Industry 4.0을 이해하는 3가지 키워드

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최근 들어 Industry 4.0이라는 단어가 미디어에서 자주 다뤄지고 있는 듯하다. 구글 트렌드를 참조하면 Industry 4.0은 2015년 이후 급속도로 관심을 끌기 시작했다. Industry 4.0이란 독일 정부가 제조업의 경쟁력을 유지 및 강화하기 위해 내건 정책으로 ‘제4차 산업혁명’으로 해석된다. 지금 전 세계의 제조업은 새로운 단계에 접어들고 있다. Industry 4.0을 IoT, 매스커스터마이제이션, 3D 프린터라는 3가지 키워드로 해설해본다.

IoT

IoT에 의한 ‘똑똑한 공장’의 등장

제1차 산업혁명의 경우 18세기 영국에서 증기기관이 발명되어 섬유산업이 비약적으로 발전했다. 제2차 산업혁명은 20세기 초에 일어났는데 전력이 보급되고 컨베이어 벨트를 활용한 대량 생산 시대에 돌입했다. 1970년대에는 컴퓨터가 등장하여 제3차 산업혁명이 일어나고 생산의 자동화가 열렸다. 그리고 이번에 다루는 제4차 산업혁명은 IoT에 의한 ‘스마트팩토리’가 실현되는 것을 가리킨다. 스마트팩토리란, 구체적으로 부품공장이나 조립공장, 물류트랙, 판매회사까지 모든 것이 인터넷에 연결되어 미래에는 사람의 손이 필요 없이 자동으로 수급 정보나 고객 요청을 파악하고 생산을 할 수 있는 구조를 갖는다.

독일 Bosch 공장에는 IoT 디바이스가 유압기 조립을 자동으로 지원

독일 기업인 Bosch 공장에서는 Bluetooth와 RFID(IC칩)를 활용하여 조립 순서가 복잡한 200종류 이상의 유압기 조립을 동영상이나 텍스트로 참조할 수 있도록 하고 있다.

컨베이어 벨트에서 흘러가는 조립중인 제품에는 RFID가 붙어 있고, 작업자가 가진 Bluetooth 단말에는 그 작업자의 모국어나 경력 등의 정보가 박혀 있다. RFID와 Bluetooth 단말이 연동되어 영어 모국어 작업자에게는 영어로, 독일 모국어 작업자에게는 독일어로 작업자의 모국어에 맞춘 언어로 내용이 전달되는데, 경력이 짧은 직원에게는 비디오로 조립 순서를 보여주고 숙련자에게는 텍스트만으로 조립 순서를 보여주는 등 일련의 지원이 모두 자동으로 이뤄진다. 그 결과, 조립 시간이 엄청나게 짧아졌다고 한다.

Bosch에서는 과거에 모든 공정을 기계로 자동화하고자 시도한 적 있지만 비용이 너무 올라가서 실패한 경험이 있다. 이에 굳이 모든 것을 기계화하지 않고 단계적으로 기계가 사람을 지원하는 형태로 하여 직원의 지원을 얻으면서 다품종 다량생산을 가능하게 하고 있다.

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매스커스터마이제이션

개별 대량 생산으로 다양화되는 고객 요구 대응

최근 가격 경쟁력 있는 신흥국 제품의 대두로 인해 선진국들은 고객에게 높은 부가가치를 줄 수 있는 상품을 개발해야 한다는 필요에 내몰렸다. 그런 가운데서 개별 최적화된 제품 개발의 필요성이 대두되었다.

Industry 4.0으로 실현하는 스마트팩토리는 기존의 대량 생산에서 ‘개별 대량 생산(매스 커스터마이제이션)’으로 이행을 가능하게 한다. 스마트팩토리에서는 다양한 생산 라인을 연결해 RFID나 Bluetooth, IoT 디바이스를 통해 방대한 데이터를 즉석에서 주고 받음으로써 고객의 요구에 맞춰 재료의 사입처나 생산 공정을 자유자재로 교체할 수 있게 된다.

그 결과, 기존에는 비용 때문에 실현할 수 없었던 커스텀 메이드(Custom Made)나 오더 메이드(Order Made)의 다량생산이 가능해졌다. 개별화된 고부가가치 제품이 기존의 대량 생산 제품과 동일한 가격으로 판매할 수 있게 되면 제품 경쟁력은 높아지고 고객만족도는 향상된다.

독일의 지멘스사 공장에서는 RFID로 개별 제품을 관리

독일 기업인 지멘스사의 공장에는 각각의 제품에 RFID가 부착되어 있어 어떤 고객의 어떤 제품이 지금 공장의 어느 위치에 있는지 등의 정보를 모두 실시간으로 관리/제어할 수 있다.

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3D 프린터

개별 최적화된 제품 제공을 가능하게

보다 부가가치 높은 제품을 개발할 필요성이 생긴 마당에 3D 프린터가 담당하는 역할은 매우 커졌다. 3D 프린터를 활용하면 개별화된 부품을 만들 수 있고, 비교적 용이하게 커스텀 메이드나 오더 메이드 제품도 만들 수 있다. 스마트팩토리에서는 어떤 제품에 어떤 부품을 사용할지 등의 정보가 RFID를 통해 관리되므로 커스텀 메이드나 오더 메이드 제품이라도 기존의 대량 생산과 같이 자동화된 프로세스로 생산할 수 있다.

물류 비용과 공수를 절약

3D 프린터는 설계 데이터만 있으면 설계 데이터에 기초해 완전히 같은 것을 만들 수 있다. 예를 들어 제품의 개발 거점과 제조 거점이 멀리 떨어져 있는 경우, 기존에는 개발 거점에서 제조 거점까지 시제품을 보내고 제조 거점에서 어떻게 제조할지 계획을 세우고 방법을 찾는 등의 업무가 발생했던 것이, 이제는 설계 데이터를 보내어 3D 프린터로 프린트하면 되므로 운송 비용을 줄일 수 있고 시간 낭비도 없앨 수 있게 되었다.

국가 경쟁력에 직결하는 스마트팩토리의 정비 급선무

IoT를 도입한 스마트팩토리는 기존의 대량생산보다 고부가가치 제품을 제조할 수 있는 다품종 다량생산을 가능하게 한다는 것은 지금까지 얘기한 대로다. 앞으로 글로벌 시장에서는 가격경쟁력 있는 제품 혹은 고부가가치 제품을 생산할 수 없다면 생존 경쟁에서 살아남기 힘들 것이다.

우리나라는 LG, 삼성, 현대 등이 나름대로 제조 시장에서 선방해왔지만, 신흥국에는 가격경쟁력에서 뒤쳐지고 있으면서도 독일이나 미국처럼 IoT를 도입한 선진적인 시도에 나서지 않고 있다. IoT화 파도의 편승에 뒤쳐질 경우 한국의 제조업은 본격적으로 쇠퇴의 길을 걷게 될 지도 모른다는 점을 진지하게 생각해야 하지 않을까?

 

 

 

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