[인더스트리뉴스 이주야 기자] 4차 산업혁명 시대의 중심에서 산업용 사물인터넷(Industrial IoT, IIoT)의 꽃이라 불리는 ‘디지털 트윈(Digital Twin)’이 다양한 제조공정에 활용되며 스마트팩토리를 가시화하고 있다.

가상의 공장에서 테스트하며 비용과 시간을 절약하고 최상의 공장을 구현할 수 있는 디지털 트윈 솔루션이 모든 생산 공정에 적용되면 생산 합리화와 원가절감도 가능해진다. 이러한 디지털 트윈의 화려한 활약상의 산물인 ‘스마트 머신(Smart Machines)’은 설정된 동작만을 반복적으로 수행하는 생산라인의 기계와 달리 학습을 통한 맞춤공정이 가능하다. 센서를 이용해 실시간으로 주변정보를 감지해 학습능력을 높이고 스스로 맞춤형 제조 과정을 설정한다. 이에 따라 최적화된 생산라인을 구축, 효율성을 강화할 수 있다.

스마트 머신을 이용하면 실시간 장비의 운영 정보를 통해 빠른 의사 결정과 생산성 향상이 가능해진다. 특히 스마트 머신은 OT(Operation Technology)와 IT(Information Technology)의 연결로 인해 더 스마트해진 장비 운영과 보전을 진행할 수 있다. 이를 통해 OT와 IT 레벨의 프로세스와 사람, 그리고 기술이 연결되는 것이 스마트팩토리, 즉 제조업의 디지털라이제이션(Digitalization)이 구현되는 것이다.

지멘스의 디지털 엔터프라이즈 팀을 이끌고 있는 최유순 부장은 “스마트팩토리는 유럽에서 인더스트리4.0을 주창하면서 나온 개념이다. 진정한 의미의 스마트팩토리를 구현하기 위해서는 수직적, 수평적, 엔지니어적인 통합이 선행되어야 한다”며 말문을 열었다.

최유순 부장은 “전통적인 하드웨어 오토메이션 솔루션의 강자인 지멘스는 이 세 가지 요건을 충족하기 위해서 오랜 기간에 걸쳐 많은 자원을 투자해 진정한 의미의 스마트팩토리 솔루션을 준비해왔다. 또한 앞으로의 트렌드는 클라우드 기반의 플랫폼을 갖춰야 한다는 것이다. 지멘스는 자체 기술개발과 인수합병을 통해 기술적이면서 기능적인 통합 솔루션이 준비된 유일한 기업이다”고 소개했다.

스마트팩토리는 광범위한 개념이다. 인더스트리별, 세그먼트별로 다 공장자동화 수준이 다르기 때문에 지멘스는 컨설팅 서비스를 통해 스마트팩토리 로드맵을 제시하고 있다.

최 부장은 “일반적으로 제조업이라고 하면 제품을 생산하는 제조기업만 알고 있지만 그 제조기업의 생산라인에 장비를 제작해 공급하는 제조장비 제작기업도 상당히 많다. 하지만 장비 제작기업을 지원해주는 정부 지원정책이 다양하지는 않은 실정이다”고 지적하며, “스마트팩토리는 장비제작기업이 디지털 트윈을 통해 디지털라이제이션 되는 것이다. 결국은 스마트 머신이 제조생산라인에 들어가야 스마트라인이 되고 스마트공장이 되는 것이다”고 설명했다.

지멘스는 이러한 장비제작기업을 지원해주는 디지털 트윈을 제안하기도 하고 실제 제조기업 생산공장의 스마트팩토리 솔루션을 지원하는 등 맞춤형 솔루션 컨설팅 서비스 제공에 공을 들이고 있다. 지멘스의 통합 솔루션인 디지털 엔터프라이즈는 중소 장비제작기업에게 디지털 트윈을 활용한 범용의 상용화 장비제작 노하우를 제시하는 것이다.

사실 국내 반도체나 자동차 분야의 자동화 수준이나 스마트팩토리 수준은 상당히 높은 편이다. 반면 식음료 분야는 아직 수작업에 의존하는 공정이 의외로 많은 편이다. 각 인더스트리, 세그먼트에 맞는 스마트팩토리가 필요한 이유가 여기에 있다.

최근 지멘스는 자사의 주요 산업분야인 반도체, 자동차, 화학에 이어 식음료·제약을 추가했다. 식음료 제조장비를 만드는 기업이 그 대상이다. 식음료 생산공장의 간이 생산라인 장비를 만드는 업체들이 고객맞춤형 제품을 만드는 생산라인도 디지털 트윈 콘셉트로 만들고 있기 때문이다.

지멘스의 디지털 트윈은 제품·생산·운영, 이 세 가지 디지털 트윈 데이터를 가지고 있어야 스마트팩토리로 본다. 먼저 ‘제품’에 대한 디지털 트윈 데이터는 만들고자 하는 제품에 대한 데이터를 가지고 있는 PC에서 그 제품에 대해 디자인하고 시뮬레이션 할 수 있어야 한다. 이어 ‘생산’에 대한 디지털 트윈 데이터는 만들고자 하는 제품에 대한 콘셉트가 갖춰졌으면 이를 직접 만들기 위한 생산라인을 구성해야 한다. 마지막으로 ‘운영’에 대한 디지털 트윈 데이터는 공장을 운영하면서 발생하는 데이터들을 모아서 품질향상 및 프로세스 개선에 활용할 수 있어야 한다.

지멘스는 국내 제조업3.0 정책이 본격화된 지난 3년간 주로 대기업을 위주로 스마트팩토리 솔루션 구축을 제안해 좋은 반응을 얻고 있다. 이에 힘입어 내년부터는 중견기업과 장비제작기업을 중심으로 디지털 엔터프라이즈 솔루션을 제안할 계획이다.

이에 대해 최유순 부장은 “이제는 디지털 트윈 솔루션으로 기술향상을 쉽게 할 수 있는 기술장벽이 사라진 시대다. 그런데 국내 기업들은 투자를 안 하고 있다. 우리가 후발주자라고 생각했던 중국, 베트남, 인도의 장비 제작기업들이 오픈된 디지털 트윈 솔루션으로 기술향상을 하고 있다. 이런 기업이 시장에 나서고 있어 국내 기업들의 노력이 필요하다. 이번 기회를 통해 최소한의 시장 유지에 머물거나 경쟁력을 잃어가고 있는 것 같아 안타깝다”고 토로했다.

최 부장은 “국내 대기업의 생산라인에는 최신 장비가 잘 갖춰져 있다. 그럼에도 불구하고 스마트팩토리라고 하지 않는 이유는 장비들의 유기적인 통합이 안 되어 있기 때문이다. 방대한 제조라인의 수정이나 변경 없이 그때그때 최신 솔루션을 로드맵 없이 주먹구구식으로 도입한 탓이다”고 지적하며, “상대적으로 중견기업이나 장비제작기업들은 대기업에 비해 빠르고 유연하게 의사결정이 가능해 생산라인을 쉽게 바꿀 수 있고 새로운 기술 도입도 가능하다”고 설명했다.

따라서 “이미 국내 대기업이나 글로벌 기업들은 디지털트윈 솔루션으로 설계한 장비를 납품해달라고 요구하는 추세다”면서, “지멘스는 제조업에 필요한 장비를 제작하는 기업들의 디지털라이제이션을 도와 국내 기업들이 해외 경쟁력을 확보할 수 있도록 컨설팅 서비스를 진행하고 있다”고 밝혔다.

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