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한국전자통신연구원 IoT연구개발본부, 국내 최초 FaaS 스마트팩토리 1호기 구축ㆍ운영
김 현 본부장, “스마트팩토리의 도입목적은 스마트하고 혁신적인 제품 개발이 전제돼야 한다”

[인더스트리뉴스 이상열 기자] “스마트팩토리는 Industrial IoT를 통해 기존의 설비와 연결되어야 하고 다품종 소량생산, 개인화 등으로 Flexibility가 매우 중요해지고 있다.” 

무선 네트워크 개발로 제조산업과 IoT의 만남을 통해 초연결사회의 구현을 앞당기는데 노력하고 있는 한국전자통신연구소의 김 현 IoT연구개발본부장은 스마트팩토리에 대해 이렇게 설명했다. 최근 “스마트팩토리의 트렌드화에 힘입어 기존의 IT 영역이 빅데이터와의 융합 등으로 확대되면서 새로운 기회를 맞이하고 있다”면서 센서에서 출발한 IoT가 최근에는 Industrial IoT로 확대되면서 새로운 기회가 열리고 있는 셈이다.

김 본부장은 스마트팩토리의 핵심인 생산기술의 발전을 ICT 관점에서 보면 크게 “IoT 디바이스, IoT 네트워크, IoT 플랫폼, IoT 서비스 등으로 분류할 수 있다”면서, “앞으로는 IoT 디바이스 못지 않게 IoT 무선 주파수 대역 개발이 고부가가치를 창출할 것”으로 전망했다.

그 이유는 스마트팩토리의 화두는 단연 다품종 소량생산과 개인화, Flexibility이기 때문인데, 앞으로는 대량생산 자체가 없어지기 때문에 컨베이어 벨트도 없어질 것이고 로봇이 종횡무진 활약하기 때문에 무선 네트워크 시대가 될 수 밖에 없다”고 전망하고 있기 때문이다. 따라서 스마트팩토리의 도입목적은 “스마트한 제품 개발이 전제되어야 하고, 보다 새롭고 혁신적인 제품을 개발하고 혁신적인 서비스를 제공하기 위한 인프라를 얼마나 빨리 만들 것인가에 대한 고민도 이어져야 한다”고 강조했다.

제조공장은 혁신적인 제품과 서비스를 만들기 위해 존재하는 만큼 새로운 성장동력을 얻기 위해서는 제조업 스타트업 기업의 기술지원이 필요하다고 말하는 한국전자통신연구원 IoT연구개발본부 김 현 본부장 [사진=인더스트리뉴스]

새로운 성장동력 발굴을 위해 제조업 스타트업 기업에 대한 지원 필요

제조공장은 혁신적인 제품과 서비스를 만들기 위해 존재하는 만큼 앞으로 새로운 성장동력을 창출하기 위해서는 무엇보다도 제조업 스타트업 기업의 기술지원과 육성에도 관심을 기울여야 한다. 제조업 스타트업 기업들은 대개 제품을 대량생산하기까지 4단계를 거치게 된다.

첫 단계는 아이디어를 가지고 시제품을 만드는 단계이며, 그 다음은 저렴하면서도 제대로 된 완제품을 만드는 단계이며, 세번째 단계는 자금 여력의 범위 내에서 초도 생산을 하며, 마지막 네번째 단계는 대량생산을 하는 단계이다.

대부분의 스타트업 제조기업들은 대량생산의 단계까지는 이르지 못하고 중간에서 도태되는 경우가 있는데, 이들 스타트업 기업들을 지원하기 위해 한국전자통신연구원은 국내 최초로 직접 개발한 기술을 접목해서 직접 생산하는 스마트공장(FaaS : Factory as a Service)을 운영해오고 있다. 일명, 개방형 제조 서비스(FaaS)라고 불려지는 이 스마트공장은 개인 맞춤 생산을 지원하는 IoT 기반 스마트팩토리를 개인 또는 기업에게 서비스의 형태로 제공해주고 있다.

우리나라의 경우, 스타트업 기업들이 시제품을 만드는 단계까지는 지원이 잘 되지만 초도생산이나 대량생산까지 이어지기까지 지원체계가 미흡한 것이 사실이다. 따라서 스마트팩토리 산업이 보다 장기적인 관점에서 산업육성과 고용창출이라는 두마리 토끼를 잡기 위해서는 스타트업 기업지원은 물론 공급산업에 대한 체계적인 지원이 절실하다는 것이 그의 생각이다.

다음은 한국전자통신연구소 IoT연구개발본부의 김현 본부장과 스마트팩토리 손지연 책임연구원과의 인터뷰를 통해 IoT스마트팩토리 산업의 핵심인 ICT 기반 연구개발 성과와 국내 최초로 연구기관에서 운영하고 있는 스마트공장에 대해 알아보았다.

Q. 먼저 스마트팩토리의 핵심기술인 한국전자통신연구원(ETRI) IoT 연구개발본부의 연구개발 과제에 대해 소개해달라.

ETRI는 ICT를 통해 4차 산업혁명을 선도할 수 있는 핵심 기반이 되는 초연결, 초지능, 초실감 및 국가 지능화 기술 분야를 중점적으로 연구 수행하고 있다. 특히, “Beyond Connectivity”라는 비전 하에 사물의 지능화와 사물의 연결을 통해 만들어지는 공간의 지능화를 통해 사람과 사물들이 함께 하는 세상(Human-Things Symbiosis)을 만들어 나가는데 기여하고 있다.

IoT연구본부는 IoT와 AI를 융합하는 차세대 IoT 기술을 선도하고 이를 위해 차세대 IoT의 핵심 원천기술을 확보하고, 개방형 인프라를 구축해서 신산업을 창출하기 위해 노력하고 있다. 주요 연구개발 분야는 IoT 플랫폼, IoT 네트워크 및 IoT 디바이스를 포함하는 IoT 공통기반기술과 산업, 공공, 생활 분야에서의 IoT 융복합 기술 등이다.

한국전자통신연구원(ETRI) 융합기술생산센터에 구축되어 있는 FaaS 스마트팩토리 1호기에 대해 소개하고 있는 김 현 IoT연구개발본부장(사진 오른쪽)과 손지연 책임연구원 [사진=인더스트리뉴스]

Q. 스마트팩토리와 관련한 IoT연구개발본부의 연구성과와 기술협력 사례에 대해 소개해달라.

기존의 제조기술을 선진화시키기 위해 필요한 첨단 ICT융합기술을 개발하고 있는 ETRI의 IoT연구본부는 제조의 서비스화를 통한 새로운 산업의 생태계 구축 역시 중요하게 인식하고 관련 연구개발을 수행 중에 있다. 그 중에서 특히 스마트센서, 산업용 무선통신 기술, 산업용 IoT 플랫폼, 실시간 데이터 분석ㆍ예측 등과 같은 ICT 융합기술개발과 이들 기술을 적용한 스마트팩토리 테스트베드도 운용 중에 있다.

이 테스트베드는 고객이 요구하는 맞춤형의 다양한 제품을 소량이라도 효율적으로 생산할 수 있는 IoT 기반의 개인화 제조 스마트팩토리로서 클라우드와 연계해 제조를 서비스 형태로 제공하고 있다. 현재는 대전 ETRI를 포함해 전국 4개 지역에 실증 테스트베드가 구축되어 있으며, 개방형 제조 서비스(Faas : Factory as a Service) 형태로 운용 중이다. 산ㆍ학ㆍ연이 협력해 R&D 기술개발뿐 아니라, 창업기업 및 중소기업의 시제품 생산지원, 대학(원) 교육 등과 같이 다양한 목적으로 활용되고 있다. 아울러, 독일을 비롯한 영국, 스페인 등과 스마트팩토리 분야 국제공동연구를 통해 글로벌 기술교류 및 협력 네트워크를 강화해나가고 있다.

Q. 스마트팩토리를 구현할 경우, IoT가 핵심 기술이다. 그 이유와 스마트팩토리 산업에서 IoT가 미치는 영향에 대해 한 마디 한다면?

스마트팩토리 구축의 확대 과정에서 IoT가 중요한 이유는 기존에 PLC, MES, ERP 등의 수직 계층화된 구조에서 벗어나, 각 계층의 공장 자원들이 수평적 구조로 연결되도록 하는 기반 기술이기 때문이다. 이는 제조현장의 각종 장비나 설비 등과 같은 물리적 자원들이 가상 공간에서의 다양한 논리적 자원들과 결합하면서 제조산업에서의 다양한 가치창출이 가능해짐을 의미한다.

이 과정에서 IoT는 공장 내 설비와 자원들을 연결하고, 이로부터 수집된 데이터를 실시간으로 분석해 공장현황을 실시간으로 파악할 수 있게 하고, 품질 문제의 원인을 파악하고 대처할 수 있게 해주며, 사전예측을 통해 설비를 관리할 수 있게 해준다. 나아가서는 디지털 트윈을 통해 설계된 제품 자체뿐만 아니라 이를 제조하는 생산현장까지, 물리세계를 가상세계와 하나로 연결함으로써 기존의 방법으로는 불가능했던 근본적인 설계와 제조공정에도 변화를 초래하게 된다. 이 같은 방식으로 선진국들은 지금 제조업에 ICT를 융합해 제조업과 관련 생태계 전반을 지능화ㆍ스마트화 방향으로 제조혁신을 하고 있다.

Q. 스마트팩토리 구축에 있어 향후 기술개발 방향에 대한 의견이 있다면 무엇인가?

스마트팩토리에 있어 가장 중요한 핵심 ICT기술로는 IoT를 비롯해서 스마트센서, 저지연 고신뢰 무선통신, AI기반 자율제조, 물리-가상세계를 연결한 CPPS(Cyber-Physical Production System), 산업정보보안 등의 기술 등이다. 또한 이 같은 제조 가치사슬을 연결하고 확대하기 위한 제조서비스 플랫폼 또한 매우 중요하다.

과거에는 제조업의 가치사슬에서 제품 제조와 조립과정에서 높은 부가가치를 창출했지만 제조와 서비스의 경계가 무너지면서 이제는 제품 기획, 브랜드 구축, 디자인, 유통, 마케팅, 판매서비스 등에서 부가가치가 높아지고 있다. 예를 들어, GE는 가전과 항공기 엔진을 만드는 전통적인 제조기업에서 인터넷 첨단 사업, 소프트웨어 사업 등의 서비스 기업으로 전환하면서, 제품에 서비스를 결합한 형태의 융합서비스를 비즈니스화하고 있다. GE가 생산하는 엔진이나 기계, 헬스케어 등과 같은 제품은 유지관리와 컨설팅, 금융 서비스 등과 같은 통합 솔루션도 제공하고 있다.

이제는 단순한 컴퓨터가 아닌 산업설비들이 인터넷으로 연결해서 기계와 기계, 기계와 사람, 기계와 비즈니스를 연결하는 산업 인터넷(Industrial Internet) 시대에서 제조와 서비스가 융합되고 제조업의 매출 중 상당 부분이 서비스 부문에서 발생하고 있는 것이다. 이처럼 제조업의 서비스화가 기업 경쟁력을 결정하는 시대로 변화하고 있지만, 아직까지 국내 기업들의 대응은 다소 미흡하다고 볼 수 있다. 제조와의 융합 서비스 분야는 제조에서 서비스까지 포함하는 복잡한 활동이기 때문에, 정부 차원에서 다양한 시도가 가능한 실험적 테스트베드 기능을 강화하고, 플랫폼 기반의 다양한 융합 모델을 발굴하기 위한 노력도 필요할 것 같다.

Q. 스마트팩토리를 도입할 계획인 중소 제조기업에 조언할 점이 있다면 무엇인가?

스마트팩토리는 MES, ERP와 같은 시스템이나 IT기술을 무작정 도입하기보다는 기업경쟁력 강화를 위해 필요로 하는 비즈니스 프로세스가 무엇인지를 먼저 파악하고, 그 목적에 맞게 구축되어야 한다고 생각한다. 또 도입하는 과정에서도 기존 솔루션들을 개별적으로 구축하기 보다는 솔루션들이 통합적으로 연계되어 동일 목표를 지향할 수 있도록 설계되어야 하는 것이 중요하다. 즉, 도입 이후의 운영과 사후 관리를 반드시 염두에 두고 접근해야 한다.

Q. 초연결 시대의 지능화를 통한 제조현장의 변화와 이에 대응하는 전략은 무엇이라고 생각하는가?

스마트팩토리는 단순히 공장을 고도화시켜 생산성을 높이는 것만을 의미하지 않는다. 스마트한 제품을 만들고 스마트한 서비스와 연결되어야 한다. 즉, 스마트팩토리는 나에게 딱 맞는 스마트 제품을 품질 좋게 값싸게 빨리 만들어냄은 물론 스마트 서비스가 부과되어 제품의 가치를 극대화하는 제품의 서비스화도 이뤄져야 한다. 개인맞춤 생산이 되면서, 노동력이 싼 대규모 공장에서 대량생산을 해서 미리 만들어 놓은 제품을 멀리 있는 고객에게 유통하는 것은 앞으로 의미가 없어지게 된다.

오히려 고객과의 근접성이 훨씬 더 중요해지기 때문에 소규모의 유연하고 민첩한 생산이 가능한 작은 공장에서 고객과의 근접성을 우선시하는 공급망 체계로 변화하게 될 것이다. 이 말은 지금의 글로벌 경제에 변화가 올 수 있다는 것을 의미하기 때문에 그에 따른 대응이 필요할 것으로 보인다.

[이상열 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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