산업기술/제조/경영

Nikkei Monozukuri_2020.8 특집 요약 (p37-61)

제조업의 디지털 전환(DX)
기존의 틀을 넘어선 도전의 시작

코로나19의 유행 확대를 계기로 제조업에서 디지털 전환(DX: Digital Transformation)에 대한 대응이 가속되고 있다. 생산 라인의 스마트화는 물론 재택 근무나 원격 회의, 공장의 무인화, 가상 전시회 개최 등 기존의 틀을 뛰어넘은 도전도 시작되었다. 제조업 특유의 새로운 DX 대응을 살펴본다.

[DX, Digital Transformation은 다양한 분야에서 IT에 의해 사람들의 생활이 향상되어 가는 것을 의미하며, 기업활동에 있어서는 ‘IT에 의한 사업의 변혁’을 말하는 경우가 많다. 2004년에 스웨덴 우메오대학의 에릭 스톨타만(Erik Stolteman) 교수가 제창한 개념으로, 영어권에서는 접두사 ‘Trans’를 생략하고 “X”라고 표기하는 경우가 많아 약자로 ‘DX’라는 표기가 된다.
또한 2018년 12월에 일본 경제산업성이 제시한 ‘DX 추진 가이드라인에는 “기업이 비즈니스 환경의 극심한 변화에 대응하여, 데이터와 디지털 기술을 활용하고, 고객이나 사회의 요구를 기본으로 제품이나 서비스, 비즈니스 모델을 변혁하는 것과 동시에, 업무 그 자체나, 조직, 프로세스, 기업문화∙풍토를 변혁하여 경쟁의 우위성을 확립하는 것”으로 정의하고 있다]

Part 1. 동향
타사의 DX에 흔들리지 않는다/ 주역은 AI∙IoT만이 아니다

‘디지털 전환(DX)’라는 키워드를 기치로, 새로운 디지털 기술의 도입∙활용을 모색하는 제조 기업이 증가하고 있다. 본지의 앙케트에서도 60% 이상이 DX에 대해 ‘대응하고 있다’ 혹은 ‘앞으로 대응할 예정이 있다’라고 응답했다.

코로나19의 유행은 뜻밖에도 DX에 순풍으로 작용하고 있다. 상징적인 것은 재택 근무의 정상화일 것이다. 오피스나 공장으로 서서히 사람들이 돌아오고 있기는 하지만 온라인 회의 시스템이나 비즈니스 채팅과 같은 디지털 툴의 편리성을 많은 사람들이 실감했다.

-- 목표점과 방식은 기업 수만큼 존재 --
최근에 주장되고 있는 기업 활동에서의 DX는 개별 업무를 단순하게 IT로 효율화하는 것만이 아니라 업무 프로세스 전체나 비즈니스 모델 그 자체의 재검토를 가리키는 경우도 많다.

한편으로 IT 벤더 기업의 단골 문구가 되어버린 측면도 있다. DX를 실현하는 기술로, AI(인공지능)나 IoT(사물인터넷)와 같은 유행 기술을 자사의 제품이나 서비스의 대표주자로 내세우는 벤더는 많다. 그 때문에 DX라고 들으면 우선 경계를 하는 사람도 적지 않다. 코로나19가 유행하기 전부터 항간에서는 ‘Industry 4.0(I4.0)’ ‘Society 5.0’과 같은 디지털 기술의 활용을 촉구하는 비슷한 개념이 넘쳐난다.

야스카와전기의 오가사와라(小笠原) 사장은 “세상의 DX에 휘둘려서는 안 된다”라고 강조한다. 야스카와전기는 ‘YDX(YASKAWA digital transformation)’라는 이름의, 디지털 데이터를 활용한 업무개혁 프로젝트를 추진하고 있다.

“하고 싶은 것은 간단하다. 데이터로 경영을 가시화하고 싶다. 그러나 ‘DX=AI∙IoT 등의 최신기술을 활용한 비즈니스 모델 변혁’이라는 분위기가 형성되면서, YDK도 그런 것으로 사내외에서 인식해 솔직히 당황스럽다”(오가사와라 사장).

최신기술이나 특정 시스템의 도입, 비즈니스 모델의 변혁만이 DX가 아니다. 키워드에 휘둘리게 되면 미로에 빠져버린다. YDK처럼 디지털화의 목적이 명확하다면 방식과 골인점은 기업의 수만큼 있을 수 있다. 코로나19라는 순풍이 부는 지금이야말로 착실한 디지털화를 추진하는 호기라고 할 수 있다.

-- DX를 방해하는 2개의 패턴 --
-- 데이터로 경영을 실시간 가시화 --
-- 코로나19로 가속되는 제조업 DX --

Part 2. 생산 라인의 혁신
각 사의 대응 사례

● 야스카와전기
데이터를 확보할 수 있으면 불량은 알 수 있다/ 가시화되기 시작한 스마트 공장의 성과

야스카와전기의 이루마사업소에 있는 ‘야스카와솔루션팩토리’(이하, 솔루션팩토리)는 야스카와전기의 모션컨트롤사업의 주력 공장이다. 로봇이나 IoT, AI 기술을 풀 활용해 서보 모터나 서보 앰프를 생산하는, 야스카와전기 스마트 공장의 실증 거점이다. 자동화와 디지털 데이터의 활용을 통한 생산성 향상을 추구한다. 예를 들어 서보 앰프의 생산에서는 제조 리드 타임을 기존 대비 6분의 1로 단축, 조립에 필요한 인원을 3분의 1로 줄였다.

18년 12월의 가동 개시부터 1년 반 정도가 지났다. 공장 내의 철저한 ‘가시화’를 통해 불량의 원인 분석이나 예방 보전 대응에서 성과가 오르기 시작했다. “기존에는 불량품에 대해 논의를 해도 생산과 설계에서 이야기가 서로 맞지 않는 일도 있었다. 그러나 얻을 수 있는 데이터다 증가하면서 숫자에 기초해 논의할 수 있게 되었다”. 시로이시(白石) 공장장은 이렇게 자신 있게 말한다.

-- 서보 1,000대를 감시 --
-- 불량 원인의 분석 정밀도가 향상 --
-- AI와 사람의 스킬 조합 --

● 스미토모 베이크라이트(Sumitomo Bakelite)
10억엔 투자해 생산 라인을 가시화/ 인원 반감과 생산 20% 증가를 양립

스미토모 베이크라이트는 국내 4개 공장의 생산 라인에 IoT 기술과 AI를 도입해 생산량을 20% 향상시켰다. 한 라인 당 300~500개의 센서를 설치해 실시간으로 예측 보전과 자동제어를 실현했다. 투자액은 약 10억엔. 앞으로도 수십억 엔을 들여 다른 제품이나 해외 공장에도 도입해 나갈 계획이다. 이를 통해 세계 시장 점유율 40%를 보유한 반도체 봉지재나 의약품 포장재의 경쟁력 향상을 도모한다.

새로 IoT나 AI를 도입한 것은 기능성 화학제품의 배치(batch) 생산 라인. 기존에도 한 라인 당 100개 정도의 센서를 설치해 생산 상황을 감시하고 있었지만 취득한 데이터를 일원관리하지 못했었다. 수집한 데이터에 근거한 판단도 사람의 노동력에 의존했기 때문에 충분히 활용했다고는 할 수 없다. 노동력 부족이 심각해지면서 숙련기술자의 경험에 의지하지 않는 새로운 시스템을 구축했다.

때마침 시스템의 완성과 코로나19 감염 확대가 겹치면서 3밀을 회피하는 수단으로서도 도움이 되고 있다. 스미토모 베이크라이트의 이나가키(稲垣) 전무는 “동시에 출근하는 사원을 최대 기존의 절반으로 줄였다”라고 자신 있게 말한다.

-- 생산 라인의 자동제어를 가능하게 --
-- ‘10억엔은 테스트 비용’ --

Part 3. 새로운 도전
각 사의 대응 전략

● 원격 입회
검사 입회도 온라인화 / 참가 인원수가 확대되는 이점도

코로나19의 휴행을 계기로 온라인 회의 시스템을 사용한 ‘리모트 입회’가 시작됐다. 예를 들면 DMG모리정기는 ‘공장기계의 디지털 입회’를, OKI엔지니어링(도쿄)은 고장 해석에서 ‘온라인 입회 해석’을 시작했다. 원래는 코로나19에 대응하기 위한 고육지책이었으나 비용 저감이나 많은 관계자가 모이기 쉽다는 등의 디지털화 나름의 이점도 보이기 시작했다.

-- 출하 전의 검사를 원격으로 --
“이미 영국이나 독일, 일본의 고객을 상대로 수십 건 실시했다. 예상 이상으로 잘 되고 있다”. DMG모리정기의 모리(森) 사장은 디지털 입회의 효과에 대해 이렇게 말한다.

지금까지 DMG모리정기는 공작기계의 출하 전 검사를 고객의 입회 하에서 실시했다. 고객 측 담당자가 수 명 정도 DMG모리정기의 공장을 방문해 함께 검사를 확인한다. 해외에서 오는 경우도 종종 있었다. 그러나 코로나19의 유행으로 그것이 어려워졌다. 그래서 도입한 것이 온라인 회의 시스템을 활용한 디지털 입회다.

공작기계에 탑재해 있는 카메라 외에 핸디 카메라로 촬영한 영상을 실시간으로 고객과 공유. 고객은 납입 예정의 공작기계와 주변 설비에 대해 원격으로 동작을 확인하거나 의문점을 묻거나 한다. 고객 정보를 지키기 위해 전용 회선을 이용하는 등 보안 측면도 강화했다.

기존의 입회에서는 고객 측에서 참가할 수 있는 인원은 많아야 3~4인 정도였지만 원격은 더 많은 고객 측 관계자가 입회할 수 있다. 예상 외로 이점이 많다는 것을 알았기 때문에 DMG모리정기는 코로나19 사태가 수습된 후에도 디지털 입회를 활용할 방침이다.

-- 고장 해석의 입회를 없앤다 --
-- 원격으로 비파괴검사 --

● 가상 전시회
계속되는 전시회 중지에도 굴하지 않는다 / 가상공간에서 펼쳐지는 제조업 판로

코로나19의 유행으로 전시회가 계속 중지되고 있는 가운데 판로를 확장하는 방법으로서 ‘가상 전시회’를 웹 사이트 상에서 공개하는 업체가 늘기 시작했다. 입장자는 PC의 웹 브라우저나 스마트폰 앱을 통해 전시회장에 들어온다. 화면을 조작하면서 실제로 전시회장 안을 돌아다니는 것처럼 가상공간을 이동하며 제품이나 기술에 대한 정보를 얻을 수 있다.

-- 중지된 Hanover Messe 대신에 --
독일의 기계부품 업체 이구스(igus)는 독일 서부에 위치한 쾰른의 부지 내에 넓이 약 400㎡의 전시회장을 설치해 100점 이상의 제품을 전시했다. 360도 카메라로 촬영한 전시회장의 영상을 바탕으로 igus의 웹 사이트에 가상 전시회장을 구축해 20년 5월에 공개했다.

입장자는 마치 구글맵 ‘스트리트뷰’처럼 가상 전시회장을 걸어 다닐 수 있다. 마음에 드는 제품을 발견한 입장자는 제품 이미지에 붙어 있는 설명 페이지 링크를 클릭해 상세한 정보를 열람할 수 있다. igus의 설명 스태프를 클릭하면 동영상이 열리고 영상과 음성으로 설명이 나온다. 방문 예약을 해 두면 igus의 담당자와 함께 ‘가이드 투어’와 같은 체험도 가능하다.

이 사이트는 중지된 산업기계 박람회 ‘하노버 메쎄’의 출전 대체로서 개설됐다. 코로나19 영향으로 당초 20년 4월에 개최 예정이었던 하노버 메쎄는 20년 7월로 연기되었지만 결국은 중지되었다. igus는 매번 하노버 메쎄에 큰 부스를 만들어 신제품을 발표했었다.

igus의 이 대응은 실은 igus 일본법인이 먼저였다. 일본법인 igus(도쿄)에서는 기타가와(北川) 대표의 주도로 15년부터 국내용 가상 전시회를 시작했었다. 일본법인의 이러한 대응을 독일 본사가 코로나19를 계기로 채용했다.

실제 전시회장에 입장하는 사람은 전시회장 근처에 살거나 근무자로 한정되기 쉽다고 생각한 기타가와 대표는 처음으로 ‘JIMTOF 2014(제27회 일본국제공작기계박람회)’의 출전 내용을 가상화했다. igus는 전시 부스를 촬영, 그 이미지를 이용해 가상 전시회로서 웹 사이트를 개설했다.

또한 16년 가을에는 가상 전시회용 스마트폰 앱도 개발해 공개했다. 이 앱에는 16년 개최된 ‘M-Tech(제20회 기계요소기술전)’를 수록했다. 앱을 가동해 스마트폰용 가상현실(VR) 고글에 세트하면 360도의 영상이 눈 앞에서 펼쳐지면서 마치 전시회장에 있는 듯한 현장감을 느낄 수 있다.

물론 실제 제품을 만질 수 있는 것은 아니기 때문에 희망하는 고객에게는 제품 샘플을 보내고 있다. 기타가와 대표에 따르면 일본법인에서 발송하는 샘플은 하루에 50~100개. 정확한 구분은 어렵지만 샘플 발송의 3분의 2는 가상 전시회 열람이 계기라고 한다.

-- 테스트 가공도 가상에서 --
-- 과제는 효과 측정 --

Part 4. DX 지원 서비스의 증가
공장의 3D 모델화부터 점검, 조달까지/ 생산 현장의 디지털화를 지원

생산 현장에 국한되지 않고 점검이나 조달, 교육 등의 폭넓은 분야에서 제조업의 디지털 변혁을 지원하는 기술∙서비스가 충실해지고 있다. 노동력 부족의 해소뿐 아니라 코로나19의 감염 대책에서도 활용을 기대할 수 있다.

● 공장 통째로 손쉽게 ‘경량판 디지털 트윈’화
아지노모토엔지니어링(도쿄)의 ‘PLANTAXIS’는 공장 내부를 그대로 스캔해 3D모델화, 이를 웹 브라우저에서 열람할 수 있도록 하는 클라우드 서비스다. 레이저 스캐너로 측정한 점군 데이터를 3D 모델로 변환한다. 위치∙치수 정밀도는 ±1mm 정도라고 한다. 화면 상에서 신규 설비 도입 시의 레이아웃이나 수리 시의 작업 난이도를 검토할 수 있기 때문에 사내의 담당자나 외주 시공업자가 공장을 방문하는 횟수를 줄일 수 있다. 설비의 고소 확인 작업도 어느 정도 3D모델 상에서 가능하기 때문에 발판 설치 작업도 줄일 수 있을 것으로 기대한다. 또한 공사 계획이나 그 진척 상황을 입력해 3D 모델과 연결, 설비 관리에 관한 기록의 일원화도 가능하다. 계약은 연 단위로, 가격은 공장의 규모나 점군 데이터의 경신 빈도에 따라서 연간 300만~800만엔. 초기 비용은 필요 없다.

● 5G로 대용량 데이터도 취급할 수 있는 제조설비의 고장 예측 서비스
NTT도코모의 제조설비분석서비스 ‘FAAP’는 클라우드판 고장예측∙이미지검사서비스다. 5G나 LTE를 이용해 공장 내의 로봇, FA기기, 센서, 카메라에서 데이터를 수집해 고장 예측이나 이미지검사의 결과를 돌려준다. 5G를 사용하면 고속∙저지연∙다수동시접속이라는 이점을 활용해 실시간으로 대용량 데이터의 분석 결과를 현장에 피드백할 수 있다. 유저에 가까운 위치에 서버나 스토리지를 배치하는, 이른바 ‘MEC(Multi-access Edge Computing)’라는 컨셉트 서비스다. 고장 예측 시스템에는 플랜트 감시 등에서 실적이 있는 Brains Technology(도쿄)의 ‘Impluse’를 채용했다. NTT도코모가 일괄해 시스템 구축과 가동 후의 운용∙보수를 제공하기 때문에 유저는 도입∙운용에 대한 수고를 덜 수 있다. 비용은 월 90만엔부터, 초기비용은 900만엔 전후부터다.

● 직동 안내와 볼 나사의 진동을 캐치해 예측 보전
THK나 시스코시스템즈가 개발한 IoT 서비스 ‘OMNledge(옴니엣지)’는 기계요소부품에 장착한 진동 센서의 데이터를 해석해 제조 현장의 예측 보전 시스템을 실현한다. 주로 직동(直動) 안내(Linear Guide)나 볼 나사의 진동 센싱을 상정하고 있으며, 진동 파형의 미묘한 변화를 캐치해 윤활 부전이나 파손 징후를 검출한다. 전용 센서 외에 루터, LTE 회선, 폐역 네트워크(VPN), 클라우드 상의 분석 서비스, 도입 지원 서비스 등을 세트로 제공한다. 화낙의 ‘FieldSystem’, 독일 Siemens의 ‘Mindsphere’ 등 다른 IoT 시스템에 접속해 데이터를 인계하는 것도 가능하다. 데이터 교환 표준 ‘OPC UA’에도 대응한다. 가격은 센서 당 월 8,000엔부터. 그러나 계약은 연 단위다. 초기 비용은 불필요.

● AI가 부품을 해석해 수발주 업무를 간소화

● 스마트폰으로 배우는 복합 가공기 사용법

● 최신 디지털 공장 컨셉트를 체험

 -- 끝 --

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