4차 산업혁명의 핵심은 생산방식의 변화, 생산방식의 변화를 이끄는 동력 ‘스마트팩토리’

[인더스트리뉴스 방제일 기자] 4차 산업혁명 시대의 정의는 명확하지 않다. 그러나 4차 산업혁명은 분명 새로운 변화이며 거스를 수 없는 흐름이 됐다. 지난 2016년 1월, 다보스 포럼에서 ‘4차 산업혁명’이 주된 의제로 등장함에 따라 세계 각국의 정부와 언론을 통해 4차 산업혁명 관련 열풍이 확산되기 시작했다. 경제학적으로 ‘산업혁명’이란 표현은 인류의 생산성이 크게 향상되는 시점에 주로 사용됐다.

4차 산업혁명을 규정짓는 다양한 정의들이 나오고 있다. 하지만 4차 산업혁명의 핵심은 결국 생산방식의 변화이며 현 시점에서 생산방식의 변화를 대표할 수 있는 것이 바로 ‘스마트팩토리’라 할 수 있다. [사진=dreamstime]

1차 산업혁명 당시 증기기관이 발명돼 기계가 사람과 말의 노동력을 대체하며 생산성이 비약적으로 높아졌다. 그 이후 2~3차 산업혁명을 통해 연속적이고 점진적인 발전이 진행됐다.

4차 산업혁명의 초기 사례들과 수혜 분야 등을 분석해보면 독일, 미국 등 일부 국가의 기술력과 경쟁력이 높은 영역이어서 다분히 강대국의 의도가 엿보이기도 한다. 그럼에도 ICT 기술이 한 단계 진화함에 따라 산업 간의 융합이 활발해지고 경제학적 패러다임이 변하고 있다는 것은 부정할 수 없기에 이에 대한 대응이 필요성이 제기된다.

‘스마트팩토리’의 핵심은 CPS에 기반을 둔 유연한 생산 활동

4차 산업혁명을 규정짓는 다양한 정의들이 나오고 있다. 하지만 4차 산업혁명의 핵심은 결국 생산 방식의 변화이며 현 시점에서 생산방식의 변화를 대표할 수 있는 것이 바로 ‘스마트팩토리’라 할 수 있다. 현재 생산 활동은 IT가 자동화설비에 접목된 형태로 발전했다. 그러나 큰 틀에 살펴보자면 2차 산업혁명 시기에 도입된 자동화 공정 시스템이 여전히 유지되고 있는 상황이다. 자동화 공정에 최근 RFID와 무선통신 그리고 일부 로봇이 도입 등의 변화가 일어나고 있다.

그러나 4차 산업혁명 시대가 본격화될 때에는 사이버물리시스템의 도입을 통해 부품, 장비 간 형성된 긴밀한 네트워크가 구성될 전망이다. 이를 위해서는 현재 도입 초기에 있는 IoT 생태계가 먼저 구축돼야 한다.

또한 4차 산업혁명 시대가 본격화되면 2차, 3차 산업혁명의 상징인 컨베이어 시스템이 퇴장하고 IoT와 로봇이 조합된 모듈 형태의 생산이 등장할 것으로 전문가들은 예견하고 있다. 이런 스마트팩토리가 구축되면 카트, 기계, 로봇, 유틸리티, 부품 등이 상호간 정보교환을 통해 능동적인 이송과 제조를 수행하고 모든 공정 이력이 기록되며 데이터 분석을 통해 사고나 불량을 미리 예측할 수 있다. 또한 누적된 공정 데이터의 빅데이터 분석을 통해 공정 불량이나 이상 발생 신호를 사전에 감지할 수 있다.

아울러 스마트팩토리 환경 하에서는 컨베이어에 기초한 기존의 자동화 설비들은 상당부분 변경이 필요하며 제조 단계에 종사하던 숙련기능공 수요는 크게 감소해 통신, 보안, 데이터 관련 인력 수요 증가할 것으로 예상된다. 따라서 머지않은 미래에는 컨베이어를 대체할 AGV 및 자동화 모듈과 연관된 로봇, 자율주행차 등의 산업이 성장하고 공장의 친환경화, 에너지자급화 등을 위해 신재생에너지 분야도 유망할 전망이다.

스마트팩토리 환경 하에서는 컨베이어에 기초한 기존의 자동화 설비들은 상당부분 변경이 필요하며 제조 단계에 종사하던 숙련기능공 수요는 크게 감소해 통신, 보안, 데이터 관련 인력 수요가 증가할 것으로 예상된다. [사진=dreamstime]

스마트팩토리 내 물류는 AGV 및 드론, 자율주행차가 담당

스마트팩토리 내의 물품/제품 등 물류 이송이 보다 중요해질 것이다. 물류 이송은 크게 단거리와 중장거리로 구분할 수 있다. 동일한 구조물 내에서의 단거리 이동은 제품을 탑재한 AGV를 비롯한 로봇이 담당할 전망이다. 현재도 반도체, 디스플레이 FAB 내의 웨이퍼 이송은 자동이송장치와 로봇이 담당하고 있다.

그러나 공장(단지) 내의 건물과 건물 사이, 혹은 다른 지역으로 이송할 경우 자율주행차나 드론이 주된 운송수단이 될 것으로 예상되며 특수 환경에서는 무인 트램도 가능하다. 이 때 IoT 칩이 탑재된 모든 부품/제품 등의 이동경로를 실시간 파악이 가능해질 것으로 예상된다.

한편 스마트팩토리란 용어 자체의 개념이 매우 광범위하기 때문에 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이로 인해 현재 스마트팩토리 구축에 있어 산업계의 이견이 엇갈리기도 한다. 이 점에 대해 하나금융경영연구소의 이주완 연구위원은 “스마트팩토리는 제조업에 ICT가 융합된 4차 산업혁명의 아이콘과 같은 존재이며 연속공정 대신 모듈공정이 도입되고 IoT, CPS, AI, 빅데이터등의 활용을 통해 맞춤형 유연 생산이 가능한 공정을 의미한다”고 말했다.

이어 그는 “국내에서는 정부의 주도하에 중소·중견기업을 대상으로 스마트팩토리 전환을 서두르고 있으나 스마트팩토리 관련 국내 기술 수준은 선진국에 크게 못 미치고 시장점유율도 낮은 형편이다”며, “현재와 같이 낮은 레벨의 스마트팩토리를 양산하기 보다는 핵심 기술을 확보해 자립도를 높이는 동시에 고도화 단계의 스마트팩토리 구축을 통해 노하우를 축적하는 것이 더 중요하다”고 강조했다.

[방제일 기자 (news@industrynew.co.kr)]

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