공장자동화와 스마트공장의 차이는?
[스마트제조혁신추진단 박한구 단장] 지금까지 3차 산업혁명 시대는 제조 현장의 기계 설비에 컴퓨터, 통신 기술을 접목해, 사람 대신 자동으로 대량 생산하는 공장자동화와 월별 생산계획 수립, 원가 계산 등 단순한 행정업무에 MES, ERP 시스템을 도입한 사무 자동화가 주를 이뤄왔다. 앞으로 4차 산업혁명 시대는 생산현장의 상황에 따라 모든 설비, 소재, 로봇, 이송기기 등 공장 내 모든 사물 간에 서로의 상태를 통신하면서, 자율적으로 고객이 원하는 제품을 유연하게 생산하는 ‘스마트공장’으로 전환될 것이다.
!["중소기업들이 협업 플랫폼을 구축해 서로 통합해 새로운 가치를 창출할 수 있도록 규모를 키우고 매출을 높여 금융지원을 쉽게 받아 글로벌 시장에 경쟁력 있는 제조기업을 만들겠다는 도전 정신이 무엇보다 필요한 시점이다." [사진=dreamstime]](/news/photo/202006/38640_34612_169.jpg)
예를 들어 자동화 로봇은 사람이 프로그램한 대로 수동으로 움직이는 기계 작동 과정이었다. 반면 스마트 로봇은 로봇 주변의 모든 사물과 통신을 하면서 스스로 환경의 변화에 따라 소프트웨어가 자율적으로 변경해 최적의 작업을 수행한다. 다시 말해서, 자동화 로봇에 들어간 알고리즘은 정해진 수학적인 방정식에 따라 작동되는 반면, 스마트 로봇에 들어간 알고리즘은 빅데이터를 기반으로 만들어진 인공지능에 따라 자율적으로 움직이는 것이 두 로봇의 다른 점이라고 말할 수 있다.
중소 제조기업은 자동화, 디지털화 다음에 스마트화 추진
대부분의 국내 중소 제조기업은 사람 중심의 수작업으로 단순반복 작업, 가스, 분진, 악취 등 열악한 환경 작업, 육안 품질검사 작업 등 어려운 작업 환경에서 소재를 가공하거나 조립하는 업무를 맡고 있다. 이런 작업 환경에서는 ERP, MES 시스템을 도입하는 것보다, 작업자의 부담을 경감할 수 있는 로봇이나 자동 반송 기기, 자동화 기계 등을 도입해 설비 중심의 자동 작업을 수행하는데 투자를 해야 한다. 수작업으로 제품을 생산하는 현장에서 아무리 기능 좋은 센서를 설치해 운영하고 데이터를 수집·저장한들 ‘쓰레기 데이터’로는 인공지능 기술을 적용할 수 없다.
따라서 정부는 스마트공장 보급 확산 사업으로 생산현장을 자동화하면서 자동화 설비 상태와 공정 제어 상태를 측정하는 데이터를 수집·저장하는 디지털화를 동시에 추진하는 사업을 지원하고 있다. 그러나 수작업에 의존하는 50인 이하의 중소 제조기업을 자동화 및 디지털화 하려면 지금처럼 1~1.5억 원으로 5:5 매칭하는 방식의 3억원 짜리 사업으로는 너무 부족하다. 3D 작업을 자동화하려면 최소 10억원 이상이 소요되는데, 영세한 중소기업이 8.5억원을 투자할 여력이 없기 때문에 정부에서 더 많은 지원을 요청하는 게 현실이다. 그러나 영세한 기업에게 정부가 많은 자금을 투자해 경제적 가치를 창출하기란 결코 쉽지 않다는 점도 대두된다.
소통과 신뢰의 협업 플랫폼으로 서로 통합해 규모의 경제를
4차 산업혁명 시대는 소통과 신뢰의 협업 플랫폼을 구축하는 것이 매우 중요하다. 모든 것은 사람에 의해 이뤄지고 있어서 사람이 혁명적으로 변화하지 않으면 불가능한 도전이다. 50명 이하의 중소기업들은 상호 소통과 신뢰의 협업 플랫폼을 구축해 서로 통합해 새로운 가치를 창출할 수 있도록 Alliance를 통해 규모를 키우고, 매출을 높여야 한다. 이를 통해서 금융지원을 쉽게 받아 정부 도움 없이 스스로 협업해 글로벌 시장에 경쟁력 있는 제조기업을 만들겠다는 여러 사장님의 도전 정신이 무엇보다 필요한 시점이다.
정부에서는 자금지원도 중요하지만, 근본적으로 중소기업의 핵심 역량을 분석하고, 다른 기업의 핵심 역량과 협업하는 일에도 집중해야 한다. 아울러 더 큰 가치를 창출할 수 있는 새로운 제품을 설계·개발하고, 개발된 제품을 글로벌 시장에서 판매할 수 있는 사업 모델을 만드는 사업도 수행해야 한다.
공급사슬 기업군을 중심으로 스마트공장 보급확산 사업을 합동으로
지난 2014년부터 2017년도까지 수행한 스마트공장 보급확산 사업 5,003개사를 중심으로 수요기업의 성과를 분석해 본 결과 생산성 30% 증가, 품질향상 43%, 원가절감 16%, 납기 준수율 16% 향상되었으며, 고용증가 3명과 함께 매출액이 7.7% 증가하고 산업 재해율이 18% 감소하는 효과를 보였다. 그러나 생산성이 30%나 증가했음에도 불구하고 실제 원가는 16% 줄고, 매출은 7.7% 증가에 그친 기업들을 분석해 보면, 생산성 향상이 실제 매출과 연결이 안 되고, 원가절감에 직접적인 영향을 주지 못하는 기업이 많다는 사실을 발견했다.
예를 들어, 자동차 완성 제품을 생산하는 대기업의 1~4차 공급사슬 상에서 3차 부품가공을 담당하고 있는 중소기업이 스마트공장을 구축했다고 생각해보자. 이 기업이 매년 10,000개의 제품을 생산해왔는데 스마트공장 덕분에 3,000개 더 생산할 수 있게 됐다고 해서 1, 2차 부품 협력사가 그만큼 더 많이 제품을 구매해주지 않는다. 제품 수가 늘어났다고 해서 다른 완제품을 생산하는 자동차 기업에 판매할 수 있는게 아니기 때문이다. 중소기업은 가공 제작기술을 보유하고 있으나, 부품을 엔지니어링 하는 능력이 없어서 다른 자동차사가 원하는 부품을 설계해 가공 판매할 수 있는 자생력을 갖지 않고 있다.
따라서 스완성 제품을 공급하는 가치사슬 상의 모든 기업군을 중심으로 수행할 수 있도록 공급기업 Alliance를 맺고, 그 Alliance 안에서 기업이 장기간 보급 사업을 수행하도록 스마트공장 보급확산 사업에서 기업군으로 추진하는 것을 권장한다. 단일 솔루션을 가진 중소기업들이 스마트공장 성숙도 모델 레벨 1~4를 구축할 수 있는 기업들과 함께 모여 하나의 대기업처럼 운영하면서 종합 솔루션을 공급사슬 상의 기업군에 공급할 수 있도록 스마트공장을 추진하는 것이다.
