영화 <아이언맨>을 본 사람이라면 누구나 주인공 토니 스타크가 아이언맨 슈트를 홀로그램으로 띄워놓고 만들던 장면을 기억할 것이다. 여러 가지 가상 모델을 제작하며 부품도 바꿔보고, 디자인을 달리해가며 어떤 모습일지 몸에 대보기도 하고, 작동은 잘 하는지 시뮬레이션도 해본다. 토니 스타크에게는 똑똑한 인공지능 비서 자비스도 있다. 서로 본인의 말이 맞다며 투닥거리지만, 결국엔 그의 도움을 받아 슈트 개발에 성공한다. 더 이상 영화 속에서만 가능한 기술 이야기가 아니다. 최신과학기술과 제조업의 결합, ‘인더스트리 4.0(Industry 4.0)’이 만들어가는 바로 지금의 이야기다.

제조 공장의 진화, 스마트팩토리가 되다

인더스트리 4.0은 5G, 에지 컴퓨팅, 인공지능(AI) 등의 최신과학기술을 활용하여 제조업의 완전한 자동 생산 체계를 구축하고 전체 생산 과정을 최적화하는 산업정책이다. 즉, 제조업과 같은 전통 사업에 IT 시스템을 결합해 지능형 공장(스마트팩토리)으로 진화하는 것이다.

인더스트리 4.0이 가지는 의의를 한 줄로 정리하면 ‘소 잃기 전에 외양간 고친다’가 될 것이다. 제조 현장에서 기계 결함, 생산 공정 누락, 제품의 하자 등의 문제가 발생하기 전에 이를 예측하고 대비할 수 있다. 기존의 전통적인 방법으로는 문제가 발생하고 나서야 엔지니어가 공장을 돌아다니며 데이터를 수집하고, 문제에 대응하고, 원인을 파악하는 데 필요 이상으로 많은 시간을 쓸 수밖에 없었다면, 인더스트리 4.0시대의 스마트팩토리는 엔지니어에게 실시간으로 무슨 일이 일어나고 있는지에 대한 통찰력을 제공하여, 우리가 어제보다 내일에 더 집중할 수 있도록 한다.

그렇다면, 어떤 기술들이 어떻게 사용되면서 인더스트리 4.0을 만들어가고 있을까? 스마트팩토리에서 쓰이는 주요 기술을 이해하고, 실제 기업들의 사례를 알아봄으로써 인더스트리 4.0에 대한 이해를 높이고 그로 인한 혁신에 한걸음 더 다가갈 수 있다.

인더스트리 4.0을 만드는 기술 어벤져스

인더스트리 4.0에서는 다양한 정보통신기술들이 접목되어 제조 경쟁력을 향상시킨다. 차세대 이동통신을 이끄는 5G부터 기업의 디지털 혁신을 위해 없어서는 안될 인공지능까지, 제조업의 생산기기와 생산품 간 상호 소통 체계를 구축하고 전체 생산 과정을 최적화하는 인더스트리 4.0의 주요 기술들은 다음과 같다.

5G

제조업은 5G의 파급력이 가장 큰 산업 중 하나로 꼽힌다. 차세대 이동 통신 기술인 5G를 활용하면 속도는 4G보다 최대 100배까지 빨라질 수 있으며, 대기 시간 역시 10배 이상 단축될 수 있다. 네트워크의 속도가 빨라지고 대기 시간이 짧아진다는 것은 실시간 의사 결정 및 대응이 가능하다는 것을 의미하며, 이는 곧 시스템 장애 및 지연을 방지할 수 있다는 것이다.

에지 컴퓨팅

제조 현장을 실시간으로 운영하기 위해서는 데이터의 분석이 ‘에지’, 즉 데이터가 생성되는 위치에서 바로 수행되어야 한다. 안전 또는 품질과 관련된 문제는 장비에 대한 즉각적인 조치를 필요로 하기 때문에 데이터를 엔터프라이즈 클라우드에 전송한 후 현장으로 재전송하는 데 필요한 시간은 너무 길다. 데이터의 생성 시점에서부터 응답이 필요한 시점까지의 대기 시간 최소화가 관건이며 에지 컴퓨팅이 이에 대한 해답이 될 수 있다.

앞으로 3년 동안
인공지능에 투자할 것

75%

출처 : IBM C-suite study 2021, 옥스퍼드 이코노믹스 공동 연구


기술 격차가 생산성에
영향을 미칠 것

80%

출처 : IBM C-suite study 2021, 옥스퍼드 이코노믹스 공동 연구

인공지능(AI) 및 머신 러닝

최근 옥스퍼드 이코노믹스(Oxford Economics)와 공동으로 실행한 IBM C-suite 연구에 따르면, 전 세계 제조업 임원진의 75%가 지능형 워크플로우, 자동화 등의 디지털 혁신을 위해 향후 3년 동안 인공지능에 투자할 것으로 조사되었다. 인공지능 및 머신 러닝은 제조기업이 현장은 물론 파트너와 서드 파티에서 발생하는 방대한 양의 정보까지 최대한 활용할 수 있도록 한다. 인공지능 기술을 통해 운영 및 비즈니스 프로세스의 가시성, 예측 가능성 및 자동화를 구성하는 인사이트를 창출할 수 있다. 예를 들어, 고장 나기 쉬운 산업용 기계에서 수집된 데이터를 통해 정비 시기를 예측할 수 있으며, 결과적으로 더 많은 가동 시간과 높은 효율성을 얻을 수 있다.

인더스트리 4.0을 통한 혁신, 글로벌 제조기업의 변신

인더스트리 4.0을 구성하는 다양한 기술만큼이나, 기업들의 도입 사례 역시 다양할 것이다. 인더스트리 4.0을 선도하고 있는 독일의 최대 제조기업과 프랑스를 넘어 전 세계를 대표하는 뷰티 브랜드의 사례를 통해 각 기업의 상황에 맞는 기술 도입을 통한 혁신을 확인할 수 있다.

콘티넨탈 타이어: 비용 절감을 이끄는 운영 탄력성 증대

150여 년의 역사를 지닌 독일의 글로벌 타이어 제조기업 ‘콘티넨탈 타이어(Continental)’는 생산 공장에서 제품을 기계에 수동으로 할당하는 기존의 방식에서 나아가, 사용 가능한 기계를 최대한 활용하는 방법을 계산하는 최적화 솔루션을 도입했다. 어느 기계에서 어떤 제품을 생산할지에 대한 더 나은 선택을 하고, 생산 공정에서 병목 현상이 발생하기 전 예측 및 예방을 통해 보다 현명한 의사결정을 내릴 수 있게 되었다.

이를 통해, 기계를 가동하지 못하고 낭비하는 시간을 줄이는 비용절감의 효과를 기대할 수 있게 되었다. 인더스트리 4.0이 실현되는 스마트팩토리에서는 품질을 강화하고 문제가 발생할 경우의 다운타임을 줄일 수 있다. 이는 곧 불필요한 인력의 수고 및 기계 고장으로 인한 비용을 감소시켜주는 것이다. 기업은 비용을 절감하고, 더 높은 가치를 실현하며, 이 모든 것은 운영에 탄력성을 더한다. 특히 이러한 운영 탄력성은 코로나19 대유행과 같이 갑작스러운 업무 중단이라는 상황에서 더욱 중요해지고 있다.

로레알 : 디지털 트윈으로 생산성 향상

세계 최대의 종합 화장품 기업인 프랑스 ‘로레알(L’OREAL)’은 점점 더 까다로워지는 소비자들의 취향을 충족시키기 위해 기술의 도움을 적극적으로 받고 있다. 소비자들은 자신의 피부색, 피부 타입, 개인 취향 등에 완벽하게 맞는 화장품을 원하며 이는 제품의 지속적인 개발과 빠른 생산을 요구한다. 로레알은 기술을 통해 소비자의 바람과 구매 행태를 정확히 파악하여 그에 따라 생산을 조정할 수 있게 하였다.

이를 통해 다양한 정보를 조합한 새로운 생산라인으로 수십 개의 제품을 동시에 제조하여 고도로 개인화된 제품을 제공할 수 있게 되었다. 인더스트리 4.0의 물리적인 자산을 가상으로 재현하는 ‘디지털 트윈(Digital Twin)’으로 생산성을 향상시킬 수 있다. 디지털 트윈은 쉽게 말해서 현실 속 사물이나 공간을 컴퓨터 속에 똑같이 구현하여, 현실에서 발생할 수 있는 상황을 컴퓨터로 시뮬레이션함으로써 결과를 미리 예측하는 기술이다. 예를 들어 신제품을 설계하거나 기존 제품을 리뉴얼할 때 디지털 트윈을 통해 미리 시뮬레이션해볼 수 있기 때문에 출시 기간을 단축할 뿐만 아니라, 성공의 가능성 또한 높일 수 있다. 기존의 대량생산 방식으로는 한정된 종류의 제품만을 생산했다면, 인더스트리 4.0의 시대에는 소비자의 기호에 맞춘 다양한 제품을 생산해낼 수 있는 것이다.

 

우리나라 경제는 제조업의 비중이 거의 30%에 달하는 상당히 큰 수준이다. 게다가 주력 제조업의 수출 의존도가 높기 때문에 경쟁력 강화를 위한 지속적인 혁신이 필수다. 따라서, 인더스트리 4.0에 어떤 기술들이 활용되는지를 면밀히 파악하고 인더스트리 4.0을 적극적으로 받아들인 글로벌 기업들의 선례를 확인하며 제조업의 Next Level을 준비해야할 것이다.

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