[S 리포트 / IOT 3부] ‘스마트 팩토리’전략으로 제조업 위기 극복

2016.01.02 10:47:41 / 이상일 2401@ddaily.co.kr

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[디지털데일리 이상일기자] 제조업이 위기다. 제조업 경쟁력의 핵심 키워드는 ‘생산성’인데 임금및 생산요소의 투입비용과 제품의 공급 또는 판매를 통해 얻는 이익(마진)률간의 차이를 안정적으로 확보하지 못하고 있다. 노동생산성을 높이기 위한 방법은 여러가지지만 가장 확실한 방법으로 꼽히는 것은 역시 제조 프로세스의 혁신이다. 

이미 선진국은 제조업의 부활에 정책적 역량을 집중시키고 있고, 중국 등 신흥국의 추격도 매서운 상황이다. 

실제로 중국의 샤오미는 막강한 가격 경쟁력을 앞세워 전자제조업체들을 위협하고 있으며 3D 프린터의 발전은 아이디어의 실현화를 가능케 하고 제조단가를 낮춰 제조업 시장 진입 장벽을 낮추고 있는 실정이다.

이에 따라 각 국은 ICT 기술을 활용한 지능화된 공장, 즉 스마트 공장(Smart Factory) 구축에 적극 나서고 있다. 스마트 공장은 기획·설계·생산·유통·판매 등 전 과정을 ICT로 통합, 최소비용·시간으로 고객맞춤형 제품을 생산하는 공장을 의미한다.

◆전세계, 스마트공장 경쟁 본격화=독일의 경우 4차 산업혁명 ‘인더스트리 4.0’을 추진하고 있다. 사물인터넷과 가상,현실통합시스템(CPS) 기반으로 전 제조공정 유연화 및 네트워크를 지향한다. 미국도 첨단 제조 파트너십을 통해 제조공정의 디지털화, 연경성 강화, 빅데이터 등 신분석기법을 적용하고 있다.

우리나라에서도 지속가능한 제조업 경쟁력 확보와 수출 활력 제고로 대내외 경제 위기를 극복하기 위해 스마트공장을 통한 우리 제조업의 근본적 체질 개선을 추진하고 있다. 이를 위해 산업부 등 관계부처는 제조업 혁신 3.0의 핵심과제로 ‘스마트 공장’ 확산을 추진 중이다.

다만 국내의 경우 대다수 중소기업이 기초수준에도 미치지 못하는 수준이다. 이에 따라 단계적 맞춤형 스마트화 및 점진적 고도화가 필요하다는 인식 아래 우선 스마트 공장을 먼저 도입한 대기업의 노하우를 중소 중견기업에 전파하는 식의 협력 모델이 우선 추진되고 있다.

정부는 대중소 협력을 통한 민간의 자율적 확산을 유도한다는 계획이다. 올해 1200개 스마트 공장에서 2017년에는 4000개, 그리고 2020년에는 1만개의 스마트공장을 육성한다는 전략이다.

특히 주목되는 것은 삼성과 LG와 같은 국내 대기업의 스마트 공장 노하우 전파 사업이다. 이 두 회사의 경우 120개 업체를 대상으로 올해 협력사 맞춤형 생산관리시스템 및 염가형 자동화 로봇 도입을 추진하고 있다.

삼성전자의 경우 200여명에 달하는 스마트 공장 전문가를 전국 산단에 파견해 스마트공장 구축 노하우를 전수하고 있다.

◆삼성전자, 스마트공장 전도사 나서=대표적인 것이 경상북도 경산에 위치한 방진용 고무 및 자동차 부품제조업체인 에나인더스트리다. 에나인더스트리 신철수대표는 1990년 창업 당시, 직장생활을 하며 모은 종자돈 200여만원에 견습생 1명과 고무제품 생산 기계 한대로 사업을 시작했다.

에나인더스트리 신철수 대표가 스마트공장 도입을 고려하게 된 것은 올해 초로 창업한지 20여년이 지나 규모는 연매출 1000억 중반 규모로 발전했지만, 내부적으로 되돌아 볼 시간을 갖지 못해 스마트공장 도입을 통해 제2의 도약의 발판으로 삼고자 경북창조경제혁신센터에 스마트공장 도입 지원을 요청했다.

삼성전자 무선사업부 한국제조팀장인 김혁철 전무를 비롯한 경력 20년 이상의 제조 전문가 10여명은 멘토팀을 구성, 에나인더스트리의 제조 공장을 방문해 생산성 향상을 비롯, 작업환경과 안전분야까지 제조현장 전반에 걸친 개선 작업을 진행했다.

삼성전자의 전문멘토와 함께 에나인더스트리는 고질 불량율을 12 → 1.8%로 개선했으며, 고무 성형 공정 작업 단순화 및 사출 작업을 자동화해 공정시간도 획기적으로 줄여나갔다.

뿐만 아니라 생산관리 시스템인 전사자원관리(ERP)를 구축해 평균 재고일수를 2.5일에서 1.5일로 단축했다. 또, 공정라인 효율화 시뮬레이션 툴을 활용해 공정 재배치 및 물류 최적화를 통해 설비를 재배치, 작업자 이동 로스(Loss)를 3.5m에서 0m로 획기적으로 감소시켰고, 디핑공정 작업자 이동거리를 일 800m 가량 감축시켜 이동동선의 불합리를 개선할 수 있었다.

경북 구미에 위치한 이중사출업체인 디피엠테크도 삼성 전문 멘토 4명이 상주해 현장을 바꾸기 위한 대대적인 개선활동에 나선 사례다.

디피엠테크는 삼성전자 멘토의 지원하에 총 393건의 현장 개선 과제를 발굴하여 개선 활동을 추진하였으며, 게이트 커팅 자동화 설비를 도입하여 Tact Time을 기존 대비 약 53% 단축할 수 있었다. 이 밖에도 공정 사출 조건 변경 및 런너 취출 로봇 동작 Loss 개선을 통해 작업 애로공정을 개선하여 생산성을 향상시킬 수 있었다.

이처럼 스마트공장 도입을 통해 디피엠테크는 수주물량이 기존 월 200만대에서 290만대로 약 45% 증가하는 성과를 나타낼 수 있었다.

한편 이와 같은 스마트 공장을 구현하기 위해선 빅데이터 분석 능력과 이를 지원하기 위한 플랫폼, 그리고 사물인터넷을 구현하기 위한 센서 네트워크 등 다양한 ICT 기술이 활용된다.

개별적인 시스템과 솔루션 도입만으로 스마트 공장을 구현하는 것은 한계가 있다는 뜻이다. 이에 따라 스마트 공장을 구현하기 위해서는 시스템 통합(SI) 능력이 필요하며 이는 IT서비스업체들의 영역이기도 하다.

◆IT서비스업계, 스마트공장 확산나서=실제로 정부에서도 스마트 공장 구현을 위해 IT서비스업체들의 시장진입이 필요하다는 데 인식을 같이하고 있다.

최근 미래창조과학부 주최 ‘제19차 민관합동 SW 태스크포스 회의’에선 클라우드나 사물인터넷 등 신기술 기반 공공 서비스 수요가 증가하고 있는 현실을 감안해 침체된 공공 SW 시장의 활력을 제고하고 신시장 창출을 위해 IT서비스 대기업을 중심으로 한 대규모 투자가 필요하다는 인식을 함께 하기도 했다.

특히 정부는 스마트 공장 등 대규모 투자가 일어나야 하는 분야에 대해선 대기업의 사업 참여를 완화할 계획이다. 이에 따라 IT서비스업체들은 스마트 공장 구축 시장을 잡기 위한 다각적인 노력을 벌이고 있다.

IT서비스업체들의 스마트 공장 구축은 우선 그룹 계열사를 대상으로 이뤄지고 있다.

포스코ICT의 경우 대내외 제조 혁신을 리드할 수 있는 인더스트리 4.0기반의 스마트 공장 전략을 구현하고 있다. 특히, 2017년까지 웨어러블 디바이스를 활용해 포스코 광양제철소 후판 공장에 스마트팩토리를 시범 적용할 계획이다. 이 사업은 미래창조과학부 사물인터넷 실증 서비스로 선정된 과제로 생산성 향상은 물론, 고객의 안전 확보로 제조업의 혁신서비스를 제공하게 된다.

2017년까지 광양제철소 후판공장을 융복합 ICT가 적용된 인더스트리 4.0 기반의 스마트 공장으로 시범 구축한 후 이를 확대 적용한다는 계획이다. 이를 통해 포스코 및 그룹사에 대한 IT서비스 수준을 향상시키고 대내에서 개발/검증된 결과물을 솔루션화해 대외 사업으로 연계해 나갈 계획이다.

◆스마트공장, 클라우드로 해결=대우정보시스템의 경우 지방 산단을 중신으로 클라우드 기반 스마트 공장 시스템 구축에 나서고 있다.

현재 미래부는 클라우드 기반 스마트공장 보급에 주력하고 있는데 중소중견 제조업체들에게 스마트 공장을 보급하기 위해선 가격 부담이 적은 클라우드 방식이 유리하다고 판단하고 있기 때문이다.

통신사-IT기업, 장비기업 컨소시엄이 통신 인프라가 우수한 산단 소재 기업에 클라우드 방식의 스마트 공장 솔루션 및 빅데이터 분석 서비스를 제공하는 모델이다. 이는 민간기업 컨소시엄과 정부가 협력해 혁신산단 중심으로 스마트 공장을 확산, 보급하는 것으로 컨소시엄이 250억원을 투자, 2015년 말부터 반월시화, 창원을 대상으로 착수해 점진적으로 확대해 나간다는 계획이다.

이를 통해 스마트 공장 구축비용 감소와 고급 솔루션 활용기회 확대, 빅데이터 활용으로 공정개선과 품질 향상을 기대하고 있다.

스마트 공장 해외시장 개척도 속도를 내고 있다. SK는 지난 2015년 3월 26일 중국 혼하이(鴻海) 그룹과 IT서비스 합작기업을 설립하기로 계약했다. 새로운 합자사는 혼하이 그룹이 필요로 하는 스마트 팩토리(Smart Factory) 관련 IT 서비스 수요에 대응하고 산업용 센서를 비롯해 사물인터넷(IoT) 관련 부품을 생산하는 업체로 성장시킬 계획이다. 또 SK는 혼하이 그룹의 공장 대상 스마트 팩토리를 확산시켜 중국 IT서비스 시장을 공략할 예정이다. 

아시아나IDT는 금호타이어 미국 조지아공장에 부착된RFID 태그와 IoT 미들웨어를 통해, 공장 내 다양한 센서 네트워크를 기반으로 생산 전 공정을 모니터링하고, 생산설비와 시스템, 생산 직원 간 정보를 상호 연계하는 스마트 공장 구현에 나섰다.

아시아나IDT와 금호타이어는 미국 조지아공장에 적용되는 스마트 공장 기술을 국내 및 중국 공장 등에 향후 확대 적용을 검토하고 있다.

▲한국IBM, 마이크로소프트 등이 부스에 참여했다. 하지만 생각보단 한산한 모습이었다

한국IBM, 한국HP, 델코리아, SAP코리아 등은 스마트 제조공정의 효율성 달성을 위한 빅데이터 솔루션 및 플랫폼을 선보이고 있다. 스마트 제조산업 솔루션의 국내 보급을 위해선 클라우드 환경이 적극적으로 도입될 필요가 높아 보인다.

<이상일 기자>2401@ddaily.co.kr



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