글로벌 네트워크기업 시스코에서 계산한 사물인터넷(IoT)의 잠재가치는 14조 달러. 그중 스마트공장 관련 부분이 27%인 3조8000억 달러를 차지한다. 스마트공장은 초연결, 융합을 통해 구현되는데, 이를 가능하게 하는 기술이 바로 IoT이다. IoT 시대의 스마트공장은 어떤 형태로 구현되는지 로크웰 오토메이션 최선남 사장이 스마트공장 국제컨퍼런스에서 발표한 강연 내용을 정리했다.
▲로크웰 오토메이션 코리아 최선남 사장
미래사회는 사물인터넷에 의해 급변할 것이다. 우리가 모르는 사이에 사물인터넷은 생활 깊숙이 자리 잡고 우리 삶을 제어하고 좌지우지하게 될지 모른다. 그런데 급격한 사회 변화들이 일어나고 있을 때는 변화 전후를 가르는 변곡점이라는 게 있다. 자동차경주에서 순위가 바뀌는 시점이 바로 곡선주로에서 벗어나는 전향점(turn-off point)에서다. 지금 우리는 벌써 변화를 경험하고 그 변곡점을 지난 시점에 있다. 경쟁 우위에 설 수 있는 중요한 시점에서 방향을 잘 못 잡거나 준비가 잘 안 돼 있으면 결국 도태하게 된다.
스마트공장도 마찬가지다. 스마트한 제조기업을 만드느냐 마느냐의 문제는 기업 생존의 문제이다. 지금은 창조시대이다. 창조시대의 핵심은 초연결과 초융합이다. 초연결과 초융합의 가장 대표적인 예가 휴대전화이다. 휴대전화로 친구, 동창, 회사 직원들이 다 연결되고 앱을 통해서 모든 것을 다 할 수 있는 연결 시대에 있다. 또한, 휴대전화에 카메라도 있고 녹음도 되고 신용결제도 되는 등 모든 게 융합되어 있다. 이를 공장에도 똑같이 적용한다면, 앞으로 공장도 기계들이 자율적으로 움직이고 판단하는 지능형 공장시대가 올 것이다.
스마트공장 핵심기술은 IoT
그러면 창조시대의 스마트공장은 어떤 모습으로 만들어질까. 2020년까지 세계 인구는 76억 명을 돌파할 것이며 그중 연간 7000만 명이 중산층으로 진입하면서 이들이 8조 달러의 추가 소비를 가져올 것이다. 그러면 지금보다 훨씬 많은 제조와 자원과 인프라가 필요하다.
예를 들어, 차량은 지금보다 100% 더 증가하게 될 것이고, 더 많은 자동차를 만들기 위해서는 철강을 더 많이 사들어야 한다. 또한, 철강으로 자동차를 만들어 내려면 많은 에너지가 필요하다. 이처럼 앞으로 사회는 생산과 관련된 수요가 극대화될 것이다. 국가의 미래는 미래의 생산에 어떻게 대응하느냐에 달렸다. 그러한 미래사회의 큰 변화와 수요를 충족시킬 수 있는 것이 바로 스마트공장이다. 그리고 그 핵심기술이 사물인터넷이다.
글로벌 네트워크 회사인 시스코에 따르면 사물인터넷의 잠재가치는 14조 달러에 이른다. 대한민국 한 해의 GDP가 약 1조3000억원이므로 13년 치의 GDP만큼 잠재가치가 있다. 그중에서 스마트공장, 스마트제조, 제조·생산과 관련된 부분이 27%로 가장 크게 차지하고 있고 금액으로는 3조8000억 달러에 해당된다. 제조 부분의 3조8000억 달러는 앞으로 자산 활용, 고용, 생산성, 공급망 물류, 고객 가치, 혁신 등 제조와 생산에 관련된 포괄적인 부분에 투입될 것이다.
사물인터넷이 제조 분야에서 구동되는 것을 ‘산업 사물인터넷’이라고 하는데, 여기에 Smart things, IoS, 클라우드, 빅데이터, 보안 등이 적용되어서 현재의 공장을 스마트하게 만들 수 있다. 특히, 빅데이터는 제조·생산의 의사결정에 직접적인 영향을 준다.
예를 들어, 3개월 안에 100만 개의 제품을 생산해달라는 주문이 들어왔다. 이것을 기한 내에 납품하지 못하면 30%의 패널티를 물어야 되는데, 과연 100만 개를 생산할 수 있을까. 그 판단은 빅데이터에 기반해서 결정하게 된다. 또한, 빅데이터를 활용하면 더 나은 고객 서비스도 제공할 수 있다.
스마트공장은 최적화 하는 것
다음으로, 스마트공장은 에너지 최적화이다. 공장에서 에너지 소모량의 절대 강자는 모터이다. 모터는 공장 전체 전기 에너지의 70%를 소비한다. 사무실은 전기를 소등하고 있는데, 현장에 있는 모터는 가장 비싼 전기를 쓰고 있는 것이다. 그러나 스마트공장이 되면 공장에 있는 모터 간 정보 교류가 가능해져 에너지 최적화를 기대할 수 있다. 그런데 이러한 정보들은 사물인터넷을 통해 클라우드에 저장된다. 시스코에 따르면 향후 5년간 클라우드는 6배 정도 더 성장할 것이다. 또한 62%의 제조업체가 향후 2년 이내에 하이브리드 클라우드로 마이그레이션할 계획인 것으로 알려졌다.
클라우드의 장점은 언제, 어디서, 누구나 사용할 수 있으며, 클라우드 컴퓨팅을 할 수 있다는 점이다. 예를 들어, A라는 회사가 전 세계에 200개 공장이 있다면, 200개의 공장을 클라우드와 연결돼 있는 형태로 운영할 수 있다. 예전에는 각 공장에 컴퓨터가 있어야만 데이터를 저장하고 취합하고 운영할 수 있었는데, 이제는 클라우드 안에 데이터만 올리면 된다. 그러면 클라우드 안에 있는 컴퓨터가 정보를 다 분석하고 결과만을 보내준다. 클라우드는 생산 현장을 스마트하게 만들어준다.
스마트공장을 가능하게 하는 또 하나의 인접기술이 모바일이다. 우리는 모바일 시대에 살고 있다. 지난해 모바일 기기를 통해 본 제조 데이터의 양은 5TB이며, 모바일 장치를 통해 콘텐츠 애플리케이션을 사용하는 정보 노동자의 비율은 60%에 달한다.
또한, 휴대전화 하나면 공장 어디든 연결이 가능해 직접 공장에 가지 않아도 현장을 확인할 수 있고 제어가 가능해진 시대에 있다. IT기술이 스마트공장에 적용되면서 앞으로 모바일 기기들이 생산현장에 적용되는 속도는 가속화될 것이다.
스마트공장 시대에는 네트워크도 중요하다. 스마트 기기, 빅데이터, 클라우드, 최적화, 이 모든 것의 근간은 연결이다. 그리고 그 연결의 근간은 바로 네트워크이다. 산업 현장에 초연결시대가 가능하도록 공장과 공장, 기기 간의 인프라가 구축되어 있다면 그것이 네트워크이다. 네트워크는 누구든지 연결할 수 있는 개방형 표준이 되어야 한다.
네트워크만큼 중요한 것이 또 보안이다. 네트워크 구축은 되어 있는데 그것들이 누구에게나 다 유출된다면 큰 문제이기 때문이다.
스마트공장을 구성하는 요소들
지금까지 스마트공장이 어떻게 구현되는지를 여러 가지 사례를 통해 알아봤다. 다시 정리하면, 제조 현장에서 생성된 정보들이 IT 표준 네트워크를 통해 전달되고 분석되고, 그것이 자동으로 최적화를 형성하는 것이 스마트공장이다.
스마트공장을 구성하고 있는 요소를 보면, 우선은 가장 하위에 있는 액추에이터 센서들이 똑똑해져야 한다. 그다음에 그것들이 운전되는 모터, 실린더 등 구동 요소들이 똑똑해져야 하고, 컨트롤러, 제어장치가 지능적이어야 한다. 그리고 이것들이 가시화되어서 눈으로 보고 판단할 수 있어야 하며, ERP, SCM, CRM 등 정보경영 시스템과 연결되어야 한다.
정리 임근난 기자 (fa@hellot.net)
