[칼럼] 박정수의 일자리와 4차 산업혁명 이야기

4차 산업혁명시대 스마트 팩토리(Smart Factory)는 기업의 미래

↑ 박정수 성균관대학교 스마트팩토리 융합학과 교수, 진 코퍼레이션(주) 부회장, 한국 ict융합네트워크(사) 부회장

4차 산업혁명의 핵심 키워드는 '스마트(smart)'이다. 스마트라는 수식어를 갖게 되는 경우는 모든 대상물이 '사람'다워지는 경우라고 할 수 있다. 여기서 사람다워지는 대상물이 되기 위해서는 3가지의 특징적인 요소를 갖게 되는 것이 일반적이다.
첫째, 사람처럼 내외부의 변화를 감지할 수 있는 감지(sensor) 기능이다. 이러한 기능을 스마트 팩토리에 적용하면 생산 조건 변화와 생산 실적, 그리고 물리적인 재고 위치 및 재고량 변경 등 생산과 연관된 이벤트(event)가 감지(sensor)돼 유의미한 정보로 운용(operation), 생산 대응력을 스마트하게 관리되게 하는 기능이다. 그래서 스마트 팩토리는 시장의 수요 변화에 민첩(agility)하게 대응하는 생산대응역량은 감지 기능에 의해 좌우된다.

위 표에서 나타나 듯이 스마트 팩토리뿐만 아니라 자율주행자동차 분야도 마찬 가지로 핵심은 감지 기술이다. 그 핵심 기술은 '레이더와 라이더, 카메라가 빅3 감지 기술이다.

↑ [출처= 성균관대학교 스마트팩토리 융합학과 'Connectivity for Smart Factory']

위와 같이 스마트 팩토리에서는 각각의 프로세스(process)는 네트워크에 연결돼 프로그래밍된 대로 작동하게 된다. 그리고 프로세스에 부착된 센서의 데이터를 수집, 분석해 운용(operation)관리에 활용하고, 설비나 라인의 고장 분석에도 사용할 수 있다.
검사 센서가 장비 고장을 감지하면 즉시 백업 장비를 켜고 원료와 엔지니어에게 고장을 수리하도록 요청한다. 그리고 빅 데이터(big data)를 사용해 최소의 시간과 기준 시간 내에 사람처럼 문제를 해결할 수 있다.
둘?, 생산 현장에서 감지된 변화를 분석해 상응하는 조치가 이루어지도록 판단(control)하는 기능이다. 판단은 의사결정이다. 스마트 팩토리에서는 감지된 정보와 의사결정 간에 매핑(mapping) 정보가 업무 기준으로 사전에 정의해야 하고, 감지된 생산 현황 정보, 즉 작업 지시와 생산 실행 정보에 의한 의사결정이 이루어지도록 해야 한다. 아래 표에서 나타나듯 고객의 요구 사항을 충족하기 위한 생산 목표를 설정하고 스마트 팩토리는 그에 따라 차별화된 제품을 생산한다. 스마트 팩토리에서도 마찬가지로 컨트롤(판단)의 기능은 궁극적으로 린 제조(lean manufacturing)를 뛰어 넘는 낭비 최소화를 통한 원가우위와 품질 최적화를 실현시키는 경쟁우위 생산시스템이다.

셋째, 스마트 팩토리에서 수행(actuator)은 대응력의 핵심이다. 판단(control)에 따라 결정된 실행 방식이 조치되게 하는 기능으로 작업지시에 의한 역할을 수행(actuator)한다. 그 동안 생산 현장에서 식스 시그마(six sigma) 등 기존의 품질관리 프로세스는 사람의 손을 통해 입력되며, 인간의 생각을 통해 후속조치가 이루어진다. 그러나 스마트 팩토리에서는 모든 프로세스에서 다양한 센서(IOT coupled 센서)를 통해 얻은 데이터는 데이터베이스로 변환되며, 산업별 글로벌 베스트 프렉티스(global best practices)를 기준으로 "최적화 조치"를 통해 기 훈련되고 셋팅(setting)된 인공지능(AI)은 문제를 분석하고 적절한 피드백을 도출해 사람의 개입 없이 자동으로 제어되도록 한다.

↑ [사진출처 = Automated on-demand Smart Factory]

위 그림에서 제시하듯이 주문을 수집해 효율적으로 생산할 수 있는 방법에 따라 정리, 그룹화된 고객이 맞춤형 제품을 받아 볼 수 있도록 하며, 기업은 재고 관리의 필요성을 제거함으로써 비용을 절감할 수 있다. 더 나아가 불필요한 생산을 최소화함으로써 경제적이다. 세계시장에서 경쟁하기 위해서는 품질 수준은 물론이고 원가 경쟁력이 필수적이다. 스마트 팩토리를 통해 재고가 없는 물류센타와 '재고없는 창고'가 실현돼 향후에는 재고는 '흐름의 데이터'만으로 존재하게 될 것이다.
그것이 곧 스마트 물류(smart logistics)를 포함한 스마트 팩토리의 4차 산업혁명이다. 이미 미국의 아마존은 그것을 실현하고 있다. 아마존 고(amazon go)의 핵심전략은 O4O(online for offline)이며 무인 소매점에 상용화되고 있는 사물인터넷(IOT)의 베스트 프랙티스(best practices)이다. 그러므로 스마트 팩토리는 이러한 감지, 판단, 수행 등 3가지 기능이 적용돼, 각각의 기능이 일체화된 사람처럼 유기적으로 연계 동작하는 공장을 의미한다. 그래서 스마트 팩토리는 기업의 미래다.