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4차 산업혁명 시대에 우리의 제조경쟁력은?고경철ㆍ KAIST 인공지능센터 연구교수
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승인 2017.10.09  22:22:25
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4차 산업혁명시대의 제조업은 스마트 팩토리로 상징된다. 스마트 팩토리(Smart Factory)? 과연 이 개념은 무엇일까. 한마디로 무인공장이다. 완전자동화(Full Automation)를 넘어서 완전 자율화(Autonomy)된 공장이다. 단순 생산자동화를 넘어서, 자율생산 시스템을 갖춘 공장을 말한다. 물품주문에서, 생산발주, 생산계획까지 ERP시스템에 의해 관리되고, 공정최적화(Process Optimaization)와 예지(Prediction), 이상 징후 감지(Anomaly detection) 등은 데이터를 기반으로 인공지능 솔루션에 의해 통제되고 운용되는 시스템이다.

생산물품이 바뀌면, 물품에 대한 설계도면이 데이터로 흘러 들어가, 공정이 자동으로 설계되고, 티칭 및 시운전 등이 자동적으로 이루어진다. 한마디로 Self-Organization(자율구성)을 기반으로 모듈화가 실현되는 공장이다. 마치 레고블록으로 여러 가지 형상의 작품이 만들어지듯, 생산할 물품에 최적화된 공정이 스스로 조립되어 생산하는 Plug and Produce(PNP)가 구현되는 공장이 바로 스마트 팩토리이다.

4차 산업혁명시대의 스마트 팩토리의 핵심은 바로 데이터에 있다. 각 공정 플랜트에는 실제 공정에서 일어나는 모든 물리적 현상이 센서에 의해 감지되고, 감지된 데이터는 IoT(사물인터넷)에 의해 클라우드 서버로 집적된다. 클라우드 서버로 모여진 공정데이터들은 분석되고 학습되어 최적의 형태로 조건을 탐색하여, 다시 공정을 재조립하고, 최적화한다. 각 공장의 경쟁력은 비용, 시간, 불량률로 결정된다. 이러한 품질 경쟁력, 생산성은 바로 스마트공장을 통해 얻어진 데이터를 기반으로 하여 결정되는 세상이다.

따라서 4차 산업혁명은 스마트 혁명인 셈이다. 스마트 공장에서 로봇의 역할을 생각해 보자. 과연 인건비를 대체하는 수단으로서 로봇의 역할이 국한될까? 스마트 공장에서 로봇의 역할은 단순히 물리적인 힘 노동력을 대체하는 것으로 끝나지 않는다. 센서로 무장한 스마트 로봇은 공정에 일어나는 모든 물리적 현상을 관찰하고, 조립, 가공, 품질검사 등 모든 공정에서 데이터를 수집하고, 축적된 빅 데이터를 기반으로 한 최적화된 작업 프로그램으로 주어진 작업을 수행한다. 공정내의 물류 로봇들은 최적화된 경로와 일정으로 생산에 필요한 부품과 최종 생산물들을 물품 배송창고에 적재한다.

제조 로봇들을 포함해 내부의 작업 프로그램들은 모두 공장을 통제하는 생산관리 솔루션(MES)의 통제를 받게 되며, 제조 로봇들이 감지한 데이터들은 모두 수집되어 MES로 전달되는 순환시스템의 구성요소가 될 것이다. 한마디로 스마트시대의 제조 로봇은 자동 프로그래밍, 자율판단, MES에 기반 한 최적화로 특징지어질 수 있다. 이러한 스마트 공장에서의 핵심기술은 역시 데이터를 다루는 인공지능 기술과 MES 솔루션과 같은 스마트 팩토리 플랫폼 기술이 될 것이다.

그리고 이러한 스마트 공장에서 인간의 역할은 철저히 배제될 것으로 보인다. 우리가 생활하는데 필수적인 문명의 이기들, 자동차, 스마트폰, 가전제품, 의류, 약품, 식품 모두가 스마트 팩토리를 통해 생산되는 제조혁명 시대에, 국가의 산업 경쟁력은 바로 스마트 팩토리와 스마트 로봇에 달려 있는 이유가 여기에 있다. 이러한 제조혁신은 한나라의 국가 경쟁력을 좌우하기에 단순히 민간에게만 맡길 수 없다.

이미 굴지의 IT기업들은 막대한 자본력을 앞세워, 로봇과 인공지능, 스마트 팩토리 플랫폼 기술에 집중 투자하고 있다. 산업 생태계는 이러한 혁명적 변화에 모두 재편되는 시기에 있다. 더 이상 시간을 지체할 수 없다. 우리의 제조 경쟁력은 이미 기술과 인력의 우수성이 한계에 다다르고 있다. 제조원가와 생산기술은 더 이상 우리 산업을 지탱하는 버팀목이 아니다. 우리의 우수한 제조인력 또한 인공지능과 빅 데이터로 무장한 MES와 로봇을 이길 수 없다. 앞으로 5년 길어야 10년 내에 모든 제조 산업은 스마트 팩토리로 재편될 것이다.

이렇게 되면 한국, 일본, 독일 등 제조업 강국의 구도 또한 다변화와 평준화에 의해 전 세계가 제조 국가로 재편될 것이다. 스마트 제조혁명 시대에 최종 생산자는 바로 스마트 팩토리 솔루션을 확보한 기업이 될 것이기 때문이다. 모든 제조는 EMS와 같은 전문 위탁생산 기업이 맡게 될 것이고, 생산에서 판매 유통까지 모두 단일 네트워크로 묶이는 온라인 주문생산 방식으로 바뀔 것이다. 생산자와 소비자의 경계도 무너질 것으로 보인다. 소비자가 물품 디자인뿐만 아니라 생산에도 참여하는 진정한 프로 컨슈밍 시대가 현실화 될 것이다.

지금의 기업구도도 모두 재편될 것이다. 새로운 서비스와 새로운 제조 회사들이 갑자기 나타나 전통의 제조 산업의 지형을 모두 바꿀 것이다. 코닥이 몰락하고, 블록버스터가 사라지듯이, 페이스북이나 넷플릭스 같은 새로운 혁신기업이 그 자리를 차지하게 될 것이다. 이러한 4차 산업혁명 시대에는 데이터를 기반으로 하기 때문에 데이터를 차지하는 기업이 최강기업이 되어 세계경제를 쥐락펴락할 것이다.

국가대표 기업의 개념도 사라지고, 완전 다국적기업이 경제판도를 장악할 것이다. 데이터 자본주의 시대가 되어, 데이터를 확보하지 못한 기업과 데이터 주권을 지키지 못하는 국가는 초강기업 데이터 독점기업에 의해 완전히 종속적 위치로 전략하고 말 것이다. 이러한 신 데이터 자본주의시대를 대비하여 우리가 준비해야 할 방향은 명확하다. 우리가 살아남을 방향은 끊임없는 스마트 팩토리 기술 투자와 정책적 지원뿐이라고 본다. 고경철KAIST 인공지능센터 연구교수 

정원영  robot3@irobotnews.com
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