21세기에 들어서면서 인구 고령화로 인해 숙련된 노동자들이 점차 줄어들게 되었고, 트렌드가 빠르게 변하면서 제품의 수명주기가 급격히 줄어들고 있습니다. 또한 소비자들의 니즈가 다변화, 다양화되면서 개인 맞춤형 생산이 요구되고 경제 구조가 제조업에서 정보기술(IT)을 포함한 서비스업 중심으로 옮겨가면서 전통적인 제조업은 큰 타격을 입게 되어 제조업의 혁신이 요구되고 있습니다. 이로 인해 '스마트 팩토리'가 등장하고 있습니다.
스마트 공장은 스마트 팩토리라고도 하는데 이것이 무엇인지 알아보도록 하겠습니다.
스마트 공장이란?
4차 산업혁명 시대를 맞이하여 현대자동차에서 스마트 팩토리 사업을 진행한다는 뉴스를 접하셨을 텐데요. 현대자동차는 세계 최고 수준의 자동차 생산공장을 미래 제조 경쟁력 확보를 위해 다양한 연구를 통해 스마트 머신, 빅 데이터, 인공 지능이 융합된 혁신적 스마트 공장을 준비한다고 발표했습니다. 그렇다면 스마트 공장이 무엇일까요?
독일의 Industrie 4.0에서 제시된 미래형 공장으로 제품의 기획과 설계에서 유통 판매에 이르기 모든 생산과정을 사물 인터넷, 사이버물리시스템 등 ICT 기술로 통합하여 공장 설비와 공정을 서로 연결하고 제조활동 관련 정보를 실시간으로 수집, 분석, 공유, 제어하여 기업의 생산성과 품질 등을 극대화하는 첨단 지능형 공장을 말합니다.
즉 스마트 공장은 기획·설계→생산→유통·판매 이르는 제조과정의 전부나 일부 과정에 사물인터넷(IoT)·인공지능(AI)·빅데이터와 같은 정보통신기술을 적용해 기업의 생산성과 제품의 품질 등을 높이는 지능형 공장을 의미합니다. 제품을 생산하는 공정만 바뀐다고 스마트 공장이라고 할 수 있을까요? 여기에서 생산 자동화와 스마트 공장의 차이가 무엇인지 궁금해질 텐데요. 생산 자동화 시스템이란 제조과정에서 사람의 개입을 최소화해서 기계가 하도록 하는 것을 궁극적인 목적으로 하는 무인화 공장 시스템을 의미합니다. 반면 스마트 공장은 제조의 전 과정, 즉 기획, 설계, 유통 및 판매 과정에서 정보통신기술(ICT)로 통합해 고객 맞춤형 스마트 제품을 생상하는 지능형 공장을 의미합니다. 즉 스마트 공장은 제품의 주문에서부터 완제품 출하까지 제조 관련 모든 과정을 포함하는 것입니다.
스마트 공장이 필요한 이유는?
2016년 기준 우리나라의 제조업 경쟁력은 세계 5위 수준입니다. 제조업은 양질의 일자리 450여만 개, 국내총생산(GDP)에서 비중 30.4%(2017년 기준)를 차지하는 우리 경제의 원동력이라고 할 수 있습니다. 우리나라 제조업의 국내총생산(GDP) 비중은 30.4%입니다. 이는 중국 29.3% , 독일 23.3%, 일본 20.3% , 미국 11.2% 순으로 우리나라가 주요국 가운데 가장 높은 수준입니다.
세계 각국은 이미 제조업 고도화를 위한 혁신 전략*을 발표하며 생산성 혁신을 경쟁적으로 추진하고 있으나, 우리나라는 최근 주력산업 침체로 인한 가동률 하락 등으로 제조업 활력이 저하되고 있습니다.
제조 강국의 지위를 확보하기 위해 제조업 생태계의 핵심인 중소기업의 경쟁력 제고가 필수적이나, 노동시간 단축이 국내 중소기업에 경영부담으로 작용하고, 생산성 향상의 핵심 수단인 스마트공장의 구축 여력도 아직은 부족합니다. 그러나 한국은 정보통신기술(ICT) 기반, 로봇 보급률 세계 1위 등 디지털화와 제조 데이터 활용에 유리한 환경을 갖추고 있으며 이미 스마트공장 경험과 기술·인력을 보유한 대기업과 넓은 저변의 중소기업을 보유하고 있습니다.
이를 토대로 우리나라 정부는 중소기업이 4차 산업혁명의 기회요인을 적극 활용해 도약할 수 있도록 뒷받침하고 우리 경제의 혁신성장 가속화하기 위한 국가차원의 비전을 담은 「중소기업 스마트 제조 혁신전략(2018.12.)」을 발표해 추진하고 있습니다. 생산성 향상의 대안인 스마트공장의 성과를 점검하고, 이를 제조업 전반의 혁신으로 확산·발전시킨다는 목표를 갖고 있습니다. 또한 2020년 7월에는 디지털 뉴딜의 제조업 디지털화 핵심 후속조치로서 기존 스마트 공장 지원사업을 한 차원 높이는 「AI·데이터 기반 중소기업 제조혁신 고도화 전략」을 발표하기도 했습니다.
스마트 공장 적용 범위
스마트공장은 제품 기획·개발부터 양산까지, 주문에서부터 완제품 출하까지 제조 관련 모든 과정을 말합니다. 응용 시스템뿐 아니라 현장자동화와 제어자동화 영역까지 공장 운영의 모든 부분을 포함하는 것입니다.
스마트 공장 수준별 단계
스마트공장은 도입을 원하는 업체에 따라 다양한 형태로 구현 가능하며, ICT(정보 통신 기술)의 활용 정도 및 역량에 따라 Level 1~5로 구분한다.
스마트 공장 관련 용어
스마트 공장과 관련된 용어는 다음과 같습니다.
참고: *(미국, ’11.6) Manufacturing USA, (독일, ’ 11.4) Industry 4.0, (일본, ’ 17.3) Connected Industry
스마트 융합센터, 금오공과대학, 대한민국 정책 브리핑, 대전테크노파크, 스마트제조혁신단
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