[인더스트리뉴스 최기창 기자] 4차 산업혁명이라는 거대한 패러다임 속에서 제조업의 ‘디지털 전환’은 이제 피할 수 없는 흐름이 됐다. 특히 그동안 제조업과 수출로 근간을 유지했던 한국은 저성장과 저금리, 저출산 등 이미 선진국형 산업 구조로 변화한 지 오래다. 이대로는 생존하기 쉽지 않다.

결국 유일한 탈출구는 ‘스마트팩토리’다. 이는 선택이 아닌 살기 위한 필수 도구라는 뜻이다. 여기에 2020년 상반기를 강타한 코로나19는 생존을 위해서는 ‘무조건 변해야 한다’는 신호를 보냈다.

정부 역시 디지털 전환의 중요성을 이미 파악하고 있다. 문재인 대통령 취임 이후 정부는 산업구조의 변화를 위한 다양한 정책을 실시 중이다. 대통령직속 4차산업혁명위원회를 필두로 산업통상자원부와 중소벤처기업부까지 과학기술정보통신부 등 각 부처가 혁신을 위해 머리를 모으고 있다. 코로나19로 경제가 위기에 빠졌다는 부정적인 전망 속에서도 정부가 4차 산업혁명과 디지털 전환을 위한 예산을 아끼지 않는 이유다.

실제로 최근 스마트제조 시스템을 도입한 뒤 매출과 고용이 증가했다는 보고가 잇따르고 있다. 공장 가동률과 1인당 생산량 역시 비약적으로 증가했으며, 생산 비효율성도 개선됐다는 연구 결과도 발표됐다. 결국 제조업의 경쟁력을 강화하기 위해서는 ‘데이터’를 기반으로 하는 스마트팩토리가 필수라는 의미로 해석된다.

스마트팩토리 보급, 중요성 커진 센서산업

이중 센서는 가장 중요한 제품군 중 하나다. 가장 밑단인 필드레벨에서 스마트팩토리의 기본인 데이터를 수집할 수 있기 때문이다.

그동안 센싱은 산업의 근간을 이루는 매우 중요한 기술로 평가됐다. 그러나 스마트공장에서의 센서는 기존 자동화 시절에 차지하던 위상과는 차원이 다르다는 것이 전문가들의 판단이다. ifm 권장호 부장은 “센서는 그동안 사용자의 의지를 반영해 발전한 분야”라며, “이미 몇 년 전부터 다양한 기술에 관한 요구가 커지고 있다”고 설명했다.

특히 공정 데이터를 수집한 뒤 이를 분석하는 모니터링 시스템이 주목을 받으면서 가장 아랫단에서 데이터를 모을 수 있는 장치인 센서에 관한 관심도 덩달아 커졌다. 로이체 이교복 기술영업이사는 “센서를 통해 생성한 데이터는 실질적인 자동화 작업 솔루션의 기초가 된다. 더불어 경고 출력, 상세한 상태 메시지, 진단 메시지 등을 통해 예지 보전을 할 수 있도록 도움을 주기도 한다”고 설명했다.

또한 “방대한 데이터는 고장 여부와 수명을 예측하는 데 큰 도움이 된다”며, “결국 산업 환경에서 데이터를 취득할 수 있는 가장 밑단에 존재하는 제품군이 센서”라고 강조했다.

셰플러코리아 김민건 매니저도 마찬가지였다. 그는 “과거의 센서는 단순 측정에 머물렀지만, 이제는 직접 신호처리를 하는 지능형 센서로 점점 발전하고 있다”며, “측정한 데이터를 해석하고 분석하는 능력까지 포함하고 있다”고 언급했다. 앞으로 센서산업의 발전에 집중해야 하는 이유다.

센서, IIoT를 만나다

스마트공장 속 센서는 다양한 형태로 존재한다. 그러나 이중 가장 큰 특징을 꼽으라면 단연 ‘연결성’이다. 이른바 IIoT(Industrial Internet of Things)다. 이는 센서에 무궁무진한 가능성을 열어줬다는 분석이다.

발루프 이호재 차장은 “기본적으로 제조 아키텍처는 피라미드 형태”라며, “스마트팩토리를 구현하기 위해서는 가장 먼저 필드 레벨의 데이터를 수집해야 한다. 산업용 사물인터넷(IIoT)을 바탕으로 연결성이 향상된 센서가 수집한 데이터는 네트워크를 통해 다양하게 활용될 수 있다. 이제 스마트팩토리의 관건은 센서에서 수집한 데이터의 분석과 활용”이라고 설명했다.

이제 센서는 과거의 단순한 기능에서 벗어나 ‘데이터를 생산하는 IoT기기’로 거듭났다는 분석이다. 단순히 데이터를 제공하는 형태가 아닌 양방향 통신을 활용해 데이터를 교환하는 제품에 관한 수요가 늘어났고, 결국 이에 대응하기 위한 센서산업의 경쟁도 심화하고 있다. 또한 아날로그 형태로 측정한 데이터를 디지털화한 뒤 이를 분석하는 기술도 요구된다. 결국 센서 공급기업 역시 변화의 중심에 놓여있는 셈이다.

ifm의 권 부장은 “이미 몇 년 전부터 바람이 일고 있는 IT와의 접목이 이제는 점차 현실로 다가오고 있다. 대중화 단계라는 뜻이다. 결국 센서업계에서도 이에 부응하기 위해 다양한 기술을 개발하고 있다”고 소개했다.

각 업체들은 속속 네트워크 기능을 강화한 제품을 시장에 선보이고 있다. 이들은 각자의 장점을 바탕으로 변화된 구조와 환경에 대응하고 있다.

발루프 이 차장은 “발루프는 이미 제품 수와 실제 설치 등의 측면에서 다른 기업들보다 우위를 점하고 있다. 현재 발루프 제품군의 90% 이상이 IO-Link를 지원한다”며, “IO-Link 컨소시엄이 발표한 공식 자료에 따르면, 전체 IO-Link 시장의 50%를 발루프가 점유하고 있다”고 강조했다.

이후 “발루프의 IO-Link 마스터는 상위 컨트롤러와 연결이 용이하도록 Profibus, Profinet, CC-Link, CC-Link IE, DeviceNet, EtherNet/IP 등 대부분의 이더넷과 필드버스를 지원한다”고 소개했다.

‘다기능’ 넘어 ‘토털 솔루션’으로 진화한다

IT와 만난 센서는 이후 더욱 복잡한 시장의 요구에 직면한 것으로 보인다. 다기능 센서가 출시된 이유다. 다기능 센서는 한 센서로 여러 데이터를 수집할 수 있다는 장점이 있다. 더불어 비용을 절약할 수 있고, 공간도 줄일 수 있다는 것이 특징이다. 전문가들은 앞으로 다기능 센서에 관한 수요가 늘어날 것이라고 입을 모았다. 이들은 다기능센서가 스마트팩토리를 구축하는 데 있어 필수 요소로 떠오를 것이라고 예상했다.

로이체의 이 이사는 “다품종 소량생산이라는 제조업 트렌드를 생각하면, 앞으로도 센서의 역할은 더욱 커질 것”이라며, “이를 원하는 니즈도 다양해질 것”이라고 예상했다. 이어 “만약 기존 제품을 그대로 사용하면, 센서를 덕지덕지 붙여야 하는 문제가 생긴다. 결국 다양한 기능을 갖춘 올인원 제품이 주목을 받을 것”이라고 내다봤다.

특히 발루프는 ‘BCM 상태 모니터링 센서’로 이 분야 공략에 나섰다. 발루프 이 차장은 “이번에 발루프가 출시한 BCM 상태 모니터링 센서는 하나의 컨포넌트로 진동과 온도, 상대 습도, 기압 등을 측정할 수 있고, 이력 관리도 할 수 있다. 해당 정보를 바탕으로 수명 관리도 가능하다”고 설명했다.

ifm 역시 SD시리즈로 수요기업들의 눈길을 끈다. ifm 관계자는 “ifm의 SD시리즈는 기본적으로 기체의 유량을 측정한다”면서도, “압력이나 온도 등 서로 다른 물리량도 측정할 수 있다. 이는 필요한 센서 수를 줄여 공간과 비용을 줄일 수 있다는 장점이 있다. 또한 상태를 종합적으로 모니터링할 수 있도록 돕는다”고 말했다.

이러한 움직임은 자연스레 모니터링 시스템이나 솔루션 구축으로 이어진다. 센서의 변화가 다기능을 넘어 솔루션 영역 확대에도 영향을 주는 것이다. 이는 상위 시스템과의 결합을 통해 더 많은 부가가치를 창출하기도 한다.

ifm 측은 “센서를 활용해 추세를 생성한 뒤 이를 사용자에게 제공해 자기진단에 도움이 될 수 있도록 하고 있다”며, “스마트한 하드웨어와 지능적인 소프트웨어를 융합한 IIoT기반의 토털 솔루션을 제공하게 됐다”고 했다.

발루프 관계자도 “기존의 센서는 단일 데이터를 취급한다. 그러나 이제 센서는 프로세스 데이터를 포함한 다양한 데이터를 복합적으로 다를 수 있다”며, “발루프는 과거 단품 위주의 사업에서 벗어나 이제 토털 솔루션 제공업체로 수요기업에 더욱 큰 가치를 제공하려고 한다. 발루프 센서 하나를 통해 진동과 온도, 상대 습도, 기압 등까지 측정할 수 있게 됐으며, 이는 생산 공정 물품과 환경을 모두 모니터링할 수 있다는 것을 의미한다”고 강조했다.

셰플러코리아 측 역시 “사실 센서만으로는 아무런 의미가 없다. 센서 솔루션이 필드레벨에서 이뤄지는 것이기 때문이다. 센서가 아무리 발전해도 결국 필드레벨의 계측기일 뿐”이라며, “센서를 통해 얻은 데이터를 어떻게 활용하는지는 결국 상위 시스템에 달려있다. 따라서 현재 있는 시스템과 통합을 통해서 센서를 어떻게 활용할지는 SI업체(System Integrator)의 역량이 매우 중요하다”고 설명했다.

기준 미달 업체 필터링 제도 필요해… 기술 교류도 필수

물론 무조건 긍정적인 것만은 아니다. 센서와 컨트롤러, PLC 등 관련 솔루션을 함께 구축했다고 해도 곧바로 의미 있는 데이터를 얻을 수 있는 것이 아니기 때문이다.

결국 의미 있는 데이터를 추출하거나 이를 분석하는 능력이 필요하다. 이후 이를 다시 공정에 반영해 생산성을 높일 수 있는 프로세스도 중요하다. 이는 수요기업이 쉽게 해결할 수 있는 문제가 아니다. 센서 솔루션을 도입했다고 자연스레 해결되는 것이 아니기 때문이다.

결국 이를 공유할 수 있는 기술 교류의 장이 필요할 것으로 보인다. 여전히 코로나19로 인한 사회적 거리두기가 화두지만, 센서산업의 정보를 교환할 다양한 기회가 요구된다. 특히 다양한 전시회나 세미나를 통해 센서에서 생산된 데이터를 더욱더 쉽게 활용할 수 있도록 해야 한다. 아울러 하드웨어와 소프트웨어를 아우를 수 있는 융합형 인재 육성에도 힘을 쏟아야 한다.

물론 공급기업 측도 나름의 고민이 있다. 치열한 경쟁 속에서 일부 업체들이 품질이 아닌 가격으로만 승부를 걸기 때문이다. 이는 수요기업에게도 손해다.

한 전문가는 “일부 업체들이 좋지 않은 기술력으로 시장에 들어와 검증되지 않은 기술로 시장 질서를 어지럽히고 있다. 이런 솔루션들은 효과는커녕 비용만 발생하게 한다”며, “최근 화두로 떠오른 안전을 위해서라도 공장과 시설, 공정에 관한 규격화가 필요하다”고 말했다.

결국 정부나 공신력 있는 기관에서 센서 산업에 관한 적절한 기준이나 표준을 세워야 할 것으로 보인다. 이제 막 떠오르기 시작한 센서산업의 생태계를 유지하기 위해서는 합리적인 틀 안에서 일부 기준 미달 업체를 필터링하는 제도가 필요해 보인다.

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