스마트팩토리(Smart Factory) 란

스마트팩토리는 사물인터넷(IOT), 인공지능, 가상증강현실(AR/VR), 빅데이터, 5G 등의 정보통신기술(ICT) 기술이 융합되어 제품을 생산, 조립, 포장하고 기계를 점검하는 전 과정이 자동으로 이뤄지는 공장을 말한다.

smart factory

 

 

4차 산업혁명

스마트 팩토리라는 것을 말하기에  4차 산업혁명이 빠질 수 없다. 제4차 산업혁명이란 2015년에 세계경제포럼의 창시자인 클라우스 슈바프가 주장한 개념이다. 클라우스 슈바프가 한 말을 이야기해 보자면 " 제4차 산업혁명은 단순히 기기와 시스템을 연결하고 스마트화하는데 그치지 않고 훨씬 넓은 범주까지 아우른다. 유전자 염기서열분석에서 나노기술 재생가능에너지에서 양자 컴퓨팅까지 다양한 분야에서 거대한 약진이 동시다발적으로 일어나고 있다. 이 모든 기술이 융합하여 물리적 영역 디지털 영역 생물 영역이 상호교류하는 제4차 산업혁명은 종전의 그 어떤 혁명과도 근본적으로 궤를 달리한다." 

라고 이야기했다.

 

즉 4차 산업혁명인 이전과는 달리 어떠한 산업의 혁명이 아닌 모든 산업의 틀이 사라지고 융합되는 것이라고 주장했다.

 

 

현재에 와서는 4차 산업혁명은 위의 그림과 같은 느낌으로 정의된다. 산업에 지능정보기술이 합쳐지는 형태이다.4차 산업혁명의 주요 기술들은 다음과 같다

4차산업혁명의 주요 기술

 

• 인공지능 (Artificial Intelligence)

 일반적으로 인간의 지능이 필요하거나 인간이 분석할 수 있는 것보다 규모가 큰 데이터를 포함하는 방식으로 추론, 학습 및 행동할 수 있는 컴퓨터 및 기계를 구축하는 것과 관련된 과학 분야이다.

 

과거에는 절대 도달하지 못할 것이라고 생각했던 그림, 바둑, 작곡 등의 창의적인 분야까지도 진출하고 있으며 사람이 상상하던 그림까지도 현실화시킬 정도로 발전하고 있다.

 

 

 

• 사물인터넷(IoT)

연결된 디바이스의 공통 네트워크를 의미하며, 디바이스와 클라우드 및 디바이스 간 통신을 용이하게 하는 기술을 의미하기도 합니다. 

 

현재 주변을 둘러보면 디바이스들이 참 많다 핸드폰, 스마트워치, 컴퓨터, 티브이, 스피커 등등의 일상적인 사물들이 센서를 통해 데이터를 수집하고 응답하는 것들을 의미한다.

 

 

 

 

• 가상현실  (VR )

 

실제와 유사하지만 실제가 아닌 인공 환경'을 의미한다.

 

가상현실을 통해서 실제로는 하기 힘들거나 제약이 있는 일들을 학습 또는 체험할 수 있게 한다.

 

 

 

• 빅데이터

빅데이터란 거대한 규모(volume), 빠른 속도(velocity), 높은 다양성(variety)을 특징으로 하는 데이터입니다. 이를 3V라고도 합니다.  

빅데이터를 사용한다는 의미는 내/외부에 존재하는 다양한 형태의 데이터를 수집하고 처리하고 분석해서 데이터에서 의미 있는 가치를 추출해 조직에 전략적 의사결정에 활용하고, 비즈니스에 적용하는 행위라고 할 수 있습니다.

 

 

스마트팩토리

4차 산업혁명에서 스마트팩토리가 관심을 받는 이유는 위에 모든 기술들의 집약체이기 때문이라고 생각한다.

 

스마트 팩토리에서는 공장 곳곳에 사물인터넷(IoT) 센서와 카메라를 부착시켜 데이터를 수집하고 플랫폼에 저장하게 된다. 이렇게 저장된 데이터는 엄청난 양의 데이터일 것이고 빅데이터 분석을 통해서 공장의 전반적인 해석이 이루어진다. 이렇게 분석된 데이터를 기반으로 어디서 불량품이 발생하였는지, 문제가 생길 설비는 어떤 것인지, 어떻게 생산효율성을 높일 수 있는지, 제조단가를 낮추는 방법 등을 인공지능이 파악하여 전체적인 공정을 제어한다.

 

스마트 팩토리의 중요한 조건은 가상화, 유연화, 간소화, 동기화가 필요하다.

1. 가상화 : 생산 설비를 가동하기 전에 가상으로 전체 공정을 시뮬레이션해서 생산 공정과 생산량 등을 예측할 수 있을것,
2. 사물인터넷(IoT) 기술을 활용해 공장의 운영 방식과 공정을 작업자가 원격으로 조정하거나, 시스템이 스스로 제어해 생산 공정을 유연하게 변경할 수 있을 것
3. 자동화 내작품등을 가동해 사람의 업무를 도와주고, 불필요한 생산 공정을 간소화시킬 수 있을 것
4. 마지막으로 제품 공급망의 실시간 관리를 통해 재고 수준을 최적화하고, 주문 상태를 고객과 공유할 수 있을 것

전망

대표적인 스마트 팩토리 기업인 독일의 지멘스는 암 베르크 공장(PLC 등 산업용 제어시스템 생산공장)을 스마트화했는데, 1만 제곱미터 면적에 수만 개 센서를 설치하여 생산 효율을 세계 최고 수준으로 향상했다. 이에 따라 불량률은 0.00009%에 불과하고, 제품 출하에 드는 시간은 50% 단축했으며, 에너지 소비량 역시 이전보다 70% 절감한 것으로 알려졌다.

 

우리나라는 2018년 중소기업 스마트제조혁신 전략, 2019년 5G 기반 스마트공장 고도화 전략, 2020년 인공지능·데이터 기반 중소기업 제조혁신 고도화 전략을 발표했다. 지난 5월에는 중소벤처기업부에서 중소/중견기업 11곳을 ‘K-스마트 등대공장’으로 지정했다. K-스마트 등대공장이란, 대기업들의 스마트 팩토리를 벤치마킹한 중소/중견기업 중심 선도형 스마트공장이다. 지정된 중소/중견기업들에게는 3년 동안 최대 12억 원까지 지원할 예정이며, 오는 2025년까지 K-스마트 등대공장을 100군데까지 늘릴 예정이다.

 

삼성전자, 현대자동차, LG전자 등 대규모 제조업체들은 이미 스마트 팩토리 기반 생산라인을 구축하고 있으며 삼성전자는 스마트 팩토리 분야에서 아시아 기업 가운데 유일하게 '글로벌 10대 디지털 팩토리' 4위에 뽑히기도 했다.

 

식품업계에서도 스마트 팩토리 도입이 활발해지고 있다. CJ제일제당은 인천 냉동식품공장에 공장 설비상태를 감시하고 데이터를 분석하여 기기의 상태를 예측하고 유지보수하는 인공지능 감지기 ‘예지보전 솔루션’을 도입했고, 롯데칠성음료는 안성 공장에 각 생산 라인별 투입, 포장, 설비의 상태 및 생산량 등의 데이터를 중앙 서버로 전송하고 이를 종합적으로 실시간 점검할 수 있는 시스템을 구축했다.

 

산업연구원에서 실시한 스마트 팩토리 도입 기업 성과분석에 따르면, 스마트 팩토리 도입 이후 평균 생산성 28.5% 증가, 산업재해 6.2% 감소 등 제조 경쟁력이 높아진 것으로 나타났다. 또한 기업당 매출이 7.4% 향상되는 등 여러 방면에서 긍정적인 효과가 있었다.

 

코로나19로 인한 돌림병 세계적 유행은 4차 산업혁명 기술의 빠른 발전을 가져오고 있다. 스마트 팩토리 기술도 마찬가지다. 코로나 극복에 따른 시장 활성화와 정부 지원사업 증가, 스마트 팩토리 고도화 단계 진입 등이 스마트 팩토리에 대한 전망을 밝게 해주고 있다고 한다.

 

 

 

출처 : https://koya-culture.com/mobile/article.html?no=137742