자동화와 제어 기술은 이미 수십 년간 제조업에서 활용해 왔는데 최근 들어 스마트 팩토리가 급부상하는 이유는 무엇일까요? 

전문가들은 스마트 팩토리의 필요와 확산을 이끄는 요소로 5 가지를 꼽고 있습니다

① 빠르게 진화하는 디지털 기술

② 공급망의 복잡도 증가, 생산 및 수요 세분화 (전세계적 현상)

③ 경쟁의 증가 및 확대

④ IT와 운영기술 (Operational Technology)결합에 따른 조직 체계 변화

⑤ 노동 인력의 변화와 그로 인한 과제

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아래에서 자세히 살펴볼까요?

1. 빠르게 진화하는 디지털 기술

디지털 기술의 빠른 진화가 첫 번째 이유로 꼽히고 있습니다. 비용적 관점에서는 몇 년 전까지도 컴퓨팅, 스토리지 자원 및 네트워크의 높은 비용 구조 그리고 관련 기술 제약으로 인해 스마트 팩토리 구현은 쉽지 않았습니다. 

하지만 고비용 구조와 기술적 제약이 클라우드 컴퓨팅, 빅데이터 분석 기술 및 사물인터넷 (IoT) 등 발전으로 빠르게 해소되고 있습니다. 더 나아가 이런 디지털 기술이 수행할 수 있는 업무 능력이 점점 더 정교해지고 있습니다.

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예를 들어, 인공지능, 인지 컴퓨팅과 머신러닝 등의 기술은 각종 생산 장비에서 수집한 데이터를 분석, 수정하고 이 데이터를 이용해 스스로 학습하는 수준에 도달했죠. 기술적 능력이 하루가 다르게 발전되고 다양한 현장에 적용되는 과정에서 데이터 처리 및 저장 능력과 결합되면서 단순한 자동화를 넘어서 스마트 팩토리로 향하는 길을 다지고 있습니다.

2. 공급망의 복잡도 증가, 생산 및 수요의 세분화 (전세계적 현상)

최근 현대자동차가 27년만에 생산라인을 멈추는 일이 있었죠. 중국 협력업체의 부품 조달이 중단되었기 때문이죠. 이와 같이 제조기업의 생태계는 점점 더 글로벌화되고 복잡해지고 있습니다. 당연히 생산 과정이 여러 지역 및 국가로 분산되고 참여 공급업체도 늘고 있습니다. 코로나 바이러스 때문에 큰 이슈인 마스크만 보더라도 중국 업체의 필터와 한국 기업의 생산 기술이 만나야 생산이 되는 구조이죠.

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그리고 이런 거시적 변화가 국가 및 지역별 다품종 소량 생산 능력 필요, 급등락이 큰 상품 수요, 짧아진 제품 수명 주기 그리고 자원 부족 등과 결합되면서 제조기업의 공급 사슬을 더욱 복잡하게 만들고 있습니다. 이런 변화에 대응하기 위해 협력업체와의 연결 능력, 민첩성 그리고 공격적인 사전 대응이 필요하다는 것을 많은 기업이 인식하기 시작했고, 구체화된 대응 전략 중 하나가 스마트 팩토리인 것이죠.

3. 경쟁의 증가 및 확대

얼마 전 우리나라 장인이 만든 호미가 아마존의 인기 상품이란 소식이 회자되었죠. 지방의 조그만 대장간에서 만든 호미가 정원 관리를 즐기는 미국 소비자의 must-have 제품이 된 것이죠. 이 과정을 우리는 잘 이해합니다. 인터넷, 전자상거래, 전자지불 시스템 같은 디지털 기술의 보급으로 가능한 것이죠.

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그런데 다르게 생각하면 20년 전에는 전혀 만날 일이 없던 미국과 한국의 판매자가 경쟁하는 상황이 생긴 것이죠. 다 디지털 기술 덕분입니다. 디지털 기술의 보편화는 새로운 시장에 진입하고 고객을 개발하는데 드는 비용을 크게 낮추거나 없애고 있습니다. 

그로 인해 하루가 다르게 새로운 경쟁자를 만나게 됩니다. 제조업도 이 상황에서 자유롭지 못합니다. 어떻게 보면 서비스, 금융 산업 등에 비해 휠씬 더 큰 위험에 노출되어 있는 것이 제조업입니다. 경쟁력 강화와 기업의 지속 가능성을 높이는 방법을 찾아야 하는 상황입니다.

4. IT와 운영기술 (Operational Technology)결합에 따른 조직 체계 변화

기업이 공장 자동화를 도입해 운영하는 방식을 분석해 보면 몇 가지 특징을 볼 수 있습니다. 많은 자동화 관련 의사 결정이 사업부 단위, 공장 단위로 진행된다는 점입니다. 이 방식은 기업 전체적 관점 – 적용 기술 및 시스템 표준화, 운영/관리 그리고 거버넌스 –의 미비로 인해 도입 기술이 다 다르고 편차가 심해 추가 비용과 작업을 늘리고 기업 통제력을 약화시키는 원인이 되기도 합니다.

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스마트 팩토리 요건 중 하나인 연결 능력 확보를 위해서는 기존 의사결정 방식의 변화도 필요합니다. 또한, IT와 OT 연계 활용이 고도화되면 공장 단위의 결정은 사업부 단위로, 사업부 단위 결정은 기업 단위로 전환할 수 있는 여건을 가능합니다. 

이런 긍정적 변화는 기존의 비효율성 혹은 한 공장에 진행된 투자로 인해 다른 공장에 문제가 생기는 – 현재는 다반사로 발생하는 – 상황을 미리 예방할 수 있습니다. 여러 단계로 나눠진 생산 공정을 통합 연계하는 것은 기업의 오랜 과제였지만 어려움이 많았죠. 특히, 공정에서 수집된 데이터를 인사이트로 전환하고 인사이트를 다시 행동으로 도출하는 일이 이론과 달리 구현이 어렵습니다. 하지만 이제는 IT와 OT의 통합으로 현실 구현성이 크게 늘었습니다.

5. 노동 인력의 변화와 그로 인한 과제

베이버부머 또는, 단카이 세대! 많이 들어 본 단어이죠. 한국을 비롯한 제조 선진국의 공통된 이슈가 노동 인력의 급격한 변화입니다. 제조업 발전에 기여한 인력의 노령화와 은퇴로 인한 공백이 커지고 이것이 심각한 문제로 대두되었기 때문이죠. 좋은 인력을 채용하고 지속적으로 유지해서 생산성과 경쟁력을 확보하는 것은 기업의 핵심 업무이죠.

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옆 나라 일본은 산업 현장에 부족한 전문 인력이 100만명에 가깝다는 보도가 나오고 있습니다. 미국은 향후 10년간 200만명 정도의 숙련 노동자가 부족할 거라는 연구 결과도 나왔죠. 우리도 이미 오랜 전부터 중소기업을 중심으로 전문 인력의 부족을 호소하고 있습니다. 좋은 인력의 확보 그리고 유지의 어려움도 스마트 팩토리를 촉진하는 동력이 되고 있습니다.