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이동호의 미래세상 엿보기 - 4차 산업혁명시대에 스마트 공장이 대세다
위클리홍콩  2018/10/31, 11:36:57   
이동호 위클리홍콩 명예기자
4차 산업혁명시대에 스마트 공장이 대세다
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제조업이 흥하는 길은 공장을 어떻게 스마트화 하느냐이다.

요즈음 '스마트(smart)'라는 단어가 안들어가면 이야기가 안되는 세상이 되어버렸다. 그 중에 스마트폰이 대표적이다. 우리 생활에 스마트폰을 떼어낼 수 없듯이 스마트 공장, 스마트 팜, 스마트 도시 등 4차 산업혁명의 핵심 거점으로 자리잡아 가고 있다. 4차 산업혁명 시대에 제조업들은 경제 성장 동력에서 후발 업종으로 밀리면서 특히 3D 업종들은 생존의 기로에서 있다. 인간의 의식주 생활에서 아무리 세상이 최첨단이 되어 간다해도 옷을 안입고는, 음식물을 먹지 않고는, 잠잘 곳 없는 데서는 살아갈 수가 없다. 입고 먹고 자는 데 필요한 물자들을 만드는 공장이 비록 3D 공장이라도 없다면 사람이 생존할 수가 없다. 이러한 시대에 살면서 어느 제조업 공장이라도 스마트 공장을 만들어 가지 않으면 자연 도태됨은 불을 보듯 뻔하다. 이런 변신을 시도하기 위해서 산업혁명 변천사를 살펴보면 그 당위성을 알 수 있다.

세계 산업혁명 변천사

1차 산업혁명 이전의 세상은 영국에서 일찍이 봉건제도가 해체되고, 자유농민들을 중심으로 농촌모직공업, 17세기 상업을 기반으로 하는 중상주의(重商主义)와 석탄산업을 중심으로 하는 초기산업혁명시대였다. 18세기 들어서 J.와트가 증기기관을 발명하면서 수력·풍력·축력(畜力)·인력 등 농업사회의 기본적인 동력을 능가하는 것으로서 동력(動力)혁명을 가져왔다.18세기 후반(1784년)에 시작된 기계의 발명과 기술의 혁신에 의해 야기된 산업상의 큰 변화와 이에 따른 사회·경제적 변화, 특히 영국을 중심으로 일어난 1차 산업혁명은 석탄과 철을 주원료로 삼고 면직물 공업과 제철 공업 분야의 혁신을 핵심적 과제로 일어난 것이 산업혁명의 시작이라고 볼 수 있다. 영국에서 일어난 산업혁명은 유럽제국, 미국, 러시아 등으로 확대 되었으며, 20세기 후반에 이르러 동남아시아와 아프리카 및 라틴아메리카로 확산 되었다. 이런 의미에서 산업혁명을 광의로 해석하여 농경중심사회에서 공업사회로의 이행이라고 보는 한 산업혁명은 인류 역사에서 아직도 끝나지 않았다고 할 수 있다. 제2차 산업혁명의 일반적 년대는 1865년부터 1900년까지로 정의된다. 1870년대 전기를 이용한 대량생산이 본격화된 제2차 산업혁명의 가장 대표적인 발명품은 '전기발명'이다. 이 기간에는 영국 외에도 독일, 프랑스, 미국의 공업생산력이 올라왔기 때문에 이 시대에는 화학, 전기,석유 및 철강분야에서 기술 혁신이 진행되었다. 특히 이 시대는 전기를 발명한 미국의 에디슨(1847~1931)의 존재가 2차 산업혁명을 미국이 주도하는 시대로 만들어 갔다. 소비재를 대량 생산하는 구조적 측면의 발전도 있었고, 식료품 및 음료, 의류등의 제조 기계와 더불어 가공·운송 수단의 혁신, 심지어 오락 분야에서도 영화, 라디오와, 축음기가 개발되어 대중의 요구에 부응했을 뿐만 아니라 고용의 측면에서도 크게 기여했다. 그러나 2차 산업혁명의 생산확대는 오래 머무렀던 대불황(1873년~1896)을 겪기도 했다. 그러나 자동차 공업의 발달과 함께 대량 생산 시대에 접어들어 2차 산업혁명시대의 전성기를 누리게 된다. 1969년 인터넷이 이끈 컴퓨터 정보화 및 자동화 생산시스템이 주도한 '제3차 산업혁명'이 시작된다. 커뮤니케이션 기술(인터넷 기술)의 발달과 새로운 에너지 체계(재생에너지)의 결합이 수평적 권력을 기반으로 삼는 3차 산업혁명을 이끌게 된다. 3차 산업혁명의 특징은 재생에너지가 모든 사람들이 함께 누릴 수 있는 자원이며, 인터넷은 수많은 사람을 수평적으로 연결하기 때문에 소유를 중심으로 한 수직적 권력구조를 공유를 중심으로 한 수평적 권력구조로 재편하고 있다. 21세기에 접어들어 미국 실리콘벨리를 중심으로 시작된 제4차 산업혁명은 로봇이나 인공지능(AI)을 통해 실재와 가상이 통합돼 사물을 자동적, 지능적으로 제어할 수 있는 가상 물리 시스템의 구축이 기대되는 산업상의 변화를 가져온다. 요약하면 인공지능, 로봇기술, 생명과학이 주도하는 차세대 산업혁명이다.우리는 3차와 4차 산업혁명이 혼재된 '스마트' 시대에 살고 있다. 이 시점에서의 생존법칙은 시대의 조류를 따라 '스마트'화의 공장을 만들어 가지 못하면 도태될 운명에 처하게 될 것이다. '스마트화'라 함은 공장 자동화와 디지털화로 변혁해 가는 것이다. 어떻게 변화되어 가고 있는지 독일 4차 산업혁명 현장을 가보자.

스마트공장 박람회 '하노버 메세'

스마트공장 분야 세계 최대 산업박람회인 '독일 하노버 메세 2018' 현장. 여기에 들어서면 제일 먼저 눈에 들어오는 독일 스마트공장 솔루션 기업 페스토(FESTO)가 공개한 작업용 로봇 '코봇'이 보인다. 코봇의 겉모습은 일반 공장 조립라인의 로봇팔처럼 생겼다. 하지만 팔 윗부분에 시각 센서가 부착돼 함께 작업하는 사람의 키와 동선을 살펴 스스로 높낮이를 조절하며 작업한다. 코봇은 음성명령도 습득했다. 볼팅, 드릴링, 레이저 커팅과 같은 작업지시까지 알아듣고 척척 수행한다. 또 멀리 떨어져 있는 작업자가 고글을 쓰면 공장에 있는 로봇의 '시각 센서'를 통해 작업 과정을 보면서 라인을 통제할 수도 있다. 페스토는 연매출 약 30억유로(약 4조원)에 달한다. 페스토는 코봇 외에도 다리가 6개 달린 거미 로봇(흴봇)과 박쥐 로봇도 시연했다. 스마트공장 솔루션 업체지만 매년 하노버에서 물고기, 잠자리, 해파리와 같은 동물 로봇을 선보이고 있다. 이는 전시회에서 흥미 유발을 위해 만들어 전시하지만 제작과정에서 습득한 기술을 공장 자동화 로봇에 적용하기 위해서라고 설명한다.

스웨덴의 자동화 전문기업 ABB 전시 내용

ABB는 발전·변전·배전기와 관련된 특화된 사물인터넷(IoT) 기술을 소개했다. 부스에 설치된 모니터에는 전 세계 주요 기업에서 가동하고 있는 ABB 발전설비 5000여 개의 상태를 실시간으로 보여줬다. 설비마다 부착된 센서를 통해 발전설비(모터 등)의 진동·온도 상태 등을 알 수 있었다. 이를 레드(위험), 옐로(보통), 그린(안전)으로 시각화해 고장 가능성을 미리  판단하고 조치를 취할 수 있다. 다른 모니터에는 전 세계 바다를 누비는 대형 선박 1100여 개에 설치된 발전설비에 대한 데이터도 보여주고 있다. ABB는 발전설비의 연료·작동 등 내부 상태와 날씨 등 외부 요인을 종합 분석해 에너지를 최대한 절감하면서 최적의 항로로 운항할 수 있는 방안을 실시간으로 제공하고 있었다. 여기서 이와 비슷한 기술을 활용하면 해외 여러 공장을 운영하는 기업은 어느 한 공장에서 화재 등 비상 상황이 발생해도 본사가 실시간으로 상황을 파악해 해결책을 제시할 수 있다. 전 세계 공장을 한 공장처럼 통합해 운영할 수 있는 것이다. 최근 스마트공장 플랫폼 사업을 내세워 우리나라에 진출한 지멘스도 '디지털 트윈(Digital Twin)'에 대한 앞선 기술을 선보였다. 디지털 트윈은 자동차나 스마트폰 등 시제품을 만들기 전에 가상공간에서 시제품을 만들어 예상 가능한 모든 문제점을 테스트하는 것이다. 신제품 개발에 소요되는 시간과 비용을 획기적으로 단축할 수 있는 기술이다.

맺는말(结语)

올해 4월23일부터 열린 하노버 메세는 스마트공장 최신 기술을 직접 보기 위해 전 세계 700여 개 기업이 참가하고 기업인 20만명이 몰렸다. 이번 전시회에서 우리나라 참관자들 대부분이 "공장 디지털 발전 속도를 보니 무섭다"고 하면서 "인건비 증가로 국내 중소기업이 힘들지만, 공장 디지털화를 통해 위기를 기회로 바꿀 수 있겠다"고 토로 했다고 한다. 공장 디지털화는 국내 중소기업들이 독일 등 앞선 경쟁기업을 따라 잡을 수 있는 가장 빠른 방법이 될 수 있다. 오늘 1980년대 초 필리핀으로 진출해 자신의 공장을 지속 발전이 가능한 종합 콘설팅을 받은대로 실천하여 의지의 한국인으로 훌륭히 정착시켜 성공한 옥타 전 상집위원이셨던 필리핀 이원주 회장님 공장을 방문할 기회를 가졌다. 성공한 기업인으로 인정받는 대가는 바로 고객들이 신뢰와 믿음으로 보답해주기 때문이다. 스마트 공장만이 제조업의 살 길임을 확인할 것이다.

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