4차 산업혁명의 도래로 지난 10년 동안 스마트 제조, 산업 사물 인터넷, 디지털화된 시스템이 제조업에서 현실화 되었다. 일부 공장은 스마트 제조로 혁신해 가고 있지만, 대부분이 아직 지금 새로운 제조 방식으로 옮겨갈 때인지 고민하고 있다.

과거의 산업혁명은 우리에게 변화를 받아들여 기술의 발전에 뒤처지지 않도록 가르쳐 준다. 제조업이 디지털로 전환하고 있다고 말해도 무방할 것이다. 그럼에도 불구하고, 어떤 공장에 큰 변화를 가져오려면 상당한 양의 고민과 자원이 필요하다. 현재의 생산활동에 부작용을 피하며 계획에 따라 한 번에 한 단계씩 추진해 나가는 디지털 전환 접근방식을 생각해보자.

Industry 4.0으로 인한 생산방식의 변화

생산 시스템이 단순한 디지털 제어 방식에서 상호 연결, 자동화 및 스마트 방식으로 전환되었다. 원자재 운반, 가공, 포장, 선적까지 모든 시스템으로 공장은 톱니바퀴에 의해 움직이는 시계처럼 작동되고 있다. 동시에, 생산에 사용 가능한 데이터를 지속적으로 분석하고 빅데이터 분석과 클라우드 컴퓨팅을 사용하는 모든 하위 시스템으로 더 나은 솔루션을 찾는다. 그 결과 공장은 제조활동이 스마트하고 운영효율이 높아진다.

Industry 4.0으로 무장된 이러한 현대 공장들은 사이버 물리 시스템, 설비에 내재된 컴퓨팅 및 IIoT 기술에 의존하며 생산 속도, 품질 및 효율성을 향상시킨다. 이러한 신기술은 현대의 적층 제조 공정과 결합하여 기존의 공정으로는 할 수 없는 복잡한 기하학적 구조를 만들어낼 수 있다. 이러한 시스템을 통해 생산된 신제품은 이전과 비슷한 가격에 더 높은 품질을 제공하여 기업들이 시장에서 전통적인 제조업체들보다 결정적인 우위를 점하게 한다. 경쟁력을 유지하기 위해 모든 공장은 4차 산업 혁명에 발맞춰 제조 시스템을 디지털화하는 방향으로 나아가야 할 것이다.

공장의 디지털화에 4차 산업혁명 기술의 다양한 측면을 활용할 수 있다. 아래에 생산 공장의 디지털화 여정에 비교적 쉽게 접근하면서 과제를 해결할 수 있는 다섯 가지 단계를 소개한다.

1. 변화를 위한 준비

제조 방식을 새롭게 바꾸려면 톱 다운으로 내려야 할 큰 의사결정이 필요하다. 생산을 디지털화하는 것은 단순히 새로운 기계나 소프트웨어를 들여오는 것과는 다르다. 회사 조직의 모든 층에 변화를 가져올 새로운 비즈니스 전략을 짜는 것까지 포함된다. 임원들은 책임을 가지고 디지털 전환을 위해 준비하여야 한다.

디지털화를 준비하는데 있어서 주요한 일은 기업이 직면한 과제를 파악하고 장기적으로 회사의 목표를 달성하는 데 디지털 혁신이 어떻게 도움이 될 수 있는지 파악하는 것이다. 동시에, 변화하는 동안에 조직을 조정할 수 있는 효율적인 프로세스가 설계되어야 한다. 최고 경영진은 회사 재정을 보고 디지털화 과정에 얼마나 자본을 투입할 수 있는지 결정해야 한다. 일단, 이런 결정이 내려지면 실무 레벨이 움직일 수 있다.

2. 현 생산 시스템 평가

디지털로 전환하기 전에 현재 생산 시스템의 이슈가 무엇인지 파악하는 것이 중요하다. 생산 시스템에는 종종 하나의 민감한 부분에 직간접적으로 연결된 여러 가지 이슈들이 발생하고 있다. 가장 큰 이슈가 있는 민감한 곳이 어디인지 평가 후 우선 해결순위를 정하는 것이 생산운영 최적화의 핵심이다.

이러한 문제를 시각화할 수 있게 되면, 생산의 문제점을 개선하고 스마트 제조로 나아가기 위해 어떤 문제를 우선적으로 해결해야 할지 의사결정하기 용이하다. 현행 생산 시스템의 해결 과제 중 우선 순위가 낮은 것들은 큰 문제를 해결하거나 최적화 목표가 이루어 졌을 때 자연히 해결되는 수도 있다.

3. 적합한 기술 파트너 선정

현행 생산 시스템의 문제가 무엇인지 파악한 후 다음 단계는 해결책을 찾는 것이다. 해당 산업에 대한 전문 지식을 보유한 기술 파트너가 자사의 미래 비전에 맞는 명확한 솔루션을 제공할 수 있다.

디지털 변혁을 시작하기 전에 원하는 솔루션을 기반으로 모든 옵션을 수집한다. 일단 몇 몇 벤더를 최종 후보 명단에 올리고, 그들의 실적과 과거 프로젝트를 조사한다. 평가한 내용을 전달하고 자사가 원하는 솔루션을 구현할 수 있는 기술이 있는지 제안을 하도록 요청한다. 자사의 필요 사항과 목표에 부합하는 파트너를 선정한다고 알려주는 것으로 충분할 것이다. 제안서를 검토한 후 기술 파트너를 선정했으면 디지털화, 보안, 솔루션 구축 시 지원 및 교육, 구현 후 지원, 데이터 분석, 확장 및 호환성을 포함하는 포괄적인 솔루션이 되도록 요청하여야 한다.

4. 작은 규모로 시작하여 확대 전개

기술 파트너가 선정되면 먼저 어떤 변화를 먼저 원하는지 알려야 한다. 이제 진정한 디지털화 여정이 시작되는 것이다. 이 때의 핵심은 전체 생산 시스템에 혼란을 주지 않기 위해 작게 시작하는 것이다. 생산에서 가장 문제가 많은 민감한 부분에 새로운 기술 또는 몇 가지 기술 솔루션을 구현하여 여러 문제를 해결하는 것이다. 이를 통해 비용을 낮게 유지하고 생산에 가시적인 효과가 나오면 생산 시스템의 나머지 부분에 미치는 영향을 분석하기에 충분한 데이터가 된다. 이렇게 작게 시작하고 효과를 분석하는 접근방식은 솔루션을 최적화하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 다음으로 개선할 영역을 효율적으로 알게 된다.

다음 영역에서도 동일한 과정을 따라야 하며, 그 결과를 면밀히 분석해 발생할 수 있는 부작용을 찾아야 한다. 이 과정이 항상 순탄하지는 않을 것이다. 경험 있는 기술 파트너와 함께 생산의 혼란을 최소화하며 목표로 하는 결과를 도출할 수 있어야 한다.

5. 교육, 분석, 최적화

공장이 완전히 디지털화된 후에도 공장을 스마트화하는 과정이 멈추지 않아야 한다. 최고의 결과를 창출하기 위해서는 직원들이 신기술로 업무를 수행할 수 있도록 교육하는 것이 중요하다. 직급별로 SOPs(표준업무절차서) 같은 것을 만들어 업무변동 시에도 쉽게 인수인계 할 수 있도록 체계를 갖추어야 한다.

스마트 제조 역할 중 하나는 다양한 생산의 양상 속에서 변화를 파악하기 위해 정기적으로 데이터를 분석하는 것이다. 제품 설계가 변경되고 생산능력이 증가하거나 부하가 변경되면 데이터를 통해 시스템의 반응을 분석한 뒤 새로운 통찰력을 얻어 최적화할 수 있다.

사업 전략과 생산 체제를 새롭게 전환하는 일은 쉽지 않은 과제이다. 앞서 설명한 제조 디지털 전환 주요 5 단계를 따르면 전환 과정에서 직면하게 될 수많은 시행착오를 줄일 수 있다. 회사의 목표를 중심에 두고, 작게 시작하여 변화에 대한 모든 수준을 준비하는 것이 무엇보다 중요하다. 새로운 시스템을 다루는 것은 사람이므로 처음부터 끝까지 사람이 중심이 되어야 한다. 스마트 팩토리는 스스로 끊임없이 생산을 최적화 하여야 비로소 스마트 하다는 점을 잊지 말아야 한다.

출처 : manufacturingtomorrow​