인공지능, 로봇, 캐드캠, 디지털 트윈 솔루션 등
최근 제조업 분야에도 공작기계 및 자동화 등 생산제조기술이 스마트 제조로 바뀌고 있다. 이는 인공지능, 로봇, 캐드캠, 디지털 트윈 솔루션 등 디지털과 네트워크로 중무장한 제조 시스템이다. 스마트 제조 기술은 주력산업의 고부가가치화를 기하고, 새로운 산업 영역의 확보와 생산시스템의 혁신, 선제적 산업구조 고도화를 체계적으로 추진하기 위한 노력으로 평가된다. 이는 현재 HW/SW, IT/OT, 설비/데이터 등 스마트 제조 혁신 생태계의 ‘수직적 통합’과 제품 전 주기, 가치사슬 등 ‘수평적 통합’으로 나뉘어 기술 개발이 이뤄지고 있다.
생산제조기술전 ‘SIMTOS’, 스마트 기술 시대 실감
매년 킨텍스(KINTEX) 제 1, 2전시장에서 열리고 있는 생산제조기술 전시회인 ‘SIMTOS’에서도 이같은 경향을 엿볼 수 있다. 이 전시회는 ‘스마트 제조 혁신’을 위한 통합 솔루션을 망라하고 있다. 이 전시회에서는 제조 및 스마트 제조를 대표하는 국내외의 내로라하는 기업들이 두루 참여하고 있다. 두산공작기계(주), 현대위아(주), 화천기계(주), ㈜스맥, 한국화낙(주), 디케이에스에이치코리아(주), 디엠지모리코리아(주), 한국야마자키마작(주)를 비롯하여 자동화·캐드캠·측정기기 및 로봇관의 대표기업인 한국미쓰도요(주), 칼자이스(주), 한국델켐㈜, ㈜덕인 등과 3D프린팅 및 관련기기관의 스트라타시스코리아, 헵시바(주), 마크포지드, ㈜쓰리디시스템즈코리아 등이 스마트 제조 기술과 관련해 참여했다. (※SIMTOS2020: http://www.simtos.org)
오는 10월 킨텍스에서 ‘SIMTOS2020’을 준비하고 있는 주최측은 “4차산업혁명을 앞두고, 이제 IT선진국에서 스마트 기술 선진국을 지향하는 가운데, 이를 대표하는 모든 첨단 제조 기술이 총망라될 것”이라고 밝혔다. 특히 최근의 스마트 제조 트렌드를 한 눈에 볼 수 있을 것이라고 했다. 이에 따르면 날로 발전하고 있는 스마트 제조의 트렌드는 생산성 향상, 맞춤형 혼류생산(고유연화), 품질예측, 에너지 저감을 위한 장비·디바이스, 첨단기술-시스템 융합, 수직-수평 통합 표준·인증을 통한 새로운 제조 현장의 성공적인 구축 등이다.
‘향후 글로벌 제조업 경쟁력의 관건’
이같은 스마트 제조 기술은 국가 제조업 경쟁력을 높이는 주요 성장 동력으로 꼽히고 있다. 미국, 독일, 일본 등 주요 제조 선진국뿐만 아니라 중국 등 신흥 제조국도 제조업의 중요성에 주목하여 ICT를 활용한 제조업 경쟁력 강화 정책을 수립하고 추진 중이다. 국내 제조업이 국민 총생산에 차지하는 부가가치 비중은 중국 다음으로 약 28% 정도를 차지함으로 제조업이 부가가치 창출의 중요 원천인 스마트 제조 기술 발전은 제조업의 기술 경쟁력 강화에 큰 영향을 줄 전망이다.
전문가들은 “스마트 제조는 제조경쟁력을 강화하며 4차 산업혁명시대 각국의 첨단 산업을 주도할 것”이라고 기대한다. 실제로 스마트 제조의 세계 시장 규모는 연평균 8% 성장해 2020년에는 2870억 달러에 이를 것으로 전망된다.
지역별 스마트 제조 시장 현황을 보면 아시아나 중동이 미주 및 유럽보다 높은 성장세를 나타낼 것으로 보인다. 아시아의 경우 세계 주요 기업들의 제조 공장들이 많이 위치하고 있기 때문에 이러한 기업들에 의한 스마트 제조 도입이 타 지역에 비해 빠를 것으로 예상된다. 중동의 경우 원유 수출 등으로 마련한 막대한 자금으로 자국의 제조업을 본격적으로 육성할 것으로 보이며 최신 설비를 갖춘 스마트 제조 도입이 이뤄질 것으로 전망된다. 또한 중국은 ‘중국제조 2025’를 통해 제조 역량을 확대함에 따라 아시아 시장 성장에서 높은 비중을 차지하고 있다.
국내 스마트 제조 시장 ‘연평균 11.2% 성장’
한편 국내 스마트 제조 시장은 2020년까지 연평균 11.2%의 고성장이 이뤄질 것으로 보이며 2020년에는 78.3억 달러 규모로 형성될 것으로 점쳐지고 있다. 아시아 지역에서 중국에 이어 두 번째 빠르게 성장할 것으로 예상된다. 국내 제조업은 출산율 감소에 따른 생산 가능 인구 감소와 인건비 상승으로 개발도상국 대비 경쟁력이 낮아진 상황이다. 이러한 사회구조적인 변화에 따른 제조업의 경쟁력 확보를 위해 정부 차원의 지원정책이 확대되고 있으며 제조업 부문의 대기업도 자체적인 생산성 확보 및 효율성 증대를 위한 스마트 제조 도입이 가속화될 것으로 예상된다.
3D프린팅 기술도 발전, ‘스마트 국방 기술’도 눈길
그런 가운데 스마트 제조 기술의 한 영역인 3D프린팅 기술도 날로 발전하고 있다. 정부도 이같은 흐름을 가속화하기 위한 정책적 노력을 펴고 있다. 최근 산업통상자원부(‘산업부’)와 국방부가 3D프린팅으로 제작하는 금속 부품의 국방규격을 마련한 것도 그런 노력의 일환이다. 이는 단종되었거나 조달에 어려움을 겪었던 국방 부품들을 3D프린팅 기술을 활용하여 제작하거나 실증하는 등 ‘스마트 국방 혁신’ 사업으로 진행되고 있다.
예를 들어 발칸포 운용에 중요한 부품인 ‘하우징 조절팬(Housing Control pan)’은 그동안 국내에 생산업체가 없어 고장이 나게 되면 확보에 어려움이 있었다. 이 부품은 3D프린팅 기술로 똑같이 제작하더라도 품질인증 기준이 없었기 때문에 실제 사용하기는 어려워 군에서 3D프린팅 제작부품을 마련하기 위해서는 국방규격이 꼭 필요한 상황이었다. 이에 산업부는 한국생산기술연구원 3D프린팅 제조혁신센터를 통해 3D프린팅 기술로 ‘하우징조절팬’ 시제품을 제작하였다. 국방부는 육군방공학교와 운용부대를 대상으로 약 6개월간의 시제품 현장 평가와 국방기술품질원 및 방위사업청의 기술검토와 심의를 거쳐 국방규격을 마련했다.
방위사업법에 따라 군수품의 품질과 제작 방법 등을 명시한 국방규격이 마련되면서 ‘하우징 조절팬’ 규격서상 3D프린팅 제작 방법 및 품질 등에 관한 기준을 충족하면 누구나 이 부품을 생산·제공할 수 있게 됐다. 또한 그간 해외 수입에 의존하던 국방 부품을 국내에서 3D프린팅 기술로 제작하여 공급할 수 있게 됐고 국내 3D프린팅 기업과 방산 기업의 신규사업 참여를 촉진하여 생산 중단으로 확보하기 어려웠던 국방 부품들을 마련하는 데에도 도움이 될 것이란 기대다.
류정희 기자