4차 산업혁명: 매일경제신문, 미국-독일 스마트공장 통신표준 합의 기사

한경에서는 재작년인가 작년인가 별지 섹션을 내가며 난리였던 그 주제. 기사 몇 가지 정리입니다. 

최근 미국과 독일이 기계간 통신 규격에 합의했다는 걸로 특집이 나왔네요.

美·獨 한발 앞서 스마트공장 통신표준 합의

日 뒤늦게 獨에 러브콜…한국은 여전히 미적

매일경제 나현준,박대의  2016.05.23 

4차 산업혁명스마트공장 ①

• 4차 산업혁명의 핵심축인 '스마트 공장' 표준화 작업이 급물살
• 미국 산업인터넷컨소시엄(IIC)과 독일 인더스트리4.0 컨소시엄은 올해 안에 기계 간 통신 표준을 정하는 데 잠정 합의. 
• 잠정 합의된 통신 표준은 OPC UA. 앞으로 국제표준화기구(ISO) 등에서 이를 공식화하면 기계장비 업체들이 통신 기능을 탑재한 장비를 팔기 위해서는 OPC UA를 설치해야
• 지금까지 지멘스(독일) 록웰(미국) 미쓰비시(일본) 공장설비회사별로 장비 프로토콜이 달랐음. 이제는 저걸 반드시 포함해야 함. 그 결과 설비업체가 달라도 장비를 호환시킬 가능성이 높아지고 필요한 조합을 하는 게 가능해져 공장이 을에서 갑이 되고 공정혁신이 편해짐.
• 이 표준화 작업에서 소외된 일본은 독일과 협력하려 나섬. 중국은 한 방 먹은 분위기.^[각주:1]
• 한국 역시 예외가 아님.

4차 산업혁명 스마트공장 ① / 한발 앞선 美·獨…한국도 추격 나서야

• 글로벌 경영관리전문회사 SAP: 클라우드기반 스마트 공정시스템
  "고객(혹은 고객사)이 요구하는 사항이 클라우드 시스템에 전송되면,
  클라우드는 연동된 공장 설비에 주문을 하달하고 기계는 이에 맞춰 제품공정 수정"
• 실시간으로 주문 전달, 반영. 불량률이 낮고 바코드 관리로 시스템이 사후검사.
  
  
• 지금까지는 특정 회사의 스마트 설비기계를 사면 운용 중 타사 기계로 바꾸기 어려웠음. 설비회사간 통신 호환성이 없기 때문. 하지만 미국-독일간 기계 통신 표준이 확정되면 입맛대로 골라 쓸 수 있게 됨. 그리고 이 표준을 주도하는 곳은 사물인터넷과 스마트공장을 주도할 선제권을 가질 것.
• "OPC UA는 국제표준화기구(ISO) 등 표준화 단체들이 먼저 주도", "미쓰비시 지멘스 등 각사의 제품을 모두 아우를 수 있어 범용성이 크다"
• 반도체 공정은 설비가 비싸 1982년에 이미 공정 설비용 데이터 송수신 프로토콜인 SECS/GEM 제정. 그러나, 전체 산업의 8할인 기계산업은 표준통신이 없었음. 워낙에 다종다양했던 데다 미국과 독일의 주도권 다툼. 그러다가 이 둘이 합의한 것.
• 독일 연방경제에너지부(BMWi)에 따르면 4차 산업혁명이 온전히 실현되면 2025년까지 이를 통해 창출되는 부가가치는 독일에서만 최대 552조원에 달할 것으로 분석
  
  
• 전문가들은 표준특허로 인해 기계 간 소통비용이 감소하면 공장 내에서 다양한 공정혁신이 일어날 것으로 기대
• 공장주들이 자신의 입맛대로 다양한 장비를 '쇼핑'
• 수많은 장비 간 조합을 만들 수 있어 공정 내 혁신의 사각지대를 없앨 수 있음.
• 진입장벽이 사라짐에 따라 메이저가 아닌 신생 장비업체들에도 새로운 기회.
  
  
• 기계 간 통신표준은 사물인터넷 시대로 나아가는 중요한 이정표
• OPC UA가 적용될 분야는 현재로서는 공장 내 기계설비 간 통신에 한정
• 하지만 이 표준과 표준화 과정에 얻어질 기술은 향후 공장 바깥의 기계간 통신에도 적용될 것.

4차 산업혁명 스마트공장 ① / 경제적 가치는

• 독일 자동차부품 설비업체 피틀러: 설비기계에 통신 기능을 추가한 스마트 설비
• GPS^[각주:2]를 활용해 지게차가 공장에서 사람 조작없이 제품 이송
• QR코드를 통해 전체 공정 정보를 담아낸 후 고객 요구가 달라질 때마다 반영해서 공정을 유연하게 조작
• 하루에 1225개를 생산하는 데 최소 25명이 필요한 공정이 9명으로 충분.
• 원래 8개 기계설비 가격이 100억원대라 가정하면 이런 통신 기능을 추가적으로 설치하는 데 드는 비용은 60억원 정도. 연간 15명의 인건비 절감을 계산하면 대략 10년 정도면 손익분기점이라고. (총 160~200억이 든다 가정하고 10년써서 회수할 수 있다면 단순히 나눠서 1인 인건비가 연 1~1.3억?)
• 미국 독일의 통신표준 잠정 합의에 설비가격이 내려갈 테고, 공장 필요에 마추어 다양한 제조사의 설비 조합이 가능해질 전망임.
• 국가 차원에서는 단기적으로 저부가가치 일자리 대거 감소 우려, 
  장기적으로는 스마트화된 설비기계와 관련된 고부가가치 서비스 시장 확대 기대.. 
• 다보스포럼은 4차 산업혁명으로 인해 향후 5년간 저부가가치 일자리 710만개가 사라지는 대신 고부가가치 일자리 210만개가 생길 것으로 전망.
• 스마트공장 내 기계설비나 통신에 문제가 발생하면 이를 시스템을 통해 미리 감지해 유지보수 비용을 감소시켜 주는 '예지 서비스' 혹은 고가 스마트 기계설비를 임대해주는 리스산업이 생길 것.

4차 산업혁명스마트공장 ① / 핵심은 공정혁신

• 로봇 설비기계를 통제하는 단말기 부품을 만드는 피닉스사는 가상과 현실을 동시에 구현하는 시스템인 CPS(Cyber-Physical System) 전시. 단말기를 통해 모은 기계 정보를 실시간으로 CPS에서 시각화해 가상현실을 만들어낸 다음 엔지니어가 이를 현실 세계와 비교해 보다 나은 공정을 설계할 수 있도록 돕는 장치.
• 공장 현장에 없는 엔지니어가 현장에 있는 것처럼 상황을 인식하고 문제를 해결할 수 있도록. 사물인터넷 통신 기능이 탑재돼야만 구현 가능
• CPS는 개별 공장의 공정 혁신뿐만 아니라 가상 공간을 통해 전 세계 공장을 한꺼번에 모두 통제할 수 있는 시스템으로 진화할 전망. 
• 공장 관리자가 세계 어디에 있어도 지구 반대편에 있는 공장 현장에 있는 것처럼 관리.

• 2010년 이전까지 제조장비 업체들은 산업용 로봇에 보다 빠르고 정확한 공정 추구. 
  -> 자동화를 통한 대량생산이 시장 변화에 대응하는 데 한계. 
  시간당 생산량이 아무리 많아도 급변하는 시장 트렌드를 실시간으로 따라가지 못하면 재고일 뿐임.
  
• "유연화 공정": 시장의 니즈를  공정에 실시간으로 반영해 주문에 따라 제품생산량과 시기 조절.
• 2-3년 단위의 경영, 생산 전략은 폐기된 시대.
• "4차 산업혁명의 핵심은 공정을 혁신화해서 제품 발명과 제품 출하 시기 간에 차이를 없애는 것"

불붙은 韓·中·日 각축전..승부는 사물인터넷서 갈린다

매일경제 | 나현준,박대의 | 2016.05.24

◆ 4차 산업혁명 스마트공장 ② ◆

• 독일-미국이 선두. 한중일은 그 뒤.
• 일본은 로봇과 제어 공정 등에서 원천기술력을 이미 갖추고 스마트공장 부문에서 독자적인 경쟁력 확보에 나서
• 중국은 로봇기술과 공정 제어기술 모두 뒤지지만 지난해 '제조업 2025' 전략을 발표하는 등 매년 수십조 원에 달하는 금액을 투입해 전방위적인 공정 혁신에 나서
• 한국의 경우 로봇기술은 일본에 뒤지지만 로봇과 공정 전체를 연결하는 PLC(단말기) 기술은 일본과 엇비슷한 수준으로 따라잡았다는 게 전문가들 평가. "스마트공장 기술 선점을 놓고 일본을 추격하면서 중국을 따돌려야 하는 상황"

• "한국은 로봇기술 자체는 일본에 뒤지지만 ICT 등 응용기술을 통해 공정 전반을 통제할 수 있는 소프트웨어 개발을 통해 4차 산업혁명에 대비한다는 계획"
• 2014년에 세계 최초로 스마트공장 참조 모델(업종별로 공정이 서로 다르다는 점에 착안해 ICT와 공정을 접목시키는 모델을 유형별로 따로 정리한 것) 개발. 우리 독자 참조 모델로 산업비밀.
• 이것을 활용해 2015.7월부터 민관 합동 스마트공장추진단 출범, 중소기업중심으로 스마트공장 보급. 
• 작년말 기준 1240개 중소기업에 스마트공장 구축. 생산성향상률은 평균 25%
• 불량률 감소, 시제품 생산기간 단축
• ICT응용으로 할 수 있는 부분은 했지만, 원천기술이 일본에 뒤져 부가가치 창출이 적은 게 약점. 투자 필요.

• 中, 해마다 수십조원씩 투자…산업용 로봇만 19만대
• 원천기술·응용기술이 모두 부족한 상태에서 스마트공장을 압축적으로 추진하기 위해 독일을 전방위적으로 벤치마킹
• 중국이 2015년부터 추진하고 있는 '제조업2025 전략'은 독일의 '인더스터리4.0' 개념을 그대로 차용해서 공장을 우선 자동화한 후 더 나아가 ICT를 접목시켜 지능화한다는 계획
• 산업용 로봇부터 대량 수입. 2008년부터 외국산 산업용 로봇에 대한 무관세 정책.
  ABB(스위스) 화낙(일본) 쿠카(독일) 등 세계적인 로봇업체들이 대거 중국으로 진입
  2014년 말 기준 산업용 로봇 대수가 18만9000대로 전 세계 1위
• 중국 국내업체도 1만5000대의 공업용 로봇, 로봇청소기 등을 생산하는 신송, 의료용 로봇을 생산하는 보스 등 거대한 시장과 정부의 막대한 투자를 양분으로 스타트업 급성장. 폭스콘도 2010년부터 자체 제작 로봇비율을 늘려 감. 
• 중국 산업로봇은 아직은 세계수준에 못 미친다는 평가.
• 연구개발과 산업 인프라도 투자. 
  장사시와 충칭시는 중국 정부의 제조업2025 전략에 맞춰 1000억위안 이상 규모의 로봇산업단지를 조성
• 중국 정부는 지난 1월부터 '중국제조+인터넷' 전략을 새로 수립해 추진: 로봇에 ICT 및 통신 기능을 탑재해 스마트공장을 구축하겠다는 의도
• "중국 제조2025는 2049년까지 제조업을 세계 최고 수준으로 격상하겠다는 것을 기반으로 한 장기 플랜 중 1단계."  우리의 제조업 3.0전략과 발전 방향이 비슷해 경쟁 심화 예상.
  

• 日, 앞선 기술력…화낙, 시스코와 손잡고 IoT 선도
• OPC UA를 받아들이면서도 원천기술이 강한 자신의 장점을 활용해 독자적인 시장 영역을 개척하겠다는 전략
• 화낙, 미쓰비시는 각각 독일, 미국 회사들과 손잡고 표준화 대열에 참여, 표준에 발을 걸치되
• 원천기술을 활용해 표준과는 다른 제품과 서비스를 만들어서 시장지배력을 유지하려 들 것으로 예상
• "일본은 정보통신기술(ICT)이 다소 약하지만 공정 등을 활용하는 원천기술은 앞서 있다"

기사가 더 있는 지는 모르겠지만 여기까지.

1. 하지만, 나중에 덧붙이는 이야기입니다만, 이 기사가 나오고 나서 일 년 동안, 중국은 독일 최고의 산업용 로봇회사 쿠카를 인수해 반격했습니다. [본문으로]
2. 실내는 우주의 위성전파가 안 닿지만 그런 건 다 처리를 해놓았을 것이니 위치를 인식한다고 넘어가고.. [본문으로]