일본의 최신 스마트 공장

로봇 자동화 및 IoT 등의 ICT와 AI의 활용

생산효율의 향상을 목적으로 자동화 및 IoT화 등의 ICT 활용이 추진되고 있는 스마트 공장. 그 효과를 단기간에 저비용으로 최대한 끌어내기 위해서는 각 사마다 사정에 맞는 다양한 대처가 필요하다. 특히 지금까지 작업자가 맡아 오던 공정을 어떻게 전환시켜 나갈 것인가가 중요해 진다. 또한 남는 일손에 의한 작업의 효율화에도 ICT 활용이 효과적이다. 일본의 최신 공장에서 이와 같은 활약들의 최전선을 취재했다.

Part 1. 총론
열쇠는 수작업과 디지털의 융합/ 탄탄한 현장을 활용하는 스마트화가 일본 스타일

‘3분의 1의 작업자로 생산 스피드를 3배 향상(야스카와전기의 야스카와 솔루션 팩토리), ‘생산력을 70% 향상시켜 필요 인원을 반으로 절감’(다이헨의 로코사업소)과 같이 공장의 스마트화를 통해 대폭적인 생산성 향상 및 성인화를 동시에 실현한 공장이 늘어나고 있다. 스마트 공장의 실현을 위한 활동은 생산하는 제품의 종류 및 수량, 기업 풍토 등에 따라 각각 다르지만, 일본만의 공통점도 찾아 볼 수 있다.

눈에 띄는 것은 ‘사람에 의한 작업’에 중점을 주고 있다는 점일 것이다. 로봇 도입에 의한 자동화 등을 추진할 때 무작정 사람에서 기계로 전환시키는 것이 아니라 ‘어느 부분을 자동화해야 할 것인가?’를 판별해 도입하는 공장이 많다.

IoT 및 화상인식 기술 등은 제조 장치뿐만 아니라 사람의 작업에도 적용할 수 있다. 사람의 움직임을 데이터화를 통해 분석해 자동화해야 할 공정 및 작업을 명확히 한다. 또한 그 데이터 및 분석 결과로

사게 하는 시세, 사고 싶은 시세

상업의 근간이 되는 가격 책정에 혁명이 일어나고 있다. 보다 자주 세밀하게 자동적으로 가격을 바꾸는 ‘다이내믹 프라이싱’이 등장한 것이다. 아마존 등 인터넷 통신판매 사이트는 빠르게 가격변경을 반복하며 스포츠 관람의 입장료나 호텔 요금도 고객에 따라 변동하는 것이 상식이 되고 있다. “일물일가의 법칙’이 통용되지 않는 시대가 다가오고 있다.

Part 1. 마치 롤러코스터와 같은 가격 변동
일물일가는 과거의 유물/ ‘아마존 가격’을 해부

전날은 고사하고 겨우 수 시간, 아니 수 분 전에 열람했을 때와 비교해도 가격이 달라져 있다. 인터넷 통신판매로 그런 경험이 있는 사람은 적지 않을 것이다. 가격을 움직이게 하는 요인은 무수히 많다. 이런 가변적 가격 책정은 슈퍼 등 실제 점포에도 영향을 미치는 것일까?

치밀한 데이터 분석을 기반으로 과거와는 비교할 수 없을 정도로 자주, 그리고 더욱 세밀하게 자동으로 가격을 변경한다. ‘다이내믹 프라이싱’으로 불리는 새로운 대응책이 소비의 모습을 크게 바꾸려 하고 있다.

그 상징이라고 말할 수 있는 아마존은 최근까지도 IT를 구사해 폭넓은 산업의 구조 전환에 압박을 가해 왔다. 상업의 근간이라고 할 수 있는 가격 책정에도 가까운 장래에 ‘아마존 이펙트’가 불어 닥칠 것인가? 그 흐름 속에 소매업자는, 제조사는, 그리고 우리와 같은 소비자는 어떻게 대처해 나가야 할 것인가?

자율주행을 다채롭게 활용

6년 후의 개최가 결정된 2025년 국제박람회. 자율주행 및 공공교통 기관의 정액 이용 등 새로운 모빌리티 서비스를 검토하는 움직임이 간사이에서 시작됐다. 이벤트장인 오사카만의 인공섬 유메시마는 제로 베이스에서 개발이 시작되어 기업이 기술 혁신에 나서는 데 절호의 장소다. 박람회를 계기로 모빌리티 사회의 미래상을 보여줄 수 있을 지 시험대에 오른다.

3월 14일 오사카시의 오사카성 공원에서는 외국인 남녀 두 명을 태운 ‘자율주행차’가 주행하고 있었다. 자율주행차라고 해도 지붕 및 창문은 없고 사전에 정한 경로를 달리는 카트와 같은 모빌리티 시스템이다. 시속 3~5km로 도보에 가까운 속도기 때문에 가볍게 타고 내릴 수 있다. 도보와 자동차로의 이동의 빈틈을 노린 것 같은 차량이다.

개발한 것은 간사이전력이다. ‘iino’의 명칭으로 전개해 다양한 서비스를 더함으로써 콘텐츠 수입을 얻는 비즈니스 모델을 그린다. 오사카성 공원에서는 카트 위에서 전통악기 연주 및 일본무용을 선보였으며 차와 과자를 제공하는 ‘움직이는 바’로도 활용했다.

“박람회 장소인 유메시마는 미래의 형태를 보여주는 쇼케이스로 최적이다.” 경영기획실의 오카무라실장은 이렇게 말한다. 간사이전력은 전력회사이며 간사이에 자리잡은 인프라 기업이기도 하다. ‘iino’를 통해 새로운 마을 조성을 추진하는 것이 실험의 목적이다.

자율주행에서는 비접촉형이 주류로

전력을 비접촉으로 EV(전기자동차)에 충전하는 연구가 진행되고 있다. 그 끝에는 달리면서 필요한 전력을 얻는 ‘주행 중 급전’을 응시하고 있다. 가선으로부터 전력을 공급받는 방식 등의 연구도 진행 중이다.

EV는 충전기술의 선택에 따라 미래의 가능성이 크게 달라진다. 기정 노선의 ‘케이블 충전’ 방식의 경우, 앞으로 여러 가지 문제가 쏟아져 나와 완전 자율주행이 본격화되는 2030년경에는 설 자리를 잃게 될 것이라는 전망이 우세하다.

케이블 충전의 과제는 직접적인 과제와 앞으로 심각해질 것으로 보이는 과제로 크게 나눠진다. 직접적인 과제는 ①급속 충전 규격이 독자적인 사양을 포함해 난립하고 있다는 점, ②EV의 배터리 용량이 늘어나고 있어 가정의 AC(교류) 전원을 이용한 출력 3㎾에서의 충전으로는 하룻밤 만에 충전이 불가능하며 50㎾의 급속 충전의 경우에도 30분으로는 부족하다는 점, ③’초 급속 충전’ 규격의 경우에도 배터리 및 충전 케이블 사양의 한계로 인해 당장은 충전 시간의 단축으로 이어지지 않는다는 점으로 크게 3가지를 들 수 있다.

앞을 내다 보았을 경우, 배터리의 용량이 더욱 늘어나거나 EV의 대수가 늘어남에 따라 케이블 충전 방식의 EV의 과제는 눈덩이처럼 커질 가능성이 크다. 

원격 감시에 필수인 LPWA

저소비 전력으로 넓은 범위에 무선으로 통신할 수 있는 LPWA(Low Power Wide Area, 저전력 광역통신기술). 사람을 대신하여 센서가 인프라를 감시하는 시대가 도래하면서 현장에서의 정보를 사람이 있는 원격지로 ‘전송하는’ IoT(사물인터넷) 기술이 필수가 되었다. 인프라의 유지 관리, 시공 관리 등에서 LPWA가 도입되기 시작하였다.

1. 암석 감시
외진 장소의 인프라를 ‘원격 점검’

철도나 도로처럼 선상으로 이어진 구조물. 그것을 유지관리하기 위해서는 막대한 인원과 비용이 필요하다. 사람이나 물건을 운반한다는 특성상 사람이 살지 않는 외진 장소에도 인프라를 설치할 필요가 있다. 이상이 발생했을 때 현지로 확인을 나가는 것만으로도 큰 일이다.

그런 상황에서 JR서일본컨설턴트는 철도 연선의 경사면 암석에 가속도 센서를 설치, LPWA를 사용하여 원격으로 암석 상태를 감시하는 ‘낙석관리시스템’을 개발하였다. 암석의 건전성 정보를 항시 통신할 수 있다. 지진이나 호우 직후에 위험한 경사면을 순찰하는 등의 수고를 줄일 수 있을 것으로 기대를 받고 있다.

업종을 넘어서는 기술의 융합, ‘Cross Tech’가 새로운 시장을 연다

제1장 크로스 시대의 도래
001. 도시의 Digital Twin : 가상도시를 이용한 개발사업의 검토
002. 시간 지도 : 도시의 도로에 착목한 툴로 빈집을 재생
003. ART(Advanced Rapid Transit/차세대 도시교통 시스템) : 공공 수송을 자율주행으로
004. 자동 발레 파킹 : 주차장의 존재가 바뀐다
005. Trillion Sensor 시대 : 1조개의 센서를 관리
006. ICT Area Management : 도시를 사용하는 숨은 카드로
007. Open Data : 데이터 유통의 확대가 열쇠
008. Block Chain : 다양한 거래의 효율 증대
009. Real World Game : 사람을 움직이는 컨셉 실현

제2장 생명에 대한 크로스
● 재생의료
다양한 세포기술이 임상 단계로
010. 자가 배양 세포 시트 : 손상부위에 이식, 자기 재생을 촉진
011. 기능성 인공 피부 : 난치성 궤양을 치유로 유도|

[초고속광통신][초고속인터넷][비선형광학] [대역더블러기술] [OAM다중밀리파전송]

증대하는 통신 수요에 대비해 통신네트워크를 대용량화하기 위해서는 그것을 지원하는 무선통신시스템과 광파이버 통신시스템에서, 개개의 전송로의 특성을 최대한으로 이끌어내기 위한 최신 디지털 변복조 기술, 디지털 신호처리를 저감하는 광증폭 중계처리 기술, 초고속 프런트엔드 집적 기술, 공간 다중화 기술 등의 엄밀한 협력이 필요하다. 본 특집에서는 NTT연구소가 착수하고 있는 각종 기술을 소개한다.

■ 미래의 대용량 통신 인프라를 지원하는 초고속 통신기술
장래의 수요 예측을 고려하여 광파이버 통신과 무선통신에서 반송파 당, 현재의 100배 이상인 1Tbit/s를 초월하는 초고속 통신을 실현하기 위한 연구 개발 상황을 소개한다.

■ 디지털 신호처리와 회로기술을 융합한 초고속 광통신 기술
초정보화 사회의 기반 인프라가 되는 광 네트워크의 실현을 위해 디지털 신호 처리와 고속회로 기술을 융합한 초고속 광전송 기술을 소개한다.