[글 스마트제조혁신추진단 박한구 단장] 지난 50년은 정부가 대기업 중심의 경제체제로 다양한 정책을 수립하고, 선택과 집중으로 많은 대기업을 지원해 왔다. 그 결과 질 좋은 제품을 많이 생산해 글로벌 시장에서 많은 수익을 창출해 국민 삶의 질을 높여왔다. 그 와중에 중소기업은 원가 절감의 압박에 마른 수건도 짜야하는 힘든 시기를 지금까지 잘 버텨왔다. 앞으로 50년은 정부가 중소기업 중심의 디지털 경제 체제를 구축해 벤처, 스타트업이 중소기업으로, 중견기업을 넘어 글로벌 히든챔피언 기업으로 성장 발전하도록 정책을 수립해 지원해야 한다. 이번 칼럼은 열세 번째 정책 제안으로 ‘앞으로 50년, 국제협력을 통한 글로벌 시장 선점 전략’으로 글로벌 시장을 선도하는 정책을 제언한다.

독일이 2011년 Industrie 4.0을 선언하면서 각국에서 신 제조를 위한 많은 정책을 수립 추진하고 있다. [사진=utoimage]

제조 강국 독일은 미래 방향을 설정하고 민간 중심의 실행력 보유

독일이 2011년 Industrie 4.0을 선언하면서 각국에서 신 제조를 위한 많은 정책을 수립 추진하고 있다. 우리나라는 산업통상자원부에서 2014년 ‘민관합동스마트공장추진단’을 신설했고, 2019년 중소벤처기업부로 업무가 이관돼 ‘스마트제조혁신추진단’을 새롭게 구성해 추진하고 있다. 독일 대비 3년 늦게 시작한 우리나라는 20,000여개 중견·중소제조기업이 참여해 스마트제조혁신을 주도적으로 추진했고, 그 결과 성과를 못낸 기업도 있지만 많은 기업이 지속적인 성과로 더 많이 투자하는 기업들이 늘어나고 있다. 그러나 독일과 달리 우리는 기존 제품의 QCD 향상을 위해 정부가 지원하고 있지만, 독일의 경우 새로운 제품을 유연 생산하는 쪽에 많은 지원을 하고 있다.

글로벌 제조시장을 선도하고 있는 독일은 2015년 Platform Industrie4.0으로 변경하면서 강력한 정부 주도로 민간 기업과 협업해 민간 스스로 이끌어 가고 있다. PI4.0은 제조혁신의 방향을 제시하는 역할을 하면서 2030 Vision을 Autonomy, Interoperability & Sustainability로 선정하고, 장기적인 실행 방안을 제시하고 실천해 오고 있다. 산하에 민간 기구로 스마트 공장의 표준을 이끌어 가는 SCI4.0과 각종 표준을 Testbed로 실행하는 LNI4.0으로 운영되고 있다. 이들 기관에는 SIEMENS, FESTO, BOSCH, Beckhoff 등 민간 글로벌 및 히든챔피언 기업에서 파견 온 전문가들이 글로벌 표준 및 Testbed를 수행하고, 이를 기반으로 독일 내 새로운 제품을 개발, 생산하여 글로벌 시장에 판매하고 있다.

독일은 정부, 산하 실행기관, 협회가 미래에 돈이 될 수 있는 시장을 만들어 가기 위해 자발적 워킹그룹을 만들어 운영하고 있다. 워킹그룹에는 자발적으로 민간기업의 연구 개발 전문가가 파견와서 공동으로 새로운 방향과 기술 개발 목표를 설정하고, 관련 전문가들을 더 모아 기본적인 프레임워크를 잡은 다음, 각 나라의 정부와 기관 그리고 민간기업의 참여를 유도하고 있다.

반면 우리나라는 기관과 협회가 주도하면서 미래 가치를 만들 기업들이 참여하는 것이 아니라, 대학 교수나 퇴직한 전문가들이 참여하는 것이 대부분이다. 미래에 돈이 되는 표준과 기술 개발에 동참해 새로운 사업 모델을 개발하는데 대기업이 실제 참여할 수 있도록 생태계를 만들어 가야 한다. 대기업들은 국제 표준에 부합되는 모든 것을 각사가 대응하고 있으나, 새로운 표준화 기술의 경우 한 기업이 스스로 파악하고 독일과 협업해 수행하는데 많은 돈과 시간이 소요된다.

이를 해결하는 방법은 정부 산하 기관인 추진단과 같은 곳에서 독일과 협업해 미래 가치를 창출하는 사업 모델을 만들어, 이를 수행할 기업의 인력을 파견받아 함께 일할 수 있는 사무실을 만들어 서로 협업 연구하고, 독일·미국과 협력해 새로운 기술을 파악하고, 공동 프로젝트를 만들어 실제 시험하고, 성공하면 사업 모델을 만들도록 해야 한다. 정부는 기업들이 참여해 공공 협업할 수 있는 사무공간과 기본적인 사무기기를 제공하고, 기업들은 스스로 자사의 전문가를 파견해 공동 협업으로 빠르게 기술을 확보하고, 확보된 기술을 각 회사에 신속하게 전수하고, Testbed를 수행하면서 남들보다 빠르게 새로운 사업 모델을 만들어 가는 것이 중요하다.

추진단은 LNI4.0와 MOU를 2020년도에 맺어 공동 협력 사업으로 AAS 기반의 제조 데이터 수집·저장 체계를 만들었다. [사진=utoimage]

AAS 기반의 데이터 저장 체계화 디지털 트윈 신사업 모델

추진단은 LNI4.0와 MOU를 2020년도에 맺어 공동 협력 사업으로 AAS(Asset Administration Shell) 기반의 제조 데이터 수집·저장 체계를 만들어, 스마트 공장 보급확산 사업, 고도화 단계를 추진하는 기업이 클라우드 기반 빅데이터베이스를 구축하도록 표준 소프트웨어를 오픈소스로 개발해, 솔루션 공급기업에 제공하고 있다. 제조 Raw Data를 클라우드 컴퓨팅에 저장하기 위해서는 향후 분석 및 활용을 경제적으로 수행할 수 있도록 해야 한다. 이에 추진단은 독일에서 2020년 국제 표준으로 제안, 심사 중인 AAS 기술을 채택했다. 2021년도에는 국내에서 설계, 제작 공급하는 사출기와 코봇에 대해 AAS 기반 엔지니어링이라는 Reference Model을 만들어, 경제성을 분석했다. 앞으로 우리나라 자동차, 선박, 사출기 및 각종 장비를 설계, 제작하는 기업은 이제 AAS 기반의 Digital Twin 기술 인재를 양성하고, 미래 시장에 대응해야 한다. 2022년 6월 독일 하노버메세에서 IDTA(International Digital Twin Association)과 MOU를 맺고, 향후 CSP 시스템을 구축하기 위해 대상 공장을 선정하고 Testbed로 구현하는 사업을 공동 추진한다.

AAS 기술은 우리가 사용하는 사물을 사이버 공간에 물리, 화학적 동일 기능을 수행하도록 쌍둥이 가상 사물 즉 디지털 트윈을 만드는 기술이다. 디지털 트윈 기술은 향후 물리적인 공장과 함께 가상의 세계에서 쌍둥이 공장이 함께 운영돼, 새로운 가치를 창출하는 산업 대혁명을 예고하고 있다.

물리적인 제품을 만들기 전에 Digital Twin을 만들어 기능을 사전에 확인하고, 제품을 생산하는 물리적인 공장과 비교 분석해 효율적인 제품을 생산하는 것을 CPS(Cyber Physical System)이라 한다. CPS를 구축해 제품을 생산하게 되면 일하는 모습과 사업 모습이 변화된다.

자동차를 예로 들면 새로운 자동차를 설계·제작·공급하려면 자동차사에서 완성제품에 대한 개념설계(Concepts Design)를 디지털 트윈으로 설계한다. 이를 1~3차 부품 설계, 제작 공급사에 전달하고, 새로운 모델에 대한 각 부품 제작사별 부품을 디지털트윈으로 설계해 시뮬레이션해 성공되면 상위 부품사로 전달한다. 최종 완성차를 생산하는 기업에서는 종합적으로 모든 부품을 디지털 트윈으로 조립해 시뮬레이션을 수행한다. 시뮬레이션 중 각 부품 간의 개선 혹은 재설계 등 사전에 물리적인 자동차를 제작 및 고객이 운영할 때 문제를 사전에 완벽하게 찾아 조치할 수 있다.

사이버 공간에서 디지털 트윈으로 만들게 되면, 이를 글로벌 자율주행 통합관제를 수행하는 디지털 트윈과 연결해, 세계 어느 곳에서 운행할 때 문제점을 사전에 시뮬레이션해 해결한 다음 최종 승인이 떨어지면, 자동차사는 관련 부품 제작 기업에 물리적으로 제작하도록 지시하게 된다. 이같이 Concept Design에서 기본설계, 상세설계 및 시뮬레이션을 수행하고, 제작, 공급, 운행 및 유지 보수에 이르기까지 로벌 기준에 부합되는 모습으로 설계 제작하지 않는다면, 자율주행 자동차를 시장에 판매할 수 없다. 이처럼 미래에는 고객이 원하는 제품을 자율생산 공장에서 생산하기 위해서 사전에 디지털 트윈으로 설계 제작하고, 모든 부품이나 제품의 호환성을 보증하는 표준기술이 필요하다. 이것을 독일에서는 미리 준비하여 2020년도에 국제 표준으로 제안한 것이 바로 AAS이다.

이는 ‘4차 산업혁명, 새로운 제조업의 시대’을 사전에 준비하는 단계로 우리나라 제조기업에서 먼 나라의 이야기로 들리겠지만, 기술의 전환 속도가 매우 빠르다는 점을 고려하면, 언제 우리 코앞에 다가올 수 있어 지금부터 차근차근 준비하는 것이 중요하다. 대기업에서 준비하는 디지털 트윈이 자사 독점적인 기술로 만들게 되면 앞으로 글로벌 시장에서 사용할 수 없는 구조가 된다. 아직 중소, 중견 기업에서는 기존 제품의 생산을 자동화, 디지털화하는 데 중점을 두고 있지만, 사출기, 로봇, 공작기계 등 장비를 설계, 제작해 글로벌 시장에 공급하려는 기업은 지금부터 인력을 육성하고 차근하게 정부와 함께 준비할 필요가 있다.

우리나라가 집중적으로 투자할 것은 PaaS를 개발하는데 정부 지원금을 사용하는 것보다는 글로벌 CSP사의 PaaS 위에 SaaS 소프트웨어를 개발해 국내 시장에서 검증받고, 글로벌 시장으로 수출하는 전략적 정부 지원이 필요하다. [사진=utoimage]

Gaia-X 기반으로 데이터의 주권을 갖는 신사업 모델

중소벤처기업부는 독일 연방경제에너지부(BMWi)와 Gaia-X 참여에 합의하고 2021년 중기부 산하 스마트제조혁신추진단과 Gaia-X 협회(AISBL)간 ‘가이아 엑스 한국 허브 설치’ 협약을 체결했다. Gaia-X는 아마존, 구글 등 미국기업 주도의 데이터 생태계에 대응하기 위해 독일을 중심으로 유럽이 데이터 주권과 자결권 확보를 위해 착수한 프로젝트다. 데이터 상호연계에 필요한 규칙과 기술 인프라 구축을 통해 국제 표준화를 추진 중이다. 가이아 엑스 허브는 각국의 기업이나 기관이 Gaia-X 관련 기술을 개발하거나 사용자 의견 수렴 시 협회와 창구역할을 수행하는 조직이다. 국가별로 1개 허브만 가능하다. 현재 유럽의 15개국과 한국을 포함하여 16개국이 참여하고, 일본은 협업으로 참여하고 있다. 기업은 364개 이상 회원으로 참가하고 있다.

Gaia-X Regional Hub에서 하는 일은 앞으로 모든 기업이나 정부의 컴퓨터 자산이 Public Cloud Computing 환경에서 운영되는 시대로, 이에 대응해 서로 다른 클라우드에 저장된 데이터의 주권과 폐쇄적인 시스템으로 사용자들에게 불리하지 않도록 오픈형 시스템으로 사용자가 직접 결정하는 분권형 데이터 생태계를 만드는 일이다.

글로벌 시장을 선도하는 클라우드 서비스 공급자는 아마존 AWS, 마이크로소프트 AZURE, 구글이다. 이 기업들과 대응해 각국에서 클라우드 서비스 공급기업을 만들고자 노력하고 있지만, 이미 시장에서 사업화는 이들 기업과 싸워 이길 승산이 없다. 핵심은 PaaS(Platform as a Service) 기술이다. 한국에 있는 플랫폼 기업이 이를 개발해 상품화하는데 거의 불가능하다. 지금은 기술을 추격하는 것보다 기술의 발전 속도가 워낙 빠르고, 이 기업들은 새로운 기술이 개발된 회사를 인수 합병해 독보적인 PaaS를 자사의 클라우드에서 서비스 함으로써, 다양한 분야에서 사용될 응용 소프트웨어 즉 SaaS(Software as a Service)를 개발하여 탑재함으로써 동반 성장하도록 사업을 하고 있다.

우리나라가 집중적으로 투자할 것은 PaaS를 개발하는데 정부 지원금을 사용하는 것보다는 글로벌 CSP사의 PaaS 위에 SaaS 소프트웨어를 개발해 국내 시장에서 검증받고, 글로벌 시장으로 수출하는 전략적 정부 지원이 필요하다. 각 나라에서 글로벌 CSP사의 플랫폼을 이용하여 자국 내 경제적 가치를 창출하고 글로벌 시장에서 경쟁력을 확보하는 것이 중요하고, 이를 이용해 글로벌 시장에서 솔루션을 판매함으로써 새로운 일자리를 창출하고, 인력을 양성하고 있다. 외국 클라우드 컴퓨팅 환경을 사용한다고 배척하는 우를 범해서는 미래가 없다. 우리나라에 마이크로소프트, 아마존 등 CSP들이 국내에서 사업을 하지만 IaaS 서비스를 위한 IDC 센터는 KT, LG, SK 등의 전산센터를 임대해 사용하고, PaaS 기반에 SaaS 소프트웨어를 개발하는 인력이나 컨설팅을 수행하는 MSP가 모두 한국기업들이고, 실제 프로젝트를 진행했을 때 글로벌 기업으로 가는 것은 10~15% 정도이며, 이 또한 대부분 한국 지사의 직원들을 위해 사용된다. 글로벌 기업들이 운영하는 CSP에 그 지역에 있는 전산 자원과 인력들을 사용하기 때문에 Gaia-X 기반으로 CSP간 상호 운용성과 분권형 생태계만 구축된다면 권장할 일이다.

독일 연방경제기후부(BMWK)는 자동차의 미래 경쟁력과 글로벌 시장을 선도하기 위해 Gaia-X 내 Catena-X Automotive Network 프로젝트를 만들어 많은 자금을 지원하고 있다. 이는 96개 회원사가 등록해 2021년 8월부터 2024년 7월까지 BMW의 Oliver Ganser가 리딩하고 있다. Catena-X의 핵심 사업 내용은 수만 개의 부품을 생산해 완성 차량을 만들고 모든 물류까지 포함하는 탄소 배출량을 추적하는 Car-bon Footprint를 수행한다. Catena-X 플랫폼에 들어 온 기업들은 자동차를 생산할 때 제품별 탄소 배출량을 실시간으로 계산해 제공하고, 기업 간 이송되는 모든 물류 상에서 발생하는 탄소량을 정확하게 계산해 자동차 1대를 생산하는데 탄소 배출량을 줄이기 위한 것이다. 이 플랫폼에서 자동차 1대당 탄소 배출량이 10,000톤이라면, 유럽 내에서 생산되는 차량은 10,000톤 이내로 플랫폼에서 생산할 수 있지만 다른 나라에서 생산된 자동차를 유럽 시장으로 수출하기 위해서는 자동차의 Carbon Footprint를 증거로 제시해 인정받아야 탄소세를 감면받을 수 있다. 그렇지 않으면 15,000 톤으로 계산됐을 때 5,000톤에 대한 탄소세를 지불하고 수출하게 되면 그 기업은 유럽 시장에 차를 판매할 수 없게 된다.

따라서 우리나라 자동차사 등 장비를 제작해 판매하는 기업들도 동참해 함께 노력하지 않으면 어렵게 된다. 지금은 모든 회의를 독일어로 수행하기 때문에 다른 언어권에 있는 회사나 사람들이 참여할 수 없지만, 독일에 지사를 둔 기업은 독일어로 참여할 수 있다.

국제 협력기반의 미래 제조업을 이끌어 가는 정책 제언

우크라이나 전쟁, 인플레이션 압력, 코로나19, 미·중 갈등 등 굵직한 이벤트들은 글로벌 공급망을 변화시키고, 그동안 비교적 인건비가 낮은 국가에 공급처를 두는 Off-Shoring 시대가 저물고, 본국으로 공장을 되돌아오게 하는 Reshoring에 이어, 가까운 국가에서 물품을 조달하는 Near-shoring, 동맹국에 공장을 짓는 Friend-shoring 같은 새로운 용어들이 등장하면서 국제 사회의 질서는 변화되고 있다. 그동안 대량으로 값싸게 조달받는 것에서 다소 비싸더라도 안정적으로 납품받는 것으로 공급의 무게축이 옮겨가고 있다.

박테리아 사건으로 미국 애보트 분유 공장이 폐쇄되자 미국 식품의약국(FDA)은 약 130만통에 달하는 유아용 제조 분유를 7월부터 멕시코에서 수입하기로 결정했다. 미국의 턱밑인 멕시코에 투자하는 곳은 비단 미국뿐만이 아니다. 베이징자동차, 디디추싱, ZTE, 화웨이, 샤오미, 하이센스 같은 중국 기업은 2020년에만 140억 달러(약 18조원)를 멕시코에 투자한 것으로 나타났다. 미·중 갈등으로 미국이 중국산에 막대한 관세를 부과하자, 중국 기업들이 북미자유무역협정(NAFTA) 국가로 우회하는 진풍경이 펼쳐졌다.

독일은 앞으로 CPS 기반의 자율생산공장을 만들어 소비가 많은 국가에 독일에서 직접 투자해 공장을 지어 공급하는 전략으로 추진하고 있다. 새로운 기술이 융합된 자율생산 플랜트를 수출하는 순간 복제돼, 경쟁력을 가질 수 없다는 경험을 기반으로 아무도 복제할 수 없는 Black Box화된 기술로 공장을 만들어 세계 곳곳에 운영한다는 전략이다.

이러한 가치사슬 변화는 곧 국가 간 흥망의 변화로도 이어질 것임이 분명하다. 한국무역협회 국제무역 통상연구원은 투자할 때 용지를 직접 매입해 사업장을 짓는, 이른바 그린필드(Green field) 외국인직접투자(FDI)를 살펴보면 대만, 말레이시아, 인도네시아, 멕시코, 프랑스, 이탈리아가 수혜를 볼 것이라고 진단했다. 수출에서 중간재 비중이 큰 한국은 최종재 공장이 어디에 자리 잡고 있느냐에 따라 전략을 달리할 수밖에 없다. 공급망 재편은 중국 의존도를 낮출 기회이면서도 기업이 어려움을 겪을 수 있는 위기이다. 어느 때보다 변화에 발빠른 대응이 필요한 순간이다.

스마트 제조혁신도 이제 우리만이 잘돼 제품을 개발해 수출할 수 있는 것이 아니라 국가간 가치사슬 변화에 대응해 독일 등 국가간 협업해 새로운 국제 표준에 부합하는 AAS, Gaia-X 등 기술을 최대한 수용해, Carbon Footprint 등 새로운 먹거리를 개발하는 정책이 필요하다. 대기업 또한 혼자 하려 하지 말고, 관련 기업들과 협업해 공동 대응하는 모습으로 발전해야 한다. 아직 임직원들은 앞으로 변화될 상황에 매우 보수적이고, 현재 내 임기 동안 잘 되기를 바라는 마음으로 미래 대응하는 인재를 보유한 기업이 많지 않다는 것이 근본 문제이다. AAS, Gaia-X도 중소벤처기업부에서 스타트업이나 중소기업을 상대로 하는 것에 한계가 있다.

과기부, 산업부가 함께 국가적으로 대응하지 않으면 반드시 낙오될 것이다. 부처 간의 조율과 협업하는 자세가 중요하고, 앞으로 기재부에서는 새로운 국제질서에 필요한 기술에 대응하는 범부처의 전문가를 선발해 민간기업들과 함께 추진할 민관합동 추진단을 만들어 돈이 되는 사업을 하도록 해야 한다. 정부가 초기 자금을 지원하면서 민간이 스스로 참여해 돈을 만드는 사업을 수행하도록 하는 자생적 생태계를 구축하기를 바란다.

[이건오 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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