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독일, 제조업에 ICT 기술 접목해 산업 경쟁력 높여[유럽서 배우는 부산 스마트시티] - (6) 독일 - 제조업에 스마트시스템 도입
주덕 기자  |  lamour777@leaders.kr
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승인 2017.07.26  16:58:36
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▲ 독일 지멘스 암베르크 디지털 공장 모습.

‘인더스트리 4.0’ 완전자동화·생산체계 혁신 주도
스마트공장 표준화·인프라 구축·안전성 확보 시급


세계는 제조업 분야에서도 환경 변화를 맞고 있다. 출산율 저하 및 고령층 경제활동 증가 등의 영향으로 선진국의 제조업 생산인구는 급감하고 고령화되는 반면, 중국·인도 등 개도국은 탄탄한 노동력을 기반으로 제조업 강국으로 떠오르고 있다. 이에 더해 급격한 도시화로 소비문화가 확산되며 저임금으로 인해 제조업을 기피하고 서비스업을 선호하는 경향에 따라 서비스업 중심의 경제구조로 전환되면서 제조업의 매력은 갈수록 떨어지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 선진국들은 빠르게 고령화되고 있는 제조 숙련공들의 노하우를 공유하고 전수하는 시스템을 설계함으로써 생산인구 감소를 극복하고 생산성을 향상시키는 작업을 진행하고 있다. 또한 글로벌화·도시화·인구구조의 변화·에너지 형태의 전환 등 사회적 변화는 이에 대응하는 해결책을 촉구하고 있다. 제조업 기반이 단단한 국가나 도시는 경제 위기 상황이 도래해도 곧바로 회복할 수 있는 능력을 가지고 있는 만큼 제조업의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 독일의 경우 부자 도시로 이름난 뮌헨의 중심가 상점에는 쌍둥이칼 대리점은 물론 유명한 주방기구제품의 대리점이 자리 잡고 있어 제조업 강국으로서의 모습을 보이고 있다. 세계는 지금 1차(18세기)·2차(20세기 초)·3차 산업혁명(1970년 초)을 거쳐 정보통신기술(ICT)과 제조업이 완벽하게 융합하게 될 4차 산업혁명기(2020년 이후)에 접어들었다. ICT와 제조업의 융합을 통한 제조업의 서비스화와 고부가가치 창출은 과거보다 제조업의 효율을 높이면서 각국은 제조업의 비중을 높이는데 몰두하고 있다. 4차 산업혁명기에는 ICT와 제조업의 융합으로 산업기기와 생산과정이 네트워크로 연결되고 상호 소통하면서 최적화를 달성하기 위해 노력하고 있다.

 
   
▲ 독일 뮌헨 BMW 박물관에 전시된 하이브리드 차량 모습.주덕 기자

◇ ‘스마트팩토리’ 필요성과 확산의 애로점

스마트팩토리는 스스로 생산, 공정통제 및 수리, 작업장 안전 등을 관리하는 역할을 할 것으로 기대된다. 생산기기와 생산품 간 상호 소통체계를 구축해 전체 생산 공정을 최적화·효율화하고, 산업 공정의 유연성과 성능을 새로운 차원으로 업그레이드시킨다.

생산성 돌파구 마련의 필요성, 기량이 우수한 제조 인력들의 감소, 시장변화 속도의 증가, 요소 기술들의 가격 인하, 각국 정부의 제조업 부흥 노력 등 글로벌 트렌드 측면에서도 스마트팩토리 확산 여건은 무르익고 있는 것이 사실이다. 그러나 여전히 수요 측면의 도입 장애 요인들도 만만치 않아 시장의 조기 확산을 장담하기는 쉽지 않다. 투자 사이클 해결과 기존 장비 문제, 표준화 지연, 보안 및 내부 기밀 유출에 대한 불안감, 고정비 증가에 따른 재무적 유연성 저하, 아웃소싱 등 다른 제조 대안의 존재는 스마트팩토리 확산을 저해하는 요인으로 작용한다. 제조업 내에서도 산업들의 여건이 매우 다르므로 스마트팩토리 확산 속도는 산업별로 천차만별일 가능성이 크다.


◇ 독일 ‘스마트팩토리’ 현황

독일은 자동차, 기계, 부품산업 분야에서 강점을 가지고 있으므로 스마트팩토리가 다른 국가에 비해 빠르게 확산되고 있다. 제품이 고중량, 고정밀, 고가격 특성을 가지고 있으며 라이프 사이클이 길고, 고객들의 맞춤화 요구가 크면 스마트팩토리 도입 시 비용 대비 발생이익이 상대적으로 크기 때문이다. 독일은 미국, 일본과 더불어 스마트팩토리 도입에 앞장서고 있다. 독일 제조업의 GDP 비중은 23%로 일본(19%)과 미국(12%)보다 훨씬 높다. 독일의 주력 제조업은 자동차(18.5%), 기계장비 및 부품(15.2%), 화학(9.8%) 등이다. 기계, 제조 기술이 강하고 기계 운용과 관련된 산업 소프트웨어, 엔지니어링 기술력이 좋다.

독일 경쟁력의 원천은 히든챔피언이라 부르는 강소기업들에서 나온다. 기자가 뮌헨 취재 중 만난 다니엘 슐츠는 쌍둥이칼 대리점에서 일한다. 그는 “강소기업은 독일 제조업 경쟁력의 원천이다. 제조업체에서 평생 장인으로 일한 것에 대해 자부심을 갖고 있다”고 말했다.

 
   
▲ 독일 뮌헨에 위치한 BMW 본사 전경.주덕 기자

◇ 독일의 ‘스마트팩토리’ 추진 전략

독일은 4차 산업혁명이란 말 대신 ‘인더스트리 4.0’이라는 표현을 사용한다. 앙겔라 메르겔 총리가 2012년 ‘인더스트리 4.0’ 정책을 발표하면서다. 독일이 강점을 가지고 있는 제조업을 기반으로 IoT·스마트공장 시스템 등을 도입해 완전 자동화와 생산체계의 혁신을 주도하는 것을 의미한다.

독일은 정부 주도 하에 산·학·연 연계를 통해 표준화 전략을 추진하고 있다. 인공지능(AI)·로봇·빅데이터 등 신기술산업을 적극적으로 장려하고 이를 기존 산업과 융합해 경제·산업의 패러다임을 바꾸려는 목표를 갖고 있다. 독일은 2011년 ‘하이테크 비전 2020’에 ICT 융합을 통한 제조업 창조경제 전략인 인더스트리 4.0 전략을 주요 테마로 포함시키고 이를 강도 높게 추진하고 있다. 독일 정부는 인더스트리 4.0을 위해 벤츠·BMW·폴크스바겐 같은 완성차 업체, 지멘스·보쉬 등 부품업체, 중소기업들이 참여하는 ‘스마트팩토리 협의회’를 구성해 스마트팩토리 시스템 구축에 필요한 자금과 인력을 지원하고 연구 결과를 공유하고 있다.


◇ ‘인더스트리 4.0’ 구현을 위한 전략

독일은 ‘인더스트리 4.0’ 구현을 위한 3대 전략으로 먼저, 지능형 공장 및 초연결 사회의 핵심 요소기술인 센서 경쟁력 강화방안을 마련하고 있다. 또한 기술 교류 및 산학연관 협력 구심점의 필요에 따라 구체적인 리딩기관 및 협업기관을 선정해 정부 지원 하에 이를 강하게 추진하고 있다. 스마트팩토리 같은 거대한 시스템 구축을 위해선 공정부터 공급망까지 지능화가 필요하므로 대·중소 기업 간 협력체계 구축이 중요하다. 예를 들어 대기업이 개발한 기술을 중소기업들이 활용하게 함으로써 국가 전체의 제조업 경쟁력을 끌어올리는 것을 목표로 삼고 있다. 이를 통해 공장자동화 기술, 제조 기술, 정보통신 기술, 그리고 차세대 인터넷의 중요한 방향성을 제시하고, 산업의 새로운 시대를 펼칠 것을 기대하고 있다.

자동차, 기계 및 관련 부품 산업에서 강점을 보이는 독일은 21세기형 차세대 생산 체제를 구축하고, 스마트팩토리의 표준을 장악하려 한다. 장기적으로는 독일 산업계 전역을 ‘세계의 공장을 만드는 공장’으로 전환하기 위해 애쓰고 있다. 독일 기업들은 컨베이어 벨트의 제거, 설비 및 공장 간의 연결, 가상과 현실의 결합, 인간과 기계의 협업을 통해 다품종 소량 생산 방식을 모색하고 있다.


◇ ‘인더스트리 4.0’의 기대효과

‘인더스트리 4.0’은 소비자 고유의 선호도를 제품주문 및 생산계획 단계에 반영하고 고객의 선호도 변화에 따라 제조 방식 및 디자인의 실시간 변경을 추구한다. 그 결과 나만을 위한 제품 시대가 개막됨으로써 개인화된 제품을 제공할 수 있으며 소비자 맞춤형 대량 생산 확대가 가능해진다.

또한, 고객주문이 생산공정에 미치는 영향 등을 사전에 시뮬레이션함으로써 비용 절감이 가능하며 고객주문에서 맞춤형 생산관리, 재고 및 유통관리, 고객사 이송 및 애프터서비스까지 RFID 체제를 구축해 자원 효율성을 제고할 수 있다. 실제 뮌헨의 BMW 공장에서는 신차 출시에 따라 수시로 변하는 부품형상을 3D프린트로 제조해 비용 절감 및 생산성 제고는 물론 다양한 고객 니즈에 대응하고 있다.

숙련공의 노하우를 디지털화하거나 숙련공과 미숙련공을 원격으로 연결시켜 언제 어디서든지 지식을 공유할 수 있도록 시스템을 구축하는 등 제조업의 서비스화를 통한 경쟁력 제고를 추구하고 있다.

 
   
▲ 독일 뮌헨에 위치한 BMW 박물관.주덕 기자

◇ ‘인더스트리 4.0’ 구현의 주요 과제와 시사점

현재 ICT를 기반으로 하는 스마트화는 스마트폰, 스마트시티, 스마트그리드 등 많은 분야에 적용되고 있으며 이에 따라 공장을 스마트화시키는 ‘인더스트리 4.0’은 필연적이다. 공장 스마트화는 새로운 제품 생산뿐 아니라 에너지 소비나 제조업 근로자의 노동환경 등 다양한 문제들을 해결할 수 있다. 향후 기계·설비 등을 원격지에서 조작하는 것이 가능하게 되면 통근 자체가 불필요하고 안전한 장소에서 쾌적하게 근무할 수 있게 되어 근로자 생활의 질이 향상된다.

인더스트리 4.0 구현을 위해선 해결해야 할 과제 역시 존재한다. 무엇보다 먼저, 제조 공장의 설비를 내외의 다양한 물건이나 서비스와 연결하는 것이 필수적이므로 통신 수단이나 데이터 형식 등의 표준화가 시급하다. 다양한 연결로 인한 시스템의 복잡성으로 인해 시스템관리도 중요해진다. 또한 높은 수준의 통신 인프라 정비가 필수적이며 외부 네트워크와의 접속에서 생기는 사이버 공격의 위험성에 대비하는 안전성 확보가 절실하다.

인공지능이나 사물인터넷과 같은 정보통신기술의 급격한 발전을 산업혁명으로 볼 수 있느냐에 대한 논의가 활발하게 진행되고 있으나 정보통신기술은 4차 산업혁명의 동력으로 작동하고 있는 것은 분명하다. 우리 역시 독일의 ‘인더스트리 4.0’이나 중국의 ‘제조2025’같이 국가가 나아갈 방향을 제시할 수 있는 사회적 합의를 담아낸 구호를 만들어 제조업에 획기적 변화를 가져올 수 있도록 해야 한다.
독일 뮌헨 = 주덕 기자

 

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