칼럼) Platform ID 4.0과 디지털화 및 디지털 전환...
칼럼) Platform ID 4.0과 디지털화 및 디지털 전환...
  • 최창현 기자
  • 승인 2018.11.07 17:31
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

한경국립대학교 전기전자공학과 박장환 교수
한경국립대학교 전기전자공학과 박장환 교수
한경국립대학교 전기전자공학과 박장환 교수

미래의 지능형 공장 “스마트 팩토리”는 모든 제조 산업이 지향하는 디지털화(Digitalization)의 종착점이다. 이 스마트 팩토리는 이미 수년전부터 제4차 산업혁명과 2015년에 다시 이름을 변경한 Platform Industry 4.0에서 중심이 되는 개념이다.

Platform ID4.0의 요즈음의 최고 이슈는 단연 디지털화(Digitalization)과 디지털 전환(Digital Transformation)일 것이다. Platform ID 4.0의 선언지인 독일의 경우 디지털화와 디지털 전환은 대기업의 경우 많이 진행되었다. 그러나 중소기업의 경우는 어떠할까?

국내의 경우 디지털화와 디지털 전환의 인식정도와 구현정도가 어느 정도인지 설문조사에 의한 통계가 없으므로 정확히는 알지 못한다. 아마 이제 막 시작단계인 것 같을 것 이라는 짐작이 된다. 디지털화와 그 전환을 이해하기 위해 스마트 팩토리에 대한 지식이 필요하다. 오래전에 자동화에 많은 관심을 가졌던 분들의 스마트 팩토리에 대한 이해를 위해 CIM(Computer Integrated Manufacturing, 컴퓨터 통합생산)과 Platform ID 4.0, 특히 스마트 팩토리와의 차이점에 대해서 먼저 기술하고자 한다.

생산의 디지털화는 이미 오랜 역사를 가지고 있다. 1970년대 에 나타났던 “디지털 제조(Digital Manufacturing)”의 아이디어는 1984년 경 까지는 잠잠하다가 공작기계 벤더, 자동화 시스템 벤더들에 의해 개발과 동시에 많이 알려지게 되었다. 1970 년대에는 CAD (Computer Aid Design) 및 ERP (Enterprise Resource Planning)가 추가 되고, 1980 년대 초반에 CNC(Computerized Numerical Control) 기술의 개발이 시작되었다. 비록 가치 창출의 디지털화는 NC(numerical Control) 기술로 50 년 전부터 시작되었지만 ID 4.0에서도 실제로 디지털 전환과 함께 가장 중심적인 이슈가 되어있다.

스마트 팩토리는 이미 1990년도 중반이후로 유행하던 CIM(Computer Integrated Manufacturing, 컴퓨터 통합생산)에서 그 기원을 찾을 수 있다. Wikipedia의 정의에 따르면 CIM은 조직 및 인사 효율성을 향상시키는 새로운 경영 철학과 통합 시스템 및 데이터 통신을 사용하여 전체 제조 기업의 통합을 이루는데 그 목적이 있다. 즉 CIM은 통합 시스템 및 데이터 통신을 통한 전체 제조 기업의 통합과 조직 및 인적 자원 개선을 위한 새로운 경영 철학을 결합한 것이다.

컴퓨터 통합 제조 (CIM)는 컴퓨터를 사용하여 전체 생산 프로세스를 제어하는 제조 접근 방식으로 통합을 통해 개별 프로세스가 서로 정보를 교환하고 작업을 시작하게 된다. 어떻게 보면 스마트 팩토리와 유사하게 보이지만 서로 다른 개념이다. 당시는 자동화가 유행했던 시대였기 때문에 CIM은 자동화와 결합하여 자동화 피라미드의 수평, 수직통합에 대한 많은 연구가 있었던 것도 사실이다.

Industry 4.0 이라는 이름으로 네 번째 산업화가 본격화 되었다. 정의는 CIM 개념과 비슷하게 들릴 수 있다. 확실히 중복되는 부분이 있지만 다음과 같은 점에서 차이가 있다. ID 4.0 핵심은 IoT와 CPS(Cyber Physical System)을 기반으로 하여 실시간으로 자원, 서비스 및 사람들을 생산 네트워크에 연결하여 참여시키는 새로운 방식이다.

혁명적인 디지털화 기술 이라기보다는 그동안 비약적인 기술발전을 했던 시스템을 실시간으로 네트워킹 할 수 있도록 즉 인터넷 기술을 통한 의사소통 및 데이터 관리는 물론 컴퓨팅 능력의 엄청난 향상이 있어 가능했다. 생산 기술의 혁신적 인 중요 기술로는 먼저 수평 네트워킹, 즉 부가 가치 시스템에서 사물과 서비스의 인터넷 사용과 수직 통합, 즉 기계 아키텍처의 변화 - 메카트로닉스 시스템에서 사이버 물리적 시스템으로의 전환 및 대량 데이터 처리 및 이를 기반으로 앞으로의 예측이 가능할 수 있도록 복잡한 부가가치 시스템을 실시간으로 최적화 한다.

아마도 CIM이 무인화공장 또는 단순히 컴퓨터에 의한 제조 방식에 목표를 둔다면 아마도 부분적으로는 이미 목표달성을 넘어 설수 도 있다. 많은 중소, 중견 또는 대기업에서 비즈니스 세계와 생산의 통합은 오늘날 중요한 과제임에는 틀림없다. Production Planning Control 시스템은 CAD / CAM 세계와 통합되어 있으며 MES(Manufacturing Execution System)은 공작 기계 및 로봇을 사용하여 응용 프로그램을 연결하고 제어한다.

CIM이 추구하던 이상(理想)은 그 당시에는 기술적인 한계로 인해 실현화가 가능하지 않았다. 30년에 가까운 시간이 흐르면서 IT 많은 기술적인 변화가 있어 클라우드, IoT 등으로 Platform ID4.0 시대가 도래 하게 되었다. Smart Factory라는 용어는 제조 기술에서 비롯되었으며 CPS(Cyber Physical System)과 결합하여 기계, 장비, 제품 및 가상 통신 기술과 같은 물리적 객체의 구조로 스마트 팩토리 공장의 목표는 제품, 설비와 통신함으로써 개별 생산 단계를 스스로 제어한다.

또한 공장이 스스로 결정을 내리고 스스로 구성 할 수 있게 된다. 즉 생산의 효율성을 높이기 위해 설비들의 진화가 이루어져 자율적인 생산이 가능해 졌다고 볼 수 있다. 앞으로는 생산품목의 다양화와 동시에 개별화를 통해 맞춤형의 소량주문도 가능할 것으로서 사료된다.

디지털화·디지털 전환은 위에서 서술한 바와 같이 Platform ID 4.0의 가장 중요한 이슈로 떠올랐다. 이 디지털화는 기술적인 측면이 중요하나 반면에 디지털 전환은 오히려 비즈니스 측면에서 많이 고려되고 그 중요성이 더해지고 있다.

디지털화는 현재의 기술에서 미래의 새로운 청사진을 향해 발전해 나가는 도정이자 기술적으로 도달해야 할 목표이고 디지털 전환을 굳이 표현한다면 디지털적인 사고방식을 가지고 새로운 조직의 구성, 변화를 통해 수익을 창출하는 전략을 의미한다. 비즈니스 측면이 강한 디지털 전환은 필자의 분야가 아니기 때문에 여기서는 단지 디지털화만 설명하기로 한다.

현재의 공장을 미래에 IoT나 CPS 그리고 클라우드 OPC UA (Open Platform Communication Unified Architecture) TSN (Time Sensitive Network) 등을 활용하여 스마트 팩토리를 구현하면 이것이 바로 디지털화가 된다. 그러나 현재의 기술로 스마트 팩토리를 구현하는 것은 아직은 가능하지 않아 사실상 스마트 팩토리는 존재하지 않는다. 미래의 지능형 공장인 스마트팩토리를 기준으로 디지털화를 논의한다는 것은 무리가 따르는 것이 사실이다. 자본과 기술력이 풍부한 대기업에서도 디지털화의 진행정도를 평가하기에도 쉬운 일은 아닐 것이다.

2018년 독일의 중소기업을 대상으로 한 설문조사에 따르면 디지털화를 다음과 기술하였다. “디지털화의 개념은 내부 운영 영역(내부 디지털화)뿐만 아니라 잠재 고객, 공급 업체, 당국 또는 기타 관련 기관 및 개인을 포함하는 외부 디지털화와 관련된 네트워크화 한 디지털 정보 및 통신 시스템을 사용하는 것으로 정의 된다” 물론 이 기준에 따라서만 한 것이 아니고 이를 다시 3 단계별로 분류하여 디지털화 수준에 대한 설문을 조사하였다. 이것을 기반으로 하여 중간규모의 기업임원 121명을 대상으로 설문조사를 하여 얻은 주요사실은 다음과 같다.

디지털화는 독일 중소기업에 도입되었고 전략뿐만 아니라 이미 운영상의 한 부분으로 되었다. 엄청난 결과이다 과연 그럴까? 2013, 14년에 조사한 설문조사에서는 73 %의 이상의 응답자가 디지털 전환은 최신의 이슈로 디지털화에 전략적으로 관련성이 높은 것으로 평가하고 있으나 구체적인 전략이나 기업차원의 대응에 대해서는 언급이 없었다. 2016년 독일의 쾰른 경제 연구소의 설문 및 인터뷰 보고에 의하면 디지털화는 시간, 인력 및 재정문제에 대한 요구사항이 필요하다는 것을 언급하였다.

지난설문 조사와 2018년 설문조사를 비교하면 위에 언급한 바와 같이 많은 발전이 있었음을 알게 된다. 그러나 디지털화에 대한 전문 인력이 독일의 경우에도 부족하고 걸림돌이 완전히 제거된 것은 물론 아니다. 현재 독일에는 Platform ID4.0에 대한 기술 지원센터, 그리고 CPS 연구센터 등, 많은 산학연 클러스터가 구성되어 여러 지역에서 연구가 이루어지고 있다. 또한 중소기업 벤더들에 의해 개발된 신기술의 소개가 지속적으로 이루어지고 있어 Platform ID4.0의 종주국으로서의 명성에 걸맞게 디지털화 및 디지털 전환에 대한 많은 준비가 되어 있다.

눈을 돌려 국내의 경우 중소기업들의 디지털화에 대한 설문조사의 구체적인 통계가 있었으면 하는 바람이다. 국내 중소기업에서 디지털화는 어떤 모습을 띠고 있을까? 미래의 새로운 신기술에 대한 이해도는 얼마나 되는지 필자도 궁금하다. 최소한 새로운 비즈니스 모델에 대한 전환과 더불어 디지털화와 디지털 전환에 얼마만큼 준비가 되어있는지 설문조사가 나와서 이를 토대로 Platform ID 4.0에 대한 대비를 하면 좋을 것으로 사료된다.

국내에서도 디지털화에 대한 기준을 만들고 설문조사를 거쳐 중소기업의 디지털화 방향을 설정하는 것이 요구된다. 디지털화 구축을 위한 단계별 조치가 여러 컨설팅 기업들에 의해 제안되고 있으며 현재는 디지털 전환에 대한 방법도 제시되고 있다. 물론 이들에 의해 제시된 방법이 국내의 실정에 적합한지는 알 수 없다. 어째든 참고하면 많은 도움이 될 것이다.

덧붙이자면 특히 산업분야별로 디지털화·디지털 전환에 대한 많은 연구와 더불어 이를 체계화하여 실질적인 도움이 되도록 해야 한다. 그리고 기술적인 차별화는 있지만 예를 들어 한국형 스마트 팩토리와 같은 용어는 조금은 생각해 보아야 할 것으로 사료된다. 스마트 팩토리에 한국형이 별도로 존재하는지 궁금하기 때문이다. 앞으로 한국형 디지털화·디지털 전환 이라는 용어도 나올 수 있기 때문이다.

끝으로 국내의 기업들도 디지털화를 위한 많은 전문 인력들을 양성해야 한다. 여기서 의미하는 전문 인력은 실질적으로 기술적 구현이 가능한 인력들이다. 지금도 산업현장에서 땀을 흘리고 일하는 국내의 많은 엔지니어들에게 경의를 표하며 이만 글을 마칠까 한다.

 

<필자 요약> 박장환 교수(jhpark@hknu.ac.kr)는 1985년~1992년: 오스트리아 그라츠(Graz) 공과대학 제어·자동화 연구소/ 1992년 12월: 동대학 박사 학위 취득/ 1994년~현재, 한경국립대학교 전기전자제어공학과 교수/ 주전공분야는 자동화 네트워크, 모션제어로 오는 11월 23일 디지털 인사이트 2018, 컨퍼런스에서 "스마트 팩토리4.0, 플랫폼 구현을 위한 디지털화(Digitallization)와 디지털 전환( Digital Transformation)"이란 주제로 밝힐 계획이며, 장기간 연구 활동을 위해 2019년 1월 오스트리아 그라츠 공대로 출국할 예정이다.

 


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.