제조업은 진짜로 혁신을 거부하면서 과거에 머물고 있을까요? 좀 더 살펴보면 현실은 다르다는 것을 알 수 있습니다. 우리나라 제조업의 부가가치는 중국, 독일, 일본, 미국에 이어 세계 5번째이고 국내 GDP의 29.3% (2018년 기준)를 담당합니다. 과거에만 머문다면 불가능한 일이죠. 

또한 제조업은 빅데이터, 사물인터넷, 인공지능 등에 적극 투자하는 산업이기도 합니다. 단, 대기업과 중소기업간의 격차가 크다는 점은 문제이지요. 서비스 및 IT산업의 확장으로 비중이 줄기는 하지만 독일, 미국, 일본 등 선진국은 제조업 경쟁력 강화를 국가적 목표로 정하고 전력 투자를 하고 있습니다. 

이런 흐름은 독일에서 시작된 4차 산업혁명 및 스마트팩토리 등으로 구체화되고 있죠. 한국정부도 중소벤처기업부가 주축이 되어 다양한 스마트 팩토리 사업을 지원하고 있습니다. 

제조 선진국이 국가적으로 공을 들이는 스마트팩토리는 무엇일까요? 

4회 정도에 걸쳐 스마트 팩토리가 무엇인지, 주요 역할과 가치 그리고 프로세스 마이닝과의 연계성 등을 정리해 보겠습니다.

Smart Factory 정의하기

자동화를 가장 먼저 적용한 것은 제조업이죠. 그리고 자동화는 (수준은 다르지만) 항상 생산공정의 일부였습니다. 최근 논의되는 고수준의 자동화도 제조업 관점에서는 그리 새로운 것이 아닌 경우가 많습니다. 하지만, 지금까지 많이 적용된 특정 시스템 및 기계가 "의사 결정"을 내리는 자동화는 사전 설정된 규칙(Rule)에 따라 밸브를 열거나 펌프를 켜고 끄는 일같이 단순하고 순차적인 일들이 대부분이었죠.

하지만 최근에는 인공지능의 접목 그리고 물리적 기기와 비즈니스 프로세스를 결합한 물리적 가상 시스템의 고도화를 통해 지금까지 사람이 독점해 온 난이도 높은 최적화 결정을 자동화 기능이 대체하는 경우가 늘고 있습니다. 즉, 스마트팩토리는 단위 프로세스 및 기능의 단순 자동화 수준을 넘어 복잡한 의사 결정을 내릴 수 있는 체계까지 포함합니다.

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“스마트 팩토리는 기존 체계보다 광범위한 네트워크를 활용해 자체적으로 성능을 최적화하고, 

실시간 혹은 실시간에 가깝게 새로운 생산 조건을 학습하고 적응하며, 

전체 생산 공정을 자동으로 실행할 수 있는 유연한 시스템을 의미한다!”

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다음으로 "스마트 팩토리"는 잘 연동된 IT/OT (Operational Technology)를 통해 제조와 연계된 공급망, 다양한 협력 업체 및 판매 채널까지 통합해 인사이트를 찾아내고 이를 토대로 의사 결정을 내릴 수 있는 체계를 목표로 합니다. 

많은 제조기업이 꿈꾸던, 시장 수요에 실시간 대응하면서 Zero 재고 구현에 한발 더 다가서는 것이죠. 이를 위해 스마트 팩토리는 생산 공정을 근본적으로 변화시키면서 협력 업체 및 고객 관계 강화 모델이 동반돼야 합니다. 결론적으로 스마트 팩토리는 특정 프로세스나 업무의 단순한 자동화가 아니라 공급망, 생산 공정, 고객 관계 그리고 의사결정 체계까지 포함하는, 포괄적 변화를 요구합니다.

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스마트 팩토리의 강점은 조직의 변하는 상황을 이해하고 그에 맞춰가는 능력에 있습니다. 변하는 상황이란 고객 수요의 변화, 신규 시장의 발굴, 신상품의 개발 혹은 사전 분석과 예측을 강화한 유지보수 체계 등이 포함될 수 있죠. 클라우드, 데이터 분석 및 사물인터넷 등의 혁신 기술의 결합 활용을 통해 머릿속에 머물던 아이디어가 현실화되는 것이죠.

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여기서 주의할 것이 하나 있습니다. 스마트 팩토리를 특정 시점 및 기능 구현을 기준으로 "완료"가능한 대상으로 보지 말라는 점입니다. 기업들이 과거에 추진했던 “공장 현대화” 접근이 아닌, 지속적 진화와 학습이 가능한 시스템을 구축하고 개선해가는 여정 자체가 목표여야 합니다.

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Smart Factory 주요 특성

공급망부터 고객 관계까지의 포괄적 변화를 동반하는 스마트 팩토리의 주요 특성은 무엇일까요? 

관련 기관이나 전문가에 따라 조금씩의 차이는 있지만 아래 요소들을 많이 이야기합니다.

① 연결성 (Connected)

스마트 팩토리의 가장 중요하면서 스마트 팩토리 가치를 만들어내는 항목이 “연결성”입니다. 연결성을 이용해 공급망 및 생산 공정의 각종 센서와 기기로부터 데이터를 수집하게 됩니다. 수집된 데이터의 실시간 처리와 분석을 통해 조직내 부서간, 공급업체 및 고객과의 협업을 가능케하는 요소로 기능합니다.

② 최적화 (Optimized)

최적화된 스마트 팩토리는 수작업으로 인한 작업 중단 및 지연을 최소화하고 안정적 제조 운영을 보장하게 됩니다. 자동화된 워크플로우, 각종 자원의 동기화, 트래킹과 스케줄링 기능 강화 및 에너지 소비 효율화 등이 스마트 팩토리에서 우선적으로 추구해야 하는 최적화 대상입니다. 최적화를 통해 업무 생산성, 업타임과 제품 수준은 높이면서 비용 절감이란 목표에 다가갈 수 있습니다.

③ 투명성 (Transparent)

투명성이란 업무 프로세스, 생산 현장 및 생산 중인 제품 등에서 수집한 데이터를 처리해서 실시간으로 시각화하고 이를 통해 실행 가능한 인사이트를 얻는 것을 의미합니다. 역할 기반 분석, 실시간 알림 및 통보, 및 실시간 트래킹/ 모니터링 시스템 같은 방안을 적용해 생산 공정의 가시성을 높이고 더 정확한 의사결정을 내릴 수 투명성을 확보할 수 있습니다.

④ 예방적 접근 (Proactive)

‘소 잃고 외양간 고친다’라는 우리 속담이 있죠. Proactive란 단어는 공격적으로 느낄 만큼 적극적인 것을 의미합니다. 속담과는 정반대로 계획하고 행동하는 것이죠. 예상되는 상황과 문제들을 사전에 도출해 대책을 세우고 실행하는 겁니다. 예를 들어, 이상 징후 식별, 재고 보충 및 재입고, 품질 문제 파악과 예측, 안전 및 예지 보전 그리고 안전 모니터링 등이 여기에 포함됩니다.

⑤ 신속성 (Agile)

유연성과 속도 (즉, 신속성)의 확보를 통해 기업은 인력 개입이나 공정 중단을 최소화하면서 생산 일정과 제품 변경을 안정적으로 수용할 수 있습니다. 고도화된 스마트 팩토리는 생산 중인 제품에 따라 장비와 부품의 공급량과 생산 일정을 스스로 조절하고 그에 따른 결과까지도 실시간으로 예측할 수 있는 수준까지 도달해 있습니다.

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위에 정리된 5개 기능이 스마트 팩토리를 구성하는 주요 특성이면서 기능입니다. 

다음 포스트에서는 '우리나라 제조기업에게 왜 스마트 팩토리가 필요한지' 정리해 보겠습니다.