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[스마트팩토리 해답 A to Z] 인간을 대신하는 스마트 디바이스

2030년 세계 4대 제조강국으로의 도약을 위한 정부의 ‘제조업 르네상스’는 스마트공장, 스마트 산단, 인공지능 공장이 그 핵심이다. 스마트팩토리는, 초연결사회, 빅데이터, 인공지능과 대체 어떤 연관성이 있을까? 어떻게 해야 성공 할 수 있을까? 이코노믹리뷰는 오퍼레이션 컨설팅회사인 가온파트너스와 함께 스마트 팩토리의 올바른 이해와 성공적 구축을 위한 명확한 방향제시를 위해 시리즈를 기획했다.

여러가지 부품 중 필요한 부품을 정확히 골라내서 공정으로 이동시키는 로봇,다양한 재료를 활용해 복잡한 형상을 만들어내는 3D 프린터,스스로 공장을 돌아다니며 자재를 옮기는 AGV, 높은 타워의 상태를 점검하는 드론 등 지능을 가진 개체들이 인간이 하던 일을 대신하는 모습은스마트팩토리 이야기를 할 때 일반적으로 우리가 상상하는 이미지다.로봇, 3D 프린터, AGV(Automated Guided Vehicle), 드론 등을 ‘스마트 디바이스(장치)’라고 한다.스마트팩토리가 작동하는 구조는 3단계로 나눠 볼 수 있다.센서 등을 통해 공장의 현황을 정확히 파악하는 ‘감지단계’와 감지를 통해 수집된 데이터를 분석하여 정보를 파악하고 대응 신호를 주는‘판단단계’,그리고 판단결과를 공장 Operation에 반영토록 하는 ‘수행단계’다.스마트팩토리를 가능하게 만든 두 가지 기술 중,데이터 기술의 발전이 감지와 판단의 수준을 높이는 것이라면,인간의 역할을 대신할 수 있을 정도로 높은 수준의 수행을 가능하게 하는 것은 바로 디바이스 기술의 발전이다.

끊임없는 기술의 발전은 인간의 영역을 지속적으로 침범하는 방향으로 전개되어 왔다. 19세기 초 산업혁명으로 촉발된 러다이트 운동은 자본주의에 대한 반발이었지만,인간의 역할을 대신하는 기계에 대한 거부의 방식으로 나타났다.또한 PLC(Programmable Logic Controller)도 초기에는 같은 이유로 많은 거부감을 마주할 수 밖에 없었다.현재의 기술들은 지금까지 상상만 하던 인간의 영역을 현실세계에 현재화하고 있다. 2족 보행을 할 수 있는 로봇의 개발이 그렇게도 어렵다고 했던 시절이 지금으로부터 그리 멀지 않다.걷는 것은 물론 뛰고,장애물을 넘고,심지어 덤블링을 할 수 있는 로봇이 만들어지는 세상이다.위에서 언급했던 로봇, AGV 등은 이미 기본으로 적용되고 있고,협동로봇이나 스마트글라스와 같은 웨어러블 장비들이 산업현장에 도입되고 있다.

디바이스는 크게 두 가지 방향으로 발전하고 있다.하나는 인간을 대신하는 동작이 점점 더 정교해지고 섬세해지는 방향이다.사람 손가락의 움직임과 구조를 그대로 모사한 인간형 로봇 손이 개발되어 분무기를 분사할 수도 있고,소프트 로봇이라는 명칭을 가진 로봇은 작은 크기의 부드러운 소재로 이루어져 사람 몸속에 들어가거나 크기를 변형하면서 좁은 공간을 통해 인명구조도 가능하다.다른 하나의 방향은 지능화다.프로그램화된 표준작업을 단순/반복해 수행하는 방식에서 센서와 인공지능까지 탑재해 스스로 감지/판단/수행까지 해내는 디바이스가 늘어나고 있다.비전센서를 활용해서 조립상태를 감지하고불량여부를 판단하며, 불량인 경우 제품을 골라내는 작업을 하나의 로봇이 수행한다.두 가지 발전방향은 별도로 적용되는 것은 아니다.정교해지고 지능화됨으로써 더 빨라지고,더 정확해졌으며,더 많은 일들을 수행할 수 있다.이것이 가능한 이유는 관련 기초기술의 발전 덕분이다.소형화,고성능화 및 신소재 개발, 그리고 관련기술의 융합기술이 디바이스 발전의 기반이 된다.지금도 세계 각지에서 다양한 기술들이 개발되고 있으며,새로운 기술을 활용해 디바이스는 계속해서 발전할 것이다.

현재까지의 기술로도 용접,조립,검사,이동 등 현재 인간이 공장에서 하고 있는 작업을 완전히 기계로 대체하는 것이 가능하다.기계작업은 휴먼에러에 의한 불량 또는 사고가 발생될 걱정도 없고, 24시간 작업해도 문제가 되지 않는다.무한정한 투자가 이루어질 수 있다면 누구든지 이 방법을 택할 것이다.여기서 효과적인 투자의 방법을 고민해야 한다.기계에게 무엇을 시키고 인간은 무슨 일을 할 것인지를 결정하는 것이 핵심이다.판단의 결과를 다시 공정에 반영시키는 방법도 각 공장의 상황에 따라 달라질 수 있다.결과신호를 로봇과 같은 디바이스로 보내서 작동시킬 수도 있고,대시보드에 나타냄으로써 사람이 조치를 할 수도 있다.어느 것이 더 효과적인지는 업종별,공장별,운영수준별로 다르다.스마트팩토리의 사례로 자주 등장하는 지멘스의 암베르크 공장의 경우도 자동화율은 75% 정도다.

디바이스를 효과적으로 활용하려면 3가지를 고려해야 한다.첫째, 스마트과제 해결에 필요한 디바이스의 역할이 무엇인가를 먼저 정의해야 한다.드론이나스마트글라스를 어디에 쓰면 가장 효과적일까를 고민하는 것이 아니라,요구되는 작동이 무엇인지를 결정해야 최적의 방법과 디바이스를 선정할 수 있다.둘째, 스마트 디바이스의 종류와 작동방식 및 관련 기술에 대한 지속적인 업데이트가 필요하다.필요한 작동을 수행하기 위해 가장 효과적인 디바이스를 선택하기 위함이다.또한 새로운 기술과 디바이스에서 과제해결에 필요한 아이디어를 얻을 수도 있다.스마트팩토리 관련 전시회나 세미나에 참가하는 이유는 그 때문이다.마지막으로 공정과 설비에 대한 깊은 이해다.앞서 언급한 효과적인 선택을 위해서는 사람과 기계가 할 일을 어떻게 나눌 때 가장 최적화될지 판단하는 것이 필요하다.제대로 유지관리 되지 않아서 활용에 한계가 있는 공장의 기존 디바이스도 많은 상황에서,최적의 방법을 결정하는 것도 쉬운 일은 아니다.그렇기에 더욱 공정/설비에 대한 이해가 필수적일 수 밖에 없다.

일반적으로 스마트팩토리 구축의 과정에서 단계별 매듭은 디바이스의 적용이 이루어진 모습으로 나타난다.그러나 스마트 디바이스를 도입하는 것이 스마트팩토리를 구축하는 일은 아니다.많은 투자를 통해 최신 디바이스가 공장에 도입되더라도 활용을 통한 성과가 나오지 않으면 빛좋은 개살구에 지나지 않기 때문이다.보기에 멋진 태블릿을 구입하고 나서 용도를 고민하는 사례가 더 이상 나와서는 안된다.

민경도 가온파트너스 상무  |  expert@econovill.com  |  승인 2020.02.23  18:34:41

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#이코노믹리뷰, #자본주의, #투자, #공장, #부품

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