA 기기·시스템 세계 시장 규모는 23조 3200억원이였으며, 2020년에는 45조 2100억원이 될 전망이다.
표 1. FA 분야별 세계 시장 전망
분야별 시장
1. 지능형 생산 시스템
지능형 생산 시스템으로는 생산 관리, 정보 시스템 등이 해당되며, 2014년 현재 FA 전체 시장의 79%를 차지한다. 생산 관리를 담당하는 FA 시스템인 MES는 공장에서 설비와 원자재 수량과 상태를 실시간으로 파악하고 생산 계획에 기초해 작업 스케줄 작성 및 제출 등을 실시한다. 그동안 수요의 중심이었던 유럽, 미국과 함께 중국에서도 수요가 높아지고 있다. 향후 공장의 정보화가 더욱 진행되면 MES의 역할이 커질 것이다.
ERP는 사람·재화·돈·정보 등의 경영 자원을 일원 관리하는 소프트웨어이다. IoT를 ERP와 연계시킴으로써 제조 장치의 가동 상황을 실시간으로 파악하고, 경영 판단에 활용할 수 있게 된다. 패키지 판매로 인해 클라우드, SaaS의 제공이 늘고 있으며, 서비스 단가는 낮아지고 있지만 신흥국 수요가 성장해 완만한 확대가 예상된다.
2. 지능형 컨트롤러
지능형 컨트롤러는 FA 기기·시스템의 차세대형 컨트롤러로, 2014년 현재 FA 전체 시장의 2%를 차지한다. 처리 능력이 높고 유연성과 확장성이 있는 PC 기반 컨트롤러는 기존의 마이크로컴퓨터 기반 컨트롤러를 대체하고 있다.
현재 분리된 제품 설계, 생산 계획, 생산 엔지니어링, 생산 실행을 연결해 유연한 생산 시스템을 구축하기 위해서는 정보 계열의 PC와 제어 계열의 PLC 등을 융합시킨 PC 기반 컨트롤러가 스마트공장 안에서 중요하다. 시장은 PC 기반 PLC가 견인할 것으로 보인다.
3. 지능형 제조장치·센서
지능형 제조장치·센서는 로봇, 센서 등의 필드 기기가 여기에 해당되며, 2014년 현재 FA 전체 시장의 7%를 차지한다. 현재 급속히 확대되는 3D프린터가 단가가 높은 요인도 있어 시장을 이끌고 있다. 쌍완 로봇이나 안전 대책 로봇은 시장 형성 단계여서 앞으로 확대가 기대된다.
제조 장치, 센서, 컨트롤러, 생산 시스템 등의 FA 기기·시스템과 함께 이들을 심리스하게 연결하는 네트워크와M2M/IoT, 지금까지 폐쇄된 네트워크 환경 아래 있던 제조장치 등을 연결하는 데 필요한 FA 시큐리티 시스템, 작업자와 로봇의 협업에 필요한 세이프티 시스템 등이 합쳐져 스마트 공장이 된다.
스마트 공장이 커버하는 영역은 넓어 FA 기업 외에 ICT 기업도 주력하고 있다. 모든 것을 한 회사에서 대응하는 것은 어렵기 때문에 자사에서 부족한 기술은 제휴로 보완하는 기업이 많아 기업 간 협력 체제가 여러 방면에서 구축될 것으로 예상된다.
일본 기업은 사이버 영역에서는 일본전기와 후지쓰가 인더스트리얼 인터넷 컨소시엄에 참가하고 있고, 물리적인 영역에서는 미쓰비시, 오므론, 키엔스 등이 스마트공장 비즈니스를 하고 있다. 독일 기업으로는 지멘스가 폭넓게 대응 제품을 가지고 있어 가장 앞서나가고 있다.
임근난 기자 (fa@hellot.net)
