스마트 팩토리와 스마트 물류
[DK PLAY/트렌드] 2019.07.17 15:49


4차 산업혁명이 본격적으로 시작되면서 각 산업 분야에서도 큰 변화가 나타나고 있는데요, 20세기에서부터 시작된 전통 방식의 제조업은 현재 4차 산업혁명의 주요 기술이 접목되어 이전과는 다른 모습으로 새로운 변화를 맞이하고 있습니다. 그리고 그 중심에는스마트 팩토리가 있죠. 그런데 도대체 스마트 팩토리가 무엇을 말하는 걸까요? 오늘은 4차 산업 혁명의 핵심으로 꼽히는 스마트 팩토리에 대해 알아보도록 하겠습니다.




21세기에 들어서면서 인구 고령화로 인해 생산 노동자들이 점차 줄고, 빠르게 변화하는 트렌드에 맞춰 제품의 수명 주기도 함께 낮아졌습니다. 또한 다양한 소비자들의 욕구를 맞추기 위해 개인 맞춤형 생산으로 작업 방식이 변화되었고, 경제 구조 역시 제조업에서 정보기술(IT)을 포함한 서비스업 중심으로 옮겨가게 되었습니다. 결국 큰 타격을 입은 전통적인 제조업은 생존을 위해 혁신에 나서게 되었고, 그 결과 스마트 팩토리가 등장하게 된 거죠.


스마트 팩토리는 말 그대로스마트한 공장'입니다. 사람이 일일이 제품을 조립이나 포장을 하고 기계를 점검하는 수고 없이 모든 과정이 자동으로 이뤄지는데요, 설계부터 개발, 제조 및 유통, 물류 등 모든 생산과정에 정보통신기술 ‘ICT’ (Information and Communications Technologies) 기술을 결합해 최소 비용과 최소 시간으로 다품종 대량생산이 가능한 미래형 공장입니다. 쉽게 말해 사물인터넷과 같은 기술의 도움으로 인간의 개입 없이 자율적으로 조절되고 운영되는 공장을 말한답니다.




스마트 팩토리가 가능해진 이유는 4차 산업혁명을 이끄는 여러 기술이 공장에 적용되었기 때문인데요, 현재까지도 새로운 기술들이 접목되면서 스마트 팩토리는 더욱 진화된 형태로 발전하고 있답니다. 그렇다면 스마트 팩토리를 구현하기 위한 핵심 기술에는 어떤 것들이 있을까요? 하나씩 살펴보도록 하죠!



인공지능(AI)은 기계가 수만 번 이상의 훈련을 거쳐 자율적으로 최적의 의사결정을 할 수 있도록 인간의 사고능력을 모방한 기술입니다. 인공지능은 머신러닝과 딥러닝으로 세분화할 수 있죠. 컴퓨터 과학의 다양한 분야와 많은 관련이 있으며 다른 산업과의 융합을 통해 한층 진화하고 있습니다.



사물인터넷 (IOT)는 사물에 센서와 통신 기능을 내장해 인터넷과 연결하는 기술로, 사물과 사물을 연결하며 기계로부터 유용한 정보를 수집합니다. 생산 현장에서 발생하는 정보를 수집해 시각화하고, 이를 제어하는 기반이 되고 있습니다. 이를 통해 공장 내 데이터 교환이 빠르게 이뤄지고 생산라인의 유연성과 효율성이 증대되고 있죠.



빅데이터 IOT와 함께 스마트 팩토리의 핵심 기술로 손꼽히는 빅데이터는 현장에서 발생한 데이터를 수집하고 분석하는 역할을 합니다. 수집한 데이터를 분석하는 일은 쉽지 않은데요, 효율적인 공장 운영·관리를 위해서는 제대로 된 데이터의 분석이 이루어져야 한답니다.



디지털 트윈은 기존 공장의 복잡한 장비와 설비 등을 가상 공간에 동일하게 구현하는 시뮬레이션 모델입니다. 현실 세계를 가상공간에 똑같이 구현해 다양한 조건과 상황을 시험해봄으로써 시행착오를 줄이고 최적화를 추구하는 기술이죠. 현재 디지털 트윈은 제조 분야를 중심으로 발전하고 있지만, 교통, 물류 등의 분야로도 적용 영역이 점차 확대되고 있습니다.

 

이 밖에도 클라우드, 로보틱스, 5G, 3D 프린팅, 사이버 보안 기술 등이 스마트 팩토리에 적용되고 있답니다. 이러한 주요 기술들이 모든 영역에 적용된다면 스마트 팩토리는 물론 제조업의 경쟁력도 한층 강화되겠죠?




스마트 팩토리는 다음과 같은 3가지의 특징을 갖고 있는데요, 첫 번째는 연결성입니다. 스마트 팩토리는 ICT 기술을 통해 공장 내의 모든 장비와 부품들이 연결되어있으며 상호 간에 소통이 가능합니다. 두 번째는 다품종 대량생산과 다품종 소량생산이 모두 가능한 생산 체계를 가진 유연성을 갖고 있다는 점입니다. 개인 맞춤형 상품을 합리적인 가격에, 즉각적으로 생산할 수 있죠.

 

마지막은 지능성인데요, 정보 수집을 통해 스스로 의사결정을 하고 능동적인 대처가 가능합니다. 더 이상 값싼 노동력에 의지하지 않아도 되고, 대량 생산이 야기하는 재고의 불확실성 문제에서도 자유로워집니다.

 

이러한 특성을 가진 스마트 팩토리는 기획, 설계 단계에서 시뮬레이션을 통해 제작 기간을 단축시키고 맞춤형 제품을 개발할 수 있습니다. 생산 단계에서는 설비-자재-시스템 간 통신으로 다품종 대량생산, 에너지, 설비 효율 제고의 효과가 있죠. 유통, 판매 단계에서는 모기업과 협력사 간 실시간 연동을 통해 재고 비용을 감소시키고 품질, 물류 등 많은 분야와 협력할 수 있습니다.

 

스마트 팩토리는 해외뿐만 아니라 국내 회사에서도 많이 적용되고 있답니다. 한 제조회사의 경우 제조실행시스템과 전사적 자원관리 시스템을 연동하여, 제조 공정의 전산화를 실현했다고 합니다. 그 덕분에 5분씩 해오던 공정 검사가 30초로 단축되었으며, 공정불량률은 83% 감소하고 생산성은 60% 향상되었다고 해요.




스마트 팩토리는 제조업의 위기를 해결하기 위해 등장했지만, 이후 여러 분야에서 활용되고 있습니다. 물류에서도 그 중요성이 점차 커지고 있는데요, 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로 인구 구조에 변화가 일어나고 있으며, 인건비 상승은 물류 업계의 부담을 가중시키고 있는 중입니다.

 

이에 선진국과 물류 선도 기업들은 물류에 사물인터넷을 접목하고, 물류 로봇, 증강 현실 등을 활용한 물류 자동화 및 비용 절감을 추진하고 있습니다. 물류에서 스마트 팩토리가 각광을 받는 것은 이러한 변화와 문제점들을 스마트 팩토리가 무리 없이 해결할 수 있는 능력을 갖추고 있기 때문입니다.

 

스마트 팩토리의 실현은 사람들을 단순하고도 반복적인 작업에서 해방시키고 보다 창의적이고 창조적인 일에 집중할 수 있도록 이끌 것이며, 다음 산업혁명으로 이끄는 원동력이 될 것입니다. 지금도 세계 각지에서 스마트 팩토리를 위한 프로젝트들이 진행 중인데요, 아직 모든 기술이 성숙하지는 않지만 부족한 기술들을 보완하고 발전시켜 전 세계에서 경쟁력을 갖추길 기대합니다!

main