전 세계 제조산업이 디지털 제조산업으로 탈바꿈하면서 글로벌 제조업 경쟁이 심화되고 있다.
이러한 시장 환경에 맞추어 최근 정부는 대한민국 제조강국 실현의 첫걸음으로 CSF(Connected Smart Factory) 비전을 내놓았다. CSF는 제품 설계/구조 변경 등 시스템 유연성을 극대화하여 다양한 제품 생산을 통해
약 30%의 생산성 향상을 기대할 수 있다. 정보통신기술진흥센터 이효은 기술정책단장이
CSF 글로벌 컨퍼런스에서 발표한 ‘대한민국 CSF의 비전’에 대한 내용을 정리했다.

제조 산업을 둘러싼 환경은 빠르게 변화하고 있다. 먼저 시장 환경에서는 소비자 요구가 매우 다양화되고 있으며, 제품의 라이프사이클이 단축되고 있다. 제조환경 측면에서는 노동자들의 근로환경 개선과 유연하고 효율성 높은 생산체계의 요구가 많아지고 있다. 또한, 안전하고 환경 친화적인 공장 수요도 증가하고 있다. 기술 측면에서는 더 지능화를 가능하게 하는 IT 기술들의 뒷받침이 진행되고 있다.
제조 산업은 또 경제 성장의 중추 역할을 하고 있다. 제조업 성장률과 GDP 성장률의 연관관계를 보면, 연평균 GDP 성장률은 제조 GDP 성장률과 비례하여 성장하는 것을 볼 수 있다. 예를 들어 한국, 중국과 같은 총 GDP 중 제조 GDP 비중이 높은 국가에서는 제조 GDP 성장률이 연평균 GDP 성장률을 견인해 왔다.
지금은 창조경제 시대이다. 창조경제에도 제조업이 창조산업으로 거듭 발전해가지 않고는 창조경제가 완성되었다고 말할 수 없다.

그림 1. CSF 제조환경 변화 5대 지향점

제조 혁신이 필요하다

국내 제조 산업은 선진국에 비해 생산성이 낮고 제조업 영업이익이 나빠지는 등 제조업 경쟁력이 상당히 위협받고 있다. 또한, 스마트 팩토리 관련 기술 개발을 위해 국가 차원의 전략적 투자를 하고 있는 선진국과는 달리, 우리나라는 제조 핵심 기술의 해외 의존이 심해 한국형 제조 기술의 개발이 시급하다.
또한, 환율하락 추세와 간접비용 상승, 보호무역주의 강화 등으로 글로벌 제조업 경쟁이 심화되고 있다. 그리고 해외 생산 거점의 경영환경이 악화되고 있어 국내기업의 U턴과 경쟁력 강화도 시급하다. 중국의 경우 위안화 강세, 임금 상승, 자국 환경 보호 등으로 외국기업 특혜가 감소함에 따라 우리가 스마트 팩토리를 잘 발전시키면 돌아오는 제조업을 만들 수 있다.
제조업 경쟁력은 일본과 독일이 1위자리를 다투고 있다. 우리나라 제조업 경쟁력은 4위를 유지하고 있으나 중국, 대만 등 신흥국이 급격하게 상승하며 추격하고 있어, 혁신 경쟁에서 뒤쳐질 경우 제조 강국 TOP 5위 지위마저 박탈 위기에 있다.
이처럼 제조업의 대내외 환경 변화와 IT 융합 기술의 발전, 소프트웨어 중심의 공장 운용 개선 요구 등은 제조업 업그레이드 전략의 절실함을 일깨우게 했다. 제조 혁신은 결국 제조업의 고부가가치화, 생산기술 주도권 확보, 글로벌 경쟁력 강화, 고용 창출로도 기대할 수 있게 한다. 공급자 측면에서는 스마트 팩토리 관련 글로벌 경쟁력을 확보해 나갈 수 있는 계기가 된다.
ICT 기반 첨단 디지털 제조도구의 발전은 일반인의 접근이 어려웠던 전통 제조산업에서 누구나 접근이 가능한 디지털 제조산업으로 변화시키고 있다. 즉, 대량생산 위주에서 소량생산으로, 전용 자동화기기에서 디지털 제조기기로, 표준화/반복생산에서 개인화와 맞춤생산이 가능한 공장으로, 폐쇄형 공급망에서 개방형 공급망으로 제조 패턴을 바뀌고 있다.
글로벌 스마트 팩토리 공급산업 또한 지속적으로 성장하고 있다. 글로벌 스마트 팩토리 공급산업은 연평균 8%로 성장하여 2018년 2,400억 달러에 이를 전망이다. 특히 아시아 시장의 성장이 두드러지고 있다. 2013년에는 미주, 유럽, 아시아가 비슷한 점유율을 차지했으나 2018년에는 중국 산업의 자동화 요구가 확대됨에 따라 아시아 시장 확대가 전망된다.
이러한 시장 변화에 대응해서 미래부에서는 CSF(Connected Smart Factory) 비전을 계획하고 작업 중에 있다.

CSF, 초연결을 통한 신제조  생태계 구축

정부가 추진 계획인 CSF는 네트워크를 통한 신제조 생태계 구축이 핵심이다. CSF는 일반 고객의 주문이 지능형 메모리에 입력되어 반제품에 부착되고 주변과 통신이 가능하다. 또한, 외부 환경 변화에 따라 반제품과 작업자 간, 고객과 설비 간 양방향 최적/유연공정의 수행이 가능하다. 뿐만 아니라 공장내외부의 스마트 모빌리티·그리드·조달·유통 등이 웹으로 연결되어 개방형 공정을 구현할 수 있다.
추진 계획으로는 첫째, 스마트 서비스를 통한 제조혁명 추진이다. 이를 위해 서비스, 프랫폼, 네트워크, 디바이스를 구분해서 핵심기술을 개발할 계획이다. 또한, 개발된 핵심 기술들을 검증하기 위한 테스트베드도 동시 운영한다. 우리가 독자적으로 모두 해내는 것은 결코 쉽지 않다. 그래서 이와 관련된 기술을 가지고 있는 선진국들과 전략적인 국제공동 연구 및 표준화가 필요하다. 뿐만 아니라 성공 사례를 창출하고 인력양성도 함께 해나가야 한다.
둘째, CSF는 5가지 목표를 지향한다. 초연결 팩토리, 지능화된 팩토리, 친환경 팩토리, 인간중심 팩토리, 그리고 공장 자체가 팩토리에서 서비스로 기능할 수 있는 서비스 팩토리가 그 예다.
셋째, 스마트 팩토리의 초연결을 통한 창조 경제 엔진 구현과 신산업 창출이다. 이를 위해 CSF 4대(서비스, 플랫폼, 네트워크, 디바이스) 핵심기술을 개발해나갈 계획이다. 우선, 서비스 영역에서는 클라우드 기반의 맞춤 제조 솔루션, 플랫폼 영역에서는 CSF기반의 재조 서비스 융합 핵심 소프트웨어, 네트워크 영역에서는 공장 내 공장 간·공장-소비자 간 초연결을 진행시키기 위한 네트워크 기술, 그리고 디바이스 영역에서는 IoT 기반 스마트 제조 설비 등에 초점을 맞춰서 R&D를 추진한다.
또한, 개발된 4대 핵심 기술을 검증할 수 있는 테스트베드를 구축하고, CSF 솔루션 공급자 연합체 구성도 준비 중이다. 미래 제조 현장에 즉시 투입할 수 있는 인력 양성과 R&D 서비스를 통한 CSF 실증과 확산도 병행해 나간다. 그 외에도 다양한 산업 영역에 적용되어야 하기 때문에 산업 영역에 특화된 CSF 표준 모델들을 개발하고, 전략적인 글로벌 R&BD 협력을 통한 CSF 국제화도 추진한다.
결론적으로 CSF는 디지털 제조 강국으로 체질을 개선하고 산업간 동반성장 및 일자리 창출에 기여할 수 있다. 또한, 제품 설계/구조 변경 등 시스템 유연성을 극대화하여 다양한 제품 생산을 통해 약 30%의 생산성 향상을 가져올 수 있다. 특히 국내 제조업 생산 장비의 수입 대체와 해외 플랜트 수출에 적극 활용함으로써 2017년에는 2,523억 달러 규모의 관련 시장 선점 기회를 기대할 수 있다. 

정리 임근난 기자 (fa@hellot.net)