[스마트공장] 全생스마트공장 핵심은 디지털화…공장·인력 연결이 관건

부품재료 공급기업까지 ‘연결’…‘최적’의 산업용 IoT 기술 갖춰야

▲스마트공장은 첨단 IT기술을 포함해 고도화된 시스템이 적용된다. 이를 통해 다가오는 제4차 산업혁명 시대에 맞춰 발빠른 변화를 가져올 수 있다. 사진은 박성택 중소기업중앙회장이 인천에 위치한 ‘이랜시스’를 방문해 공장을 살펴보고 있는 모습. 사진제공 중소기업중앙회

“스마트공장은 4차 산업혁명의 핵심”

국내 중소기업들이 4차 산업혁명과 제조 패러다임의 변화를 위한 핵심 수단으로 스마트공장을 꼽고 있다. 첨단 IT기술을 포함한 고도화된 시스템을 통해 빠르게 변화하는 환경에 발빠르게 대응하며 생존력을 높일 수 있어서다.

◇첨단 IT 기술 접목되는 스마트공장 = ‘스마트공장’은 제품의 기획, 제조, 유통 등 모든 과정을 컴퓨터와 인터넷 등 정보통신기술(ICT)로 연결해 효율적으로 상품을 생산하는 공장을 말한다. 말 그대로 사람의 개입 없이 사물과 기계끼리 서로 소통하며 원하는 제품을 자동으로 생산하는 ‘똑똑한 공장’을 짓는 것을 목표로 하고 있다.

스마트공장은 스마트추진단의 지원을 통해 전사적자원관리(ERP), 생산관리시스템(MES), 공급망관리(SCM), 제품개발지원시스템(PLM) 등을 구축하게 된다. 추진단은 5000만~1억 원가량의 금액을 지원한다.

스마트공장은 전통적인 공장과는 다른 모습을 하고 있다. 첨단 IT기술이 접목돼 노동자가 어떠한 명령을 통해 제품 제조 과정을 설정해두면 기계가 알아서 제품을 만들게 된다. 사람의 손을 거치지 않고 로봇과 컴퓨터를 통해 제품을 만드는 공장이라고 볼 수 있다.

스마트공장에 도입되는 기술은 다양하다. 크게 디지털, 자동화, 연결화로 나뉘며 인공지능(AI), 빅데이터, 로봇, 센서, 사물인터넷(IoT) 기술이 다양하게 접목된다. 이를 통해 공장이 스스로 판단하고 작업을 수행할 수 있는 지능화된 공간으로 변화한다.

특히 스마트공장의 장점은 소비자들이 원하는 많은 제품을 단시간에 빠르게 만들어 낼 수 있다는 점이다. 일반 공장에서는 하나의 라인에서 한 가지의 제품만 나오는 것이 일반적이지만 스마트공장에서는 제품 정보만 입력하면 한 라인에서도 여러 가지 제품을 제작할 수 있는 장점이 있다. 다시 말해 다품종 대량생산을 가능하게 해 생산 효율성을 높일 수 있다.

◇스마트공장의 두뇌는 PLC = 공장을 자동화하기 위해서는 하드웨어 역할을 하는 공정제어(PLC·Programmable Logic Controller)의 구축이 중요하게 작용한다. PLC란 디지털이나 아날로그 입축력 모듈과 프로그램을 통해 산업·제조 현장의 기계장치를 제어하면서 생산 효율을 구현하는 디지털 동작의 전자장치를 뜻한다. 컴퓨터의 두뇌 역할을 하는 것이 CPU라면 스마트공장의 두뇌는 PLC가 되는 셈이다.

또 스스로 진단하는 기능을 통해 이상 처리 신호를 출력하고 진행 상황과 상태 모니터링 등이 가능하다. 따라서 PLC는 공장 자동화와 소규모 기계, 대규모 설비에 이르기까지 모든 부분에 적용 범위가 늘어나고 있다.

PLC뿐만 아니라 센서와 메모리도 스마트공장에서는 중요한 요소다. 센서와 메모리를 기계설비뿐만 아니라 소재 제품에까지 적용시켜 자율제어 생산체계를 구현한다면 주문에 따라 설비에 명령을 주고 생상 공정의 막힘 현상까지 진단해 최적의 생산 경로를 안내해줄 수 있다. 다양한 센서에서 전송하는 데이터를 기계가 읽고 소비자의 선호, 공정 상태, 가공 방향 등을 직접 분석해 실시간으로 최적 경로를 계산한다. 이후에는 결과 값을 플랫폼에 전송시켜 생산, 물류·유통현황 파악을 손쉽게 해준다.

◇스마트공장 성공 요소는 ‘연결화’와 ‘최적화’ = 국내에서 스마트공장이 성공하기 위해서는 공장에 부품과 재료를 제공하는 공급기업들까지도 서로 연결돼 최적화를 이뤄야 한다. 전문가들은 스마트공장의 핵심을 ‘연결화’와 이를 구현하기 위한 산업용 IoT 기술을 갖추는 것이라고 조언한다. IoT 기술의 핵심은 다양한 데이터를 수집해 표준화된 포맷으로 다른 시스템에 전달하는 것이다.

이를 위해 가상의 데이터센터인 클라우드의 중요성도 높아진다. 클라우드 방식은 서비스형 소프트웨어(SaaS·Software as Service) 시스템으로 머신러닝과 알고리즘 활용이 가능하고 글로벌 확장이 용이하다는 장점이 있다. 하지만 보안이 취약하기 때문에 불안감을 줄 수 있다.

국내에서 스마트공장이 고도화된 시스템으로 정착하기 위해서는 스스로 판단하는 인공지능 수준의 시스템 구축이 우선돼야 한다. 지난해 열린 ‘제9회 대한민국 제조혁신 컨퍼런스’에서는 스마트공장을 정착시키기 위해 △통신 수단의 글로벌 표준화 △복잡한 시스템 관리 문제 △신뢰성 높은 인프라 장비 구축 등을 선결 과제로 꼽았다. 특히 외부 네트워크와 연결되면 악성 소프트웨어 침입 등 사이버 보안 문제의 위험성이 높아지기 때문에 안전성 확보를 중요한 과제로 보고 있다.

업계 한 관계자는 “국내에서 지금부터 대대적으로 인력 양성을 추진해야 4차 산업혁명 시대에 맞춰 변화할 수 있다”며 “중소·중견 기업에 대한 정부의 지원도 필요하지만 가장 중요한 것은 스마트공장을 직접 마주하는 현장에서 단계적으로 자동화를 추진해야 할 것”이라고 말했다.