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국내 스마트공장 구축 어떻게 진화해야 하나

스마트공장 관련 기반기술 낮은 보수적인 국내, 기술개발 투자 확대 필요

국내 스마트공장 구축 어떻게 진화해야 하나

[산업일보]
글로벌 기업들의 스마트공장은 생산성 확대는 물론 기술개발을 통해 공급업체로써의 역량을 확대하고 있다. 제조패러다임 변화에 따른 수요자 니즈를 반영하면서, Value Chain 과정에서 발생하는 비용을 최소화하는 방향으로 진화하고 있다. 반면 국내 스마트공장 구축 전략은 방향성보다 선진국 추격형이고, 국내 기업 투자여건상 장기 지속적으로 스마트공장 구축 추진에 한계를 느끼고 있다.

해외 고도화된 스마트공장은 목적달성을 위해 기술과 노력이 장기적으로 축적된 결과로, 국내도 뚜렷한 목표와 장기 계획 수립이 필요요하다는 지적이다.

대기업은 시장협소 등의 이유로, 중소기업은 스마트공장 구축 정책을 과거 '중소기업 IT화 지원사업'과 유사하게 인식, 스마트공장 구축을 위한 장기·지속적인 계획수립에 애를 먹고 있다.

KDB산업은행 산업기술리서치센터는 '스마트공장 구축 사례 및 시사점' 보고서를 통해 미쓰비시전기, 보쉬 등과 같이 업력이 길고 시장대응 능력이 우수한 전통 제조업체들은 지능화된 기계를 활용해 기존 제조공정을 더욱 고도화시켰고, 쿠트스마트, 아디다스와 같은 업체들은 소비자 주문부터 배송까지 전 제작과정에서 발생하는 비효율(비용)을 줄이기 위해 고도의 기술(플랫폼 등)을 활용해 Value Chain을 최적화했다고 밝혔다.

상대적으로 국내는 스마트공장 관련 기반기술이 낮은 수준이다. 국내 기술수준은 미국보다 4.2년, EU보다 3.1년, 일본보다 2.7년 늦고, 중국보다는 1.0년 빠르다.

이 보고서에 따르면 스마트공장 구축 관련 기술은 응용 및 개발연구보다 기초연구에서 더 낮은 것으로 나타났다.

16개 주요 기초연구 기술 중 9개 기술이 선진국을 추격 중이다, 특히 지식기반빅데이터 활용기술, 데이터 분산처리 시스템기술, AR/VR기술 분야에서 기초, 응용 및 개발연구는 2014년보다 격차를 확대해나가고 있다.

미쓰비시전기는 1921년에 설립돼 에너지 전기 시스템, 산업자동화 시스템, 전기기기 및 전자장비를 제조하는 글로벌 기업이다. 1970년대부터 공장자동화 시스템을 개발했다. 산업분야의 시스템 최적화, 비용감소, 기계의 신뢰성 향상 등 요구에 부응해가며 제조공정을 지속 개선하고 있다.

미쓰비시전기는 스마트공장 통합솔루션인 ‘e-F@ctory’를 개발했다. 기업환경 변화에 대비할 필요성이 높아짐에 따라 2003년 ‘FA-IT의 연결, 생산관리 전반에 걸친 비용실현’을 공식 발표하며 ‘e-F@ctory’를 내놨다.

‘e-F@ctory’ 개발 당시, 약점인 IT 분야를 보완하기 위해 인텔, 마이크로소프트 등과 기술연합을 했다.-미쓰비시의 대표적인 스마트공장은 나고야제작소 E4라인이며, 2008년도 설립된 ‘메카트로닉스 개발센터’, ‘후쿠야마제작소 생산라인’ 등에도 적용했다.

현장 데이터 수집, 데이터베이스화를 통한 이력관리 및 시각화할 수 있는 시스템과 (지능형) 로봇 활용으로 자동화 기능을 업그레이드 시켰다. 셀생산방식을 도입함으로써 다품종 소량생산에 적합한 유연한 생산공장을 구축했다.
보쉬는 1886년에 설립됐다. 자동차용 전장제품 등을 생산하는 제조업체인 보쉬는 영업이익 악화 및 고임금 등의 열악한 제조환경을 극복하고, 경쟁에 대비하기 위해 메르세데스-벤츠, 포르쉐 등 완성차 공장이 다수 모인 Stuttgart 지역의 Feuerbach(포이어바흐) 공장을 ‘스마트공장’으로 개선시켰다.

보쉬는 스마트팩토리 구현을 위해 다양한 기술을 적용했다. 공장 생산공정 제어를 위해 ActiveCockpit6) 솔루션을 비롯, 협동로봇(Apas7))과 센서, CPS구현, 스마트폰을 활용한 유지보수 기능 등을 만들었다. 스마트공장 구축 시 일자리 감소 인식으로 인한 노동계 반발을 줄이기 위해 새로운 시스템 활용을 위한 교육에 투자, 전직을 지원했다.

Adidas는 신발 제조업체로 업계 불황을 타개하고 가격경쟁력을 확보하고자 R&D의 규모 및 인력 투자를 확대했다.

정부, 학계, 기업이 13년부터 준비해 최초로 독일 안스바흐(Ansbach)에 고도화된 스마트공장인 스피드팩토리를 구축했다. 이 프로젝트에는 소프트웨어, 센서 등 관련 업체 20개 이상이 참여했으며, 최신기술 적용으로 소비자 주문부터 제작되는 전과정을 자동화했다. 2015년 10월 미래형 공장을 선보였으며, 이듬해 9월, 최초로 고객 맞춤형 운동화인 퓨처크래프트 M.G.F(Futurecraft Made for Germany)를 생산해 상업화 가동을 시작했다.

1974년 설립된 LS산전은 전력사업, 산업자동화 사업(산업용 솔루션 포함)을 수행하고 있다. 글로벌 경쟁 심화 등 점점 어려워지는 국내외 경영환경에 대처하기 위해 산업자동화 역량을 발휘, 제조공장을 스마트공장으로 고도화를 진행 중이다.

관련 기술개발 투자를 확대해야 하지만 국내 기업 기술개발 투자는 보수적이다. 업체간 기술수준 격차가 크지 않아 기술 공개시 후발업체의 빠른 추격이 있을 수밖에 없다. 이에 기술개발을 위한 투자보다는 보쉬, 지멘스 등 선진업체 기술을 수입하는 게 효과적이라는 말도 나오고 있다.

국내 내수시장 규모가 크지 않아, 상당금액을 투자해도 수익 창출에 한계가 있어 스마트공장 구축을 위한 기술개발 투자에 소극적인 실정이기 때문이다. 기술개발에 투자하는 중소기업의 특징상, 주 거래처가 중소기업이고, 영업이 내수 중심이기 때문에 CEO가 자사 투자를 늘리면서까지 스마트공장을 구축하기에는 다소 애로가 있다.

기술개발비의 자체조달 비중이 커, 투자 손실시 리스크 회피가 쉽지 않다는 판단에서다.

그래서 정부의 정책과 지원이 필요하다.

정부는 관련 기업의 시장 참여를 유도하기 위한 인프라 구축 및 중장기적인 방향을 구체적으로 설정해 시장참여자들과 공유하고 선진전략을 그대로 따르기보다 주요국과 같이 내수시장 규모, 제조업 비중, 금융발달 정도 등을 감안한 정책 및 방향성을 제시해야 한다.

스마트공급에는 상당한 자금이 소요되기 때문에, 단순 자금지원을 통한 양적인 확대보다는 ‘필요성’을 부여해 자발적 투자를 늘릴 필요가 있다.
기업은 제조패러다임 변화와 생산성 악화 등 대안으로써 ‘공장 스마트화’의 필요성을 인식해, CEO 중심의 적극적인 참여를 해야한다. CEO의 관심이 중요한 이유는 스마트공장 구축사업이 컨트롤하거나 주도하는 팀에 따라 구축 정도의 차이가 발생하기에 그렇다.

생산현장에 ICT기술이 적용되면, 시스템 활용을 위한 교육이나 유지보수에 추가 비용이 필요한데, CEO 의지가 부족한 경우 훈련비용 투자에 소극적이기 마련이다. IT기술공급자들은 생산자의 노하우를 시스템으로 구축하기 때문에 IT기술공급자와 생산자간 우호적인 환경 조성도 요구된다.

산업분석리서치센터 민성희 선임연구원은 "스마트공장 구축을 위한 자금지원은 초기 지원 익익년 후 재지원 등이 반복되고 있으나, 이를 개선한 장기 지속적인 지원방안이 필요하다"며 "스마트공장 구축시 CEO 투자 지원 등이 반드시 필요하다는 점을 고려해 투자여력이 높고, 구축의지가 강한 업체를 선별해 지원을 확대할 필요가 있다"고 말했다.

한편 스마트공장은 다양하게 설명될 수 있지만 선진 기술 등을 활용한 공장 고도화로 제조혁신을 추구한다는 점이다. 공장 고도화는 자동화 이상 의미로, 지능형 기계가 적용된 유연생산 공장까지 포괄한다. 정부는 제품의 기획·설계, 제조·공정, 유통·판매 등 전 과정을 IT로 통합하여 최소 비용·시간으로 고객 맞춤형 제품을 생산하는 지능형 공장을 스마트공장으로 정의하고 있다.
이상미 기자 sm021@kidd.co.kr

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