산업기술/제조/경영

Nikkei Monozukuri_2021.11 특집 요약 (p34~37)

Industry 4.0, 10년째의 현실
인더스트리 4.0은 무엇이었는가?
등장 10주년을 되돌아 본다

Part 1. 총론

인더스트리 4.0(Industry 4.0)이라는 키워드가 2011년에 등장한 지 올해로 10년을 맞이했다. 인더스트리 4.0은 '제조업의 디지털화를 통해 생산 정보를 가시화하고 새로운 비즈니스 모델로 연결시킨다'는 컨셉이다. IT를 구사해 높은 생산성을 실현하면서 다양한 시장 요구에 세밀하게 대응할 수 있으며, 그런 스마트공장이 지향하는 이상(理想)을 나타내고 있다.

물론, 그러한 키워드가 등장하기 이전부터 제조업 현장은 디지털 기술의 활용을 추진해 왔다. 하지만 그 행보는 지금, 잠시 숨 고르기에 들어간 상태이다. 2021년 10월에 닛케이 모노즈쿠리가 실시한 앙케이트 조사에 따르면, ‘일본의 스마트공장은 세계에 뒤쳐져 있다’라는 응답이 6년 전보다도 증가했다. 

10년전에 제창된 인더스트리 4.0이 내걸었던 이상을 되짚어 보면서, 일본의 스마트공장이 직면한 과제를 생각해 본다.

-- 새로운 ‘산업혁명’에 대한 기대 --
원래 인더스트리 4.0은 독일 정부가 2011년에 내놓은 산업 정책으로서, ‘제 4차 산업혁명’을 의미한다. 예를 들면, 독일 정부가 내세운 이상에는 ‘매스 커스터마이제이션(Mass Customization)’의 실현이 있다. 이는 대량생산에 의한 비용 메리트를 유지하면서 다품종 소량 생산도 동시에 달성한다는 미래상이다. 그때까지 대량생산과 다품종 소량 생산은 양립하기 어려운 것으로 알려져 있었다. 실현된다면, 보다 많은 고객의 수요에 부응하는, 보다 ‘이익을 창출하는 공장’을 목표로 할 수 있다.

그 핵심 기술 중 하나가 ‘디지털 트윈(Digital Twin)’이다. 생산 현장으로부터 데이터를 빠짐없이 수집해, 컴퓨터 상에서 가상적인 상황을 재현한다. 방대한 데이터를 기본으로 과제를 분석하고, 신속하게 개선으로 연결시킨다. 생산라인의 움직임을 미리 시뮬레이션 하거나 고장의 사전 예측이 가능해진다.

그러한 데이터 수집의 기초적인 기능을 완수하는 것이 ‘산업용 사물인터넷(IoT) 기반’이다. 이것을 비즈니스 기회로 인식한 여러 기업과 단체가 관련 제품 및 서비스를 제공하고 있다 (Part2. 산업 IoT 기반의 동향 참조). 또한, 이더넷에 실시간의 성격을 부가하는 ‘TSN(Time Sensitive Networking)’나, 산업 네트워크의 데이터 교환 사양 ‘OPC UA(Open Platform Communications Unified Architecture)' 등 ‘연결되는 공장’을 뒷받침하는 기술이 꾸준히 확산되고 있다.

-- 자신감을 높이는 독일 --
인더스트리 4.0이 과거의 산업혁명과 어깨를 나란히 할 만큼의 역사적인 변화점 인지는 현재로서는 명확하지 않다. 다만, 독일은 자신감을 높이고 있는 것으로 보인다(Part 3. 독일의 시점 참조).

"인더스트리 4.0은 큰 성공을 거두었으며, 그 브랜드는 전 세계적으로 인정받고 있다”. 독일 지멘스(Siemens() 이사인 세드릭 씨는 2021년 4월에 열린 산업 기술 전시회 ‘하노버메세(HANNOVER MESSE) 2021: Digital Edition’의 프레스 설명회에서 이렇게 말하며 자부심을 내비쳤다.

'10년 전 인더스트리 4.0이 내걸었던 이상(理想) 중 무엇이 실현되고 무엇이 실현되지 않았다고 생각하는가?'라는 질문에 대한 답변이다. 그러나, 아쉽게도 구체적인 내용은 언급하지 않았다. 독일 대기업이라고 해도 자국이 창출한 새로운 개념이 수행한 역할에 대해 간결하게 설명하기란 쉽지 않은 듯 하다.

그럼에도 불구하고, 인더스트리 4.0이 영향력 있는 키워드임에는 분명하다. 실제로 인더스트리 4.0이라는 ‘대의명분’을 계기로 공장의 디지털화와 비즈니스 변혁을 가속화한 기업도 적지 않다. 또한 IT기업이 제품을 판매할 때 '당신의 공장에서 4.0을 추진하는 데 도움이 되는 시스템'이라고 할 수 있는 것도 산업 진흥의 측면에서 훌륭한 발명이었다고 할 수 있다.

-- 지금은 DX가 석권 --
독일의 제조업을 여러 나라에 어필하는 ‘선전 문구’로 인식하는 면도 있다. 과거에는 “독일은 선전하는 것에 탁월하다”라고 감탄하는 일본의 FA기기 업체도 있었다. 그런 독일에 질세라 미국에서는 제너럴 일렉트릭(General Electric)이 2012년에 ‘Industrial Internet’을 발표했다. 일본에서도 정부 주도 하에 ‘커넥티드 인더스트리즈(Connected Industries)’ ‘Society 5.0’이라는 개념이 제창되었다.

█ 인더스트리 4.0 및 IoT 관련 주요 움직임 (출처: 닛케이 모노즈쿠리)

- 1999년: 미국 매사추세츠공대(MIT)의 애슈턴 씨가 IoT(Internet of Things) 개념을 제시.
- 2004년: 스웨덴 우메오대학 스톨터만 교수가 디지털 트랜스포메이션 (DX)을 제창.
- 2011년: 독일 정부가 산업정책 ’Industry 4.0’을 제창. 독일 정부에 의한 ‘2020년을 향한 하이테크 전략의 실행 계획’에 나타난 10가지 시책 중 하나임.
- 2012년: 미국 제너럴일렉트릭(General Electric)이 '인더스트리얼 인터넷(Industrial Internet)'을 발표.
- 2016년: 일본 내각부가 'Society 5.0'을 제창. 산업 분야뿐만 아니라, 널리 IoT 보급을 목표로 함.
- 2017년: 일본 경제산업성이 '커넥티드 인더스트리즈 (Connected Industries)' 개념을 발표. 제조업에서의 IoT를 추진하기로 함.

각국이 비슷한 개념을 내세운 것은 관련 기술의 주도권을 독일에게 빼앗길 수 있다는 위기감도 있었다. 따라서 인더스트리 4.0을 단순한 선전 문구라고는 단정지을 수 없다.

다만 유행어는 시간의 흐름과 함께 달라진다. 최근에는 산업 4.0보다 "디지털 트랜스포메이션(DX: Digital Transformation)"이라는 키워드가 인기를 끌고 있다. 인터넷 검색 동향을 알 수 있는 "Google 트렌드"를 통해 살펴보면, 세계적으로 ‘디지털 트렌스포메이션(DX)’에 대한 관심은 최근 대체적으로 상승세이지만, ‘Industry 4.0’은 2019년 10월경을 정점으로 그 이후부터는 천천히 내림세이다.

한편, DX의 의미는 ‘IT의 침투가 사람들의 삶의 모든 면에서 보다 좋은 방향으로 변화시키는 것’을 말한다. DX는 인더스트리 4.0보다 이전에 등장했으며 2004년에 스웨덴의 우메오대학 교수 스톨터만 씨(당시)가 제창했다. 제조업에 그치지 않고, 폭넓은 분야의 디지털 혁신을 가리키고 있다.

-- 키워드에 휘둘리지 않는다 --
이런 키워드의 유무와는 관계없이 제조업 현장에서는 오래 전부터 꾸준히 디지털 기술의 활용이 모색되어 왔다. “키워드에 휘둘리는 일 없이, 그 배후에 있는 큰 흐름을 이해하여, 지속적인 현실적 대처가 필요하다”. 이렇게 주장하는 것은 IVI(인더스트리얼 밸류체인 이니셔티브)의 니시오카 이사장이다(인터뷰 참조).

이들은 IoT를 활용한 제조를 추진할 수 있도록 복수 기업이 협력하는 무대로 IVI를 주도하고 있다. 스마트공장을 지지하는 기술은 하드웨어부터 소프트웨어까지 다방면에 걸쳐, 기업 단독으로 해결하기 어려워지고 있다. 이에, 각 기업이 안고 있는 과제와 기술을 한데 모아 실증 실험을 추진함으로써 업계의 본보기가 되는 해결 방법을 모색하고 있다(Part5 IVI의 실증 AI에 의한 물류 업무의 낭비 제거 참조).

그러나, 스마트공장의 실현을 가로막고 있는 것은 기술적인 과제만이 아니다. “원래 무엇을 하고 싶은지 목적을 명확히 하지 않은 채 검토를 추진함으로써 문제가 복잡해 지는 기업이 적지 않다---. 여러 기업에서 IoT 도입 프로젝트를 지원한 경험이 있는 콘사란스(요코하마 시) 대표 다카야스(髙安) 씨는 현황에 대해 이렇게 분석한다.

다카야쓰 씨에 따르면, “4~5년전은 스마트공장을 추진하려고 해도 구체적인 과제를 해결하지 못해 어려움을 느끼고 있는 현장이 많았다”. 그 뿐만 아니라, 최근에는 “스마트공장 추진실이라는 조직을 신설했지만, 자체적인 디지털 인재의 채용이 어렵거나 채용할 수 있었다고 해도 현장과의 콜라보레이션이 잘 이루어지지 않는 등의 사례를 볼 수 있었다”(다카야스 씨)라고 한다.

앞에서 말한 것처럼, 인더스트리 4.0이 이상(理想) 중 하나로 내건 것이 스마트공장을 통한 매스 커스터마이제이션의 실현이었다. 그러나, 현재 상태로서는 생산 현장의 데이터를 수집해 ‘가시화’ 하는 것에 그친 기업이 대부분이다. 그 너머에 있는 예지 보전 및 데이터 분석에 의한 개선이라고 하는 응용까지, 앞으로 일보 더 전진해야 하는 기업이 적지 않다.

DX는 편리한 키워드지만 그 지향해야 할 이상은 추상적이다. 그 점에서 데이터를 기반으로 한 어프로치를 설명한 인더스트리 4.0은 스마트공장의 이념을 보다 명확하게 나타내고 있다. DX를 실현하기 위해서도, 기업은 인더스트리 4.0의 이념을 재확인하면서, 스마트공장에 대한 대처를 재검토할 때가 왔다.

 -- 끝 --

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