연평균 5500개씩 보급…스마트팩토리 관련 업체 수혜 예상
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| 스마트팩토리를 통한 제조업의 혁신으 2019년부터 본격화 될 전망이다. [사진=헤럴드경제DB] |
[헤럴드경제=김진원 기자]스마트공장 시대가 2019년 본격 개막한다. 중소벤처기업부에 따르면 스마트팩토리 도입을 완료한 7800개 공장의 생산성은 평균 30% 개선되고, 불량률은 43.5%, 제조원가는 15.9% 절감되는 것으로 조사됐다.
스마트팩토리란 기존의 공장 자동화(FA)에서 한 발 더 나아간 개념. IoT 환경에서 빅데이터와 AI 분석을 통해 제어되는 지능형 공장을 의미한다.
모든 설비와 시스템이 무선통신을 통해 연결돼 있기 때문에 제조과정을 보다 효율적으로 진행할 수 있다. 공장의 생산효율을 극대화할 차세대 시스템으로 주목받는다.
제조업체들은 생산성 향상을 위해 최근까지 공장자동화율을 높이는데 주력해 왔다. 글로벌 자동화설비 관련 시장은 2000년 약 850억달러 규모에서 2013년 2300억달러 규모로 급성장했다.
공장 자동화설비 보급률은 ‘근로자 1만명당 산업용로봇 도입 대수’라는 지표를 통해 간접적으로 확인된다. 2017년 기준 주요 제조강국들의 산업용로봇 도입 대수는 한국 710대, 독일 322대, 일본 308대, 미국 200대 등으로 글로벌 평균인 85대를 크게 웃돈다.
이제부터는 단순한 자동화율을 높이기 보다는 스마트공장을 통한 생산성 향상에 초점이 맞춰지고 있다. 스마트팩토리 구축을 위해 가장 선행돼야 하는 작업은 IoT 환경의 조성이다. 공장 내 모든 설비와 시스템들이 하나의 통신망으로 연결돼야 빅데이터/AI 분석의 기반이 되는 데이터 수집과 전송이 가능하기 때문이다.
중요한 것은 분석을 통한 편익을 극대화하기 위해서 데이터가 안정적으로 왜곡 없이 수집될 수 있어야 한다는 점이다. 이를 위해 공장 환경에 맞게 최적화된 IoT 환경을 만들어져야 한다.
최적화된 IoT 환경 구축을 위해 가장 중요한 것은 통신 프로토콜의 일원화. 원거리 장비간 신호체계를 말한다.
문제는 현재 공장 내에서 사용되고 있는 통신 프로토콜의 종류가 수 십가지에 달할 정도로 다양하다는 점. 각 공정별로 서로 다른 프로토콜이 사용되는 탓에 상호 통합되지 않은 채 운영되고 있는 게 현실이다. 이런 환경에서는 의미 있는 데이터 수집이 불가능할 수밖에 없다.
따라서 OPC UA, IO-Link 등의 기술이 대안으로 떠오른다. 이를 활용해 통신 프로토콜은 일원화될 수 있다.
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| 스마트팩토리를 통한 제조업의 혁신으 2019년부터 본격화 될 전망이다. [사진=헤럴드경제DB] |
스마트팩토리 도입으로 인한 성과는 속속 나오고 있다. 실제로 동양피스톤은 스마트팩토리 구축의 효과를 매우 잘 보여주는 사례다. 동양피스톤은 국내 1위 자동차 피스톤 생산업체로, 국내 최고 수준의 스마트팩토리를 보유하고 있다.
스마트화 수준은 중간 2단계(설비 자동제어 및 실시간 생산 최적화 가능)로 모든 제조공정이 IoT로 연결돼 있다.
구축 이후 1년만에 생산성은 10% 향상, 불량률은 26% 감소했다. 그에 따른 비용절감 효과로 영업이익은 14% 증가했다.
우리나라는 이미 전세계에서 근로자 1인당 로봇도입 비율이 가장 높아 스마트팩토리 전환도 쉽다는 게 전문가들 분석이다. 삼성, LG, 포스코 등 대기업들에서 스마트팩토리 전환을 위한 프로젝트가 본격화됐다.
중소업체의 경우에도 중기부 산하 민관합동 스마트공장추진단의 주도로 스마트팩토리 보급이 이뤄지고 있다. 정부 차원의 보급속도도 빨라질 전망이다.
지난 1월 문재인 대통령은 8대 선도사업 중 스마트팩토리 보급 사업에 1조300억원을 투입할 것이라고 밝혔다. 이는 8대 선도사업 전체 예산 3조6000원의 30%에 달하는 금액이다.
의지는 민관합동 스마트공장추진단의 중소·중견기업 스마트팩토리 보급 사업에서도 확인된다. 국내 500㎡ 이상 규모의 공장을 대상으로 2020년까지 1만개, 2022년까지 2만개, 2025년까지 3만개 보급을 완료한다는 게 목표다.
그런데 지난해 말 정부는 3만개 보급 일정을 기존 2025년에서 2022년으로 앞당겼다. 또 구축 지원금 확대를 위해 산업은행 1조원, 기업은행 5000억원, 중소기업진흥공단 5000억원 등 도합 2조원의 예산을 편성하고 3000억원 규모의 펀드 조성도 약속했다.
현재까지 7800개 업체에 구축이 완료된 점을 감안하면 앞으로 2022년까지 연평균 5500개씩 보급이 이뤄질 것으로 전망된다.
업계 관계자는 “스마트팩토리 구축 사업에 업체당 평균 3억5000만원이 적용될 것으로 보인다. 이를 기준으로 하면 연평균 시장 규모가 1조5000억원에 달한다”고 전했다.
/jin1@heraldcorp.com
▷자동화 공장과 스마트팩토리 차이
구분 자동화 공장 스마트팩토리
센서 & 액츄에이터 물리적 연결 통신으로 연결
통신 프로토콜 필드버스, 다양한 종류의 표준 단일 표준
통신 특성 ERP, MES 등의 시스템과의 분리, 제한된 Node 개수, 제한된 보안 ERP, MES 등의 시스템과의 통합, Node 개수 무제한, 보안 강화, 유무선 통합
Data 활용 제한적 수집/분석 무제한 수집/분석, Big Data 활용
제어 시스템 Controller 중심 IoT 활용
▷스마트팩토리 단계
미적용 Lv.0 Excel 활용. 시스템을 갖추고 있지 못한 상태
기초 Lv.1~Lv.2 생산실적 정보 자동 집계, 자재흐름 실시간 파악
중간1 Lv.2~Lv.3 모니터링 설비정보 자동집계, 분야별 관리 시스템간 부분 연계
중간2 Lv.4~Lv.5 관리 시스템을 통한 설비 자동제어→실시간 생산 최적화, 분야별 관리 시스템간 실시간 연동
고도화 Lv.5 스스로 판단하는 지능형 설비·시스템을 통한 자율적 운영
