산업 자동화와 창조경제

산업 자동화는 제조업의 핵심 기술로서 보수적인 제조업 분야임에도 불구하고 기계, 전자기술 및 IT 기술과의 융합(Convergence)을 통해 성장해 왔다. 이러한 트렌드는 지금까지 이어져 에너지 절감을 위한 기술이 산업 자동화의 트렌드를 주도하고 있으며 클라우드 기술도 점차 융합되는 추세다. 이 글에서는 기술 융합의 입장에서 산업 자동화의 시대를 구분해 보고, 가까운 미래의 산업 자동화 모습은 어떻게 될지 조심스럽게 예측해본다. 또한, 컨버전스로 대표되는 창조경제와 제조업의 연계 가능성에 대해서도 산업 자동화의 측면에서 살펴보겠다.

안정호  코엑스 Automation & Energy Exhibition Team 과장


산업 자동화 1.0시기 : 초기 산업 자동화 시스템
1913년, 제조업에 도입된 포드 시스템은 산업 자동화의 시초라고 볼 수 있다. 이 당시 산업 자동화 시스템은 대부분 기어나 릴레이 기술 등 기계 및 전기를 활용한 산업 자동화 시스템이었다. 당시 자동화 기술은 정확도가 떨어질 뿐만 아니라 비용이 너무 많이 들고 유지 보수가 힘들어 현재처럼 일반화하여 사용되지 못했다.

산업 자동화 2.0시기 : 기계와 전자기술의 융합
1948년 미국 벨연구소에서 개발된 트랜지스터부터 시작된 전자기술은 모든 산업의 형태를 변화시켰으며 산업 자동화 역시 마찬가지였다. 1970년대 후반부터 기계(Mechanic)와 전자(Electronic)가 융합된 메카트로닉스(Mechatr-onics)가 등장했다. 전자기술이 기계 제어에 활용되기 시작하며 산업 자동화에 대한 신뢰성이 높아지기 시작했다. NC 머신 등 다양한 컨트롤러를 활용한 자동화 제조기계의 등장은 생산성을 급속도로 높였고 이 혁신은 대부분의 제조업에 도입되었다. 이런 제어기술의 등장은 센서, 드라이브, 모터 등 산업 자동화 관련 연관 품목 개발도 활성화 시켰다.
이러한 시장 움직임을 바탕으로 당시 뛰어난 전자 기술을    갖고 있었던 미쓰비시, 파나소닉, 오므론 등 일본기업들은 자동화 시장의 절대 강자로 성장하게 되었다. 국내에서도 1980년대 후반 산업 자동화 도입 붐이 불면서 1990년 국내

최초로 국제산업 자동화전(KOFA)이 개최되었고 국내 최대 규모의 전시회로 성장하는 등 당시 국내 제조 업계가 산업 자동화에 가졌던 관심은 매우 컸다.  이와 함께 컴퓨터와 프로그래밍 언어의 등장은 복합적이며 유동적인 제어를 가능하게 만들었다. FMS(Flexible Manufacturing System) 콘셉트로 CNC, PLC 및 산업용 로봇이 속속 등장하며 복잡한 형태의 자동화도 가능하게 되었고 향후 IT 기술이 산업 자동화와 접목할 수 있는 토대를 마련했다.

산업 자동화 2.5시기 : IT의 등장

1990년도부터 시작된 IT 열풍은 산업 자동화에도 접목되기 시작한다. 현재, 산업 자동화는 IT 기술을 논외로 하고 생각하기는 어렵다. 사실 IT 기술의 근간은 전자이기 때문에 산업 자동화의 핵심 기술인 제어계측 분야는 2.0시대와 본질에서는 다르지 않다. 2.0시대와 2.5시대를 나누는 가장 큰 차이점은 M2M이나 이더넷(Ethernet)으로 대표될 수 있는 기계 및 기능 간 네트워킹 강화로 보는 것이 무방할 것이다.
이런 네트워킹 강화는 스마트워킹의 도입으로까지 이어져 일부이긴 하지만 스마트폰을 활용한 시스템 점검, 물류 및 재고를 실시간으로 관리할 수 있는 시스템이 도입되고 있다. 또한, 전 세계를 대상으로 한 부품 조달과 해외 공장 설립 등으로 클라우드를 활용한 생산관리 시스템의 필요성도 증가하고 있다. 또한, WIKIFacturing의 개념도 가능하게 되었다.
이런 움직임 때문에 2006년, 공장자동화 전시회인 KOFA도 aimex로 명칭을 변경하여 지금까지 개최되고 있으며 전시되는 품목들도 산업용 통신망이 대폭 늘어나는 등 시장 움직임을 반영하고 있다. 그럼 공장 자동화와 창조경제는 어떻게 연계될 수 있는지 살펴보도록 하자.

산업 자동화와 창조경제

창조경제는 국민의 창의성과 과학기술, 정보통신기술(ICT)의 융합을 통해 산업과 산업이 융합하고 산업과 문화가 융합해 새로운 부가가치를 창출해 새로운 성장동력과 일자리를 만들어내는 경제라고 정의된다.
창조경제와 제조업은 어떻게 접목될 수 있을까? 사실 전통적인 제조업 분야는 창조경제를 뒷받침하는 근간 산업임에도 불구하고 창조경제의 이슈와는 거리가 먼 산업으로 인식됐다. 하지만 제조업에서 창조경제와 가장 유사한 성장 방식을 보여준 산업은 바로 산업 자동화이다.
산업 자동화의 혁신은 새로운 기술을 개발하는 것이 아니라 이종 기술의 융합을 통해 이뤄왔으며 산업 자동화의 최신 트렌드 역시 융합 강화를 통해 이뤄지고 있다. 이미 개념으로 존재했던 디지털 매뉴팩처링, WIKIFacturing 등이 바로 그것이다.

디지털 매뉴팩처링

디지털 매뉴팩처링은 기존 제조업에 ‘가상현실’,‘3D 프린터’ 등 신기술이 접목되어 다품종 소량생산 품목의 생산성을 획기적으로 개선시킬 수 있는 기술을 이야기한다. 기존 CAD/CAM/CAE 기술과 함께 IOT(Internet of Thing) 기술을 활용하여 시제품 제작 및 생산라인의 효율적인 배치가 자동화되어 생산을 단시간 내에 가능하게 된다.
또한, 최근 유행하는 3D 프린터는 목업 등 시제품 제작에 들었던 시간과 비용을 단축시켜 중소기업에 더욱 빠른 시간 내에 고객의 수요를 맞춘 제품을 출시할 기회를 제공하게 되었다. 이런 기술들과 맞물려 산업 자동화 분야는 CAD/CAM/CAE를 바탕으로 빠르게 생산 라인을 변경할 수 있는 유기적인 MES 시스템이 개발 중이다.

WIKIFacturing

WIKIFacturing은 공유를 의미하는 WIKI와 제조를 의미하는 Manufacturing의 결합어로 1인 제조를 기반으로 한 공유 생산 시스템을 의미한다. 현재 미국에서는 WIKIFac-turing 기술을 활용하여 자동차를 생산하고 있다(자동차 디자인 공모 → 가상 실물 제작(3D 프린트) → 부품조립 → 조립센터 → 판매).
사실 과거 청계천에서 탱크도 만들 수 있다는 이야기가 있었는데 WIKI-Facturing은 그것의 IT 결합 판이라고 생각해도 된다. 기존 산업클러스터에서 소기업들이 합심하여 생산했던 Low Technology 제품들이 클라우드 기술 등 IT 기술과 결합하여 체계적이고 원거리 지원이 가능함으로써 High Technology 제품들도 생산할 수 있게 되었다는 점이 다르다.
다만 제품의 완성도를 높이기 위한 자동화 설비가 갖춰진 제조숍의 활성화가 필요한데 정부의 지원이 없으면 국내에서는 불가능한 부분이다. 제조샵이 활성화되면 국내 벤처기업들도 활성화시킬 수 있다고 조심스레 전망해 본다.

수입 : 내수·수출 회복으로 5.3% 증가

지금까지 산업 자동화의 역사를 살펴보고 더 나아가 창조경제와 산업 자동화의 유사성에 대해 살펴보았다. 기존 제조업 기술은 전자와 IT 기술이 접목된 산업 자동화 시스템에 의해 급속도로 성장했으며, 앞으로도 발전해 나갈 것이다.
지금 산업 자동화 전시회인 aimex도 산업 융합 트렌드에 맞춰 스마트 센서, 모션 컨트롤 컨퍼런스 등에서 융합과 관련된 내용으로 발표가 준비되고 있으며 다양한 기획관이 준비될 예정이다. 향후 산업 자동화는 IT 기술 컨버전스를 넘어 BT, NT 기술과 융합되어 새로운 시장이 형성될 것이며 이런 기술들이 나타나게 된다면 산업 자동화 3.0시대가 도래할 것이라고 기대해 본다.