제조업과 ICT 융합 확대 및 친환경 제조에 대한 관심이 증대되면서 제조업의 디지털 전환 및 탄소 중립을 구현할 미래 유망 기술과 솔루션 개발 필요성이 더욱 커지고 있다. 특히 빠른 고령화로 인한 생산가능 인구 감소, 미·중 중심의 기술패권 및 글로벌 공급망 주도권 등의 문제를 해결하기 위해서는 자국 내 스마트공장 도입·구축에 자원과 역량을 집중해야 한다. ICT와 미래 스마트 제조 혁신 컨퍼런스에서 ETRI 기술정책연구본부의 박종현 책임연구원이 발표한 국내 스마트 팩토리 활성화 방향과 13대 유망 서비스 내용을 정리했다.
우리나라의 GDP 대비 제조업의 비중은 27.5%며, 총수출에서 제조업이 차지하는 비율은 97.3%다. 한국은 제조업을 중심으로 성장한 나라다. 제조업과 ICT 융합 확대 및 친환경 제조에 대한 관심이 증대되면서 제조업의 디지털 전환 및 탄소 중립을 구현할 미래 유망 기술 및 솔루션 개발 필요성이 더욱 커지고 있다.
4차 산업혁명 시대에 제조 분야 디지털 전환은 빠르게 전개되고 있다. 국가 지능화 종합연구기관인 ETRI와 기술 예측 전문기관인 KISTEP이 협력해 제조 분야 산학연 전문가 자문 및 브레인스토밍 등을 통해 △국내 스마트 팩토리가 직면한 문제점 파악 △미래 스마트 팩토리 유망 서비스 발굴 △국내 스마트 팩토리 경쟁력 강화를 위한 활성화 방향을 제언했다.
스마트 팩토리 정책 동향
우리나라를 비롯한 독일, 미국, 일본, 중국 등 해외 주요국은 AI, 빅데이터, 5G 등을 활용한 디지털 전환과 스마트 제조 혁신에 집중하고 있다.
독일의 경우 전통산업과 IT 시스템을 통합해 생산 공정 개선을 추구하는 인더스트리4.0 전략, 정교한 디지털화 전략과 중소기업 역량 강화 및 인력양성을 목표로 하는 플랫폼 인더스트리4.0, 2030 Vision for Industrie 4.0 전략으로 혁신적인 디지털 생태계를 구축하고 있다.
미국은 첨단제조업 혁신을 통한 제조 인프라 구축을 진행하고 있다. 첨단제조업을 중심으로 국가 안보와 경제적 번영을 이루고자 함이다. 바이든 정부는 자국 제조업 혁신을 목표로 대학, 기업, 주정부, 지방정부 연계의 파트너십 강화, 재정 지원을 통해 첨단 분야 제조혁신 지원정책을 강화했다.
일본은 Society 5.0 전략을 통해 스마트 팩토리 관련 정책 추진을 본격화하며, 일본 기업 디지털 전환을 추진하고 있다. 중국의 경우 글로벌 제조 선도국가 실현을 위해 단계별 제조업 고도화 전략을 시행하고 있다. 2025년까지 스마트제조지원 시스템을 구축한다는 것이 골자다.
우리나라는 2018년부터 본격적으로 중소기업 대상 스마트공장 보급 확대 및 스마트 제조혁신 인프라 확대에 나서고 있다. 2019년에는 ‘5G 기반 스마트공장 고도화 전략’을 통해 스마트공장 혁신, 5G 솔루션 보급·확산 위한 정책적 지원 기반을 마련했다. 2020년에는 AI·데이터 기반 중소기업 제조혁신 고도화 전략을 취하고 있다.
스마트 팩토리 당면 과제
우리나라 스마트 팩토리 구축에 해결해야 할 문제점은 무엇이 있을까? 우리나라는 선진국 대비 핵심 기술 경쟁력이 낮다. 특히, 대용량 실감 데이터의 빠른 전송이 가능한 고도화된 무선 통신 네트워크 기술 도입이 미흡한 실정이다. 로봇 간, 작업자와 로봇 간 자율적 커뮤니케이션 기술 역량이 부족하며, 산업데이터 해킹 방지를 위한 고도화된 보안시스템 인프라 또한 불충분하다.
정책 및 제도 측면에서 스마트 팩토리 기술·시스템·서비스 검증을 위한 테스트 베드가 부족하다. 기업 특성을 반영한 정책지원도 미흡하며, 스마트 팩토리 활성화를 저해하는 각종 규제도 존재한다. 산업현장에서 발생하는 다양한 데이터의 효율적인 활용을 위해서는 표준화 제도가 필요하다.
현장의 경영진 또한 스마트 팩토리 도입·활용에 대한 인식이 낮은 것도 현실이다. 전문 인력 부족, 성공 레퍼런스 부족 등도 스마트 팩토리 활성화를 저해하는 요소 중 하나다.
국내 산학연 다양한 분야의 전문가들은 국내 스마트 팩토리 당면과제를 해결하기 위해 다양한 연구프로세스를 진행하고 있다. 전문가들은 스마트 팩토리 서비스 후보군을 대상으로 최종 13대 유망 서비스를 선정했다. 이를 통해 국내 스마트 팩토리 활성화 방향을 기술, 정책/제도, 산업생태계 측면에서 제언했다.
13대 유망 서비스
자율지능 기반 개인 맞춤형 디자인·주문·생산 시스템은 개인의 취향을 데이터 기반으로 인공지능 알고리즘이 분석·예측해 스스로 알아서 고객이 선호하는 제품·서비스를 디자인·주문 생산하는 시스템이다. 이를 통해 기존 주문 생산 시스템이 바르게 변화하는 고객의 다양한 특성을 종합적으로 적기에 반영하지 못했던 문제를 보완해준다.
고정형 로봇이 대부분인 현장에 로봇과 로봇 간 커뮤니케이션을 위한 기술 역량이 다소 미흡해 유연한 제조공정이 불가능했다. 인공지능, 차세대 이동통신, 지능형 사물인터넷 센서 기술을 활용해 자율적 의사소통할 수 있는 구조로 만들 수 있다. 이를 통해 디지털 트윈 기반의 최적화 생산 공정을 수립해 지능화된 제조 환경을 구축할 수 있다.
기존 공장 생산 모듈 시스템은 빠르게 변화하는 수요를 대응하기에 부족하다. 제조공정에 다양한 제품 생산 유형별 스스로 알아서 조립이 가능한 제조환경을 제공하는 가변형 제조 모듈 시스템은 효율적인 생산 시스템을 구현해준다.
남은 유망 서비스는 △공장 내 자율주행 물류 시스템 △작업자 특성 맞춤형 웨어러블 증강 슈트 △지능형 위험 예측 및 안전 강화 기술 △위험 환경 대응 원격 공정 로봇 △탄소 인터넷 기반 온실가스 저감 시스템 △블록체인 기반 고도화된 스마트 제조 보안 시스템 △글로벌 능동형 공급체인 예측 및 대응 시스템으로 정의된다.
국내 스마트 팩토리 활성화 방향
국내 스마트 팩토리가 활성화되기 위해 기술적인 측면에서는 기업 내 외부 제조와 시장 환경 변화가 필요하다. 기술혁신에 능동적으로 대응하기 위해 첨단 디지털 기술을 중심으로 역량을 강화해야 한다. 이를 위해선 제조과정에서 생산성 향상을 위한 공정개선 솔루션 개발이 중요하다.
국내 스마트 팩토리 경쟁력을 강화하기 위해 공급 솔루션·SI 등 산업 생태계 조성도 중요하다. 미래에 변화하는 제조환경을 선도할 유망 서비스를 선제적으로 확산해야 한다. 스마트 팩토리 조기 확산을 위한 데이터 표준화, 테스트 베드 및 도입 촉진 지원정책 마련 또한 중요한 요소다.
헬로티 함수미 기자 |
