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사물인터넷 시대의 제품 생애 주기 관리

2016.10.12 09:30

오늘날 기업들은 치열한 시장 경쟁에서 살아남기 위해 다음과 같은 요구 사항들에 직면해 있습니다.  


첫째, 소비자의 요구는 다양해지고 있는 반면, 제품 시장 수명 주기는 짧아지고 있습니다. 따라서, 다양한 소비자의 요구를 체계적으로 반영해서, 빠른 시간 안에 제품을 개발 생산하여, 시장을 선점하는 전략은 제조기업이 살아남기 위한 필수 요건이 되어가고 있습니다.


둘째, 새로운 수익 창출 관점에서 기업의 초점이 Production Engineering 기반에서 Service Engineering 쪽으로 옮겨가고 있습니다. 비단 효율적인 제품개발 및 생산뿐만 아니라, 제품 사용기간 동안의 고객 지향형 서비스의 중요성이 날이 갈수록 높아지고 있습니다.  


셋째, 제품 및 기업 운영 자산이 점점 첨단화되고 지능화되어, 그 복잡도가 날이 갈수록 증가하고 있습니다. 반면, 제품 및 운영 자산의 고장으로 인한 손실 위험은 더욱더 커지고 있습니다. 따라서, 고가의 유•무형 자산에 대한 체계적인 관리의 중요성이 대두되고 있습니다.



이러한 요구 사항들의 공통점은 기업이 중요시하는 관리의 초점이 기존의 개발 및 생산 중심에서 사용•소비 및 재활용으로까지 그 범위가 확대되었다는 점과, 제품 생애 주기 전반에 대한 효율적인 제품 정보 관리가 더욱더 절실해졌다는 점입니다.  


이러한 배경에서 제품 생애 주기 관리가 필요하게 되었습니다.  


제품 생애 주기 관리(Product Lifecycle Management)란 제품 설계 및 생산 기술 엔지니어, 영업 사원, 유통업자, 서비스•정비 엔지니어, 제품 사용 고객, 재제조 엔지니어, 재사용 업자, 폐기업자 등, 제품 전체 라이프 사이클 기간 동안에 걸쳐서 관여하는 행위자들 간의 상호 협력을 증진하기 위해, 그동안 정보 공유를 제한해 왔던 장벽을 허무는데 초점이 맞추어져 있습니다.  


 

즉, 제품 전체 생애 주기에 걸쳐서, 디지털화된 제품 데이터들을 공유하고 이용함으로써 기업 각 부문 및 전체의 효율성을 극대화하고자 하는 것입니다. (전홍배, 2010)


최근 들어 이러한 제품 생애 주기 관리에 사물인터넷 기술의 접목이 주목을 받고 있습니다. 사물인터넷 기술은 사물들이 네트워크 통신 기술을 이용해 서로 소통할 수 있는 프레임워크 및 연관 기술들을 지칭하는 말입니다. 즉, 고유 ID 및 센서와 통신 기능을 탑재한 우리 주변의 사물들이 유무선 통신 네트워크에 연결되어 스스로 정보를 수집 및 분석하고, 이를 기반으로 사람과 사물, 사물과 사물에 대한 모니터링 및 제어, 최적의 서비스 제공을 통해 인간의 삶을 더욱 이롭게 하는 기술입니다. (전홍배, 2015)

 

 

인터넷으로 연결된 사물들의 개수가 이미 현재 지구 상의 인류의 숫자를 넘어서 21세기 말에는 500억개를 돌파할 것이라는 예상도 있는데요. 이러한 사물인터넷 기술은 일반 소비자뿐만 아니라 산업 전반에 걸쳐서 큰 변화를 가져오게 하고 있습니다. 이미, 산업 전반 곳곳에서 다양한 센서, 태그, 컨트롤 장비, 무선통신 기술들이 접목되어 활용되고 있습니다. 


이러한 시점에서 본 글에서는 사물인터넷 시대의 제품 생애 주기 관리에 대해 간략히 살펴보겠습니다.


 사물인터넷 시대의 제품 생애 주기 관리


지금까지의 제품 생애 주기 관리 및 이와 연관된 PLM (Product Lifecycle Management) 시스템은 제품 전체 생애 주기(연구개발, 엔지니어링, 구매, 생산, 물류, 유통, 서비스, 유지 보수, 폐기)에 초점을 맞추기보다는, 주로 제품 개발 및 제조•생산 부분에 있어서, CAD•CAM•PDM, 디지털 메뉴팩쳐링(Manufacturing) 정보시스템의 구현 및 원활한 통합을 이루어 정보관리의 효율화를 꾀함으로써 제품개발에 혁신을 이끌어내는 것에 그 초점이 맞추어져 왔습니다. 

 


PLM 시스템이 주로 제품 연구개발 및 생산(Beginning-Of-Life, BOL) 단계에 초점을 맞출 수밖에 없었던 이유는 제품 판매 이후의 제품 라이프 사이클 정보를 추적 관리할 수 있는 방법이 없었기 때문에 BOL 단계 이후의 정보관리가 기술적으로 어려운 측면이 있었습니다. 


하지만, 최근 들어 사물인터넷(IoT) 기술의 등장 및 스마트센서의 대중화, 무선통신 네트워크의 발전 등으로, 언제, 어디서나, 사물들이 서로 연결되어 필요한 데이터를 모니터링, 저장, 추적 및 활용할 수 있는 인프라를 구축하는 것이 가능케 되었습니다. 


이러한 환경에서는 제품 생애 주기 동안의 모든 이해관계자(사람 및 사물)들이 서로 연결되어 제품 생애 주기 전반에 걸쳐서 정보를 공유하는 등 일대 혁신을 가져올 수 있습니다. 

 

 

이는 독일의 플랫폼 Industry 4.0 조정위원회에서 2013년 정의 내린 Industry 4.0의 개념인 제품 라이프사이클 전반에 걸친 가치 창출 사슬과 관련된 조직과 관리 체계의 새로운 형태를 뜻하는데요. 


“네트워킹을 통해 중요 정보를 실시간으로 사용할 수 있고, 사람, 기계, 객체, ICT 시스템의 연계를 통해 실시간으로 최적화하고 지능화해 궁극적으로 가치사슬 전체가 통합되고 동시에 자율적으로 작동되는 것을 의미(박종태, 2016)”한다고 볼 수 있습니다. 


사물인터넷 시대의 도래는 제품 생애 주기 관리 관점에서는 다음과 같은 것을 고려해보게 하고 있습니다. 

 

① 사물인터넷 시대에서는 기업의 사업 가치 사슬의 변화가 예상된다. 

 

사물인터넷 시대로 이행하면서 최종 고객에게 판매하는 상품이 기존의 유형 제품에서 벗어나 무형 제품(서비스)이 복합 또는 융합된 상품으로 변모한다는 것입니다. 


이로 인해 기업의 가치 사슬이 제품 제조 활동과 이를 이용한 서비스가 결합된 형태로 변모하고, 기능 활동과 단위 사업 활동에서 변화가 야기된다고 합니다. (현대경제연구원, 2014)


기업 수익 창출의 초점이 Production oriented engineering에서 Service oriented engineering으로 넘어가면서 이미 많은 기업들이 PSS (Product Service System) 등 제품과 온•오프 서비스의 융합에 많은 노력을 보이고 있습니다.

 

② 사물인터넷 기술의 핵심은 ‘연결’이다. 

 

사물들 간의 연결을 통해 그전에는 생각하지 못했던 새로운 가치, 프로세스, 전략들이 창출될 수 있습니다. 


사물인터넷 시대에서의 제품들은 그 연결성으로 인해 새로운 가치를 만들어내기 때문에, 기존의 기업의 업무 프로세스 및 비즈니스 모델이 바뀌게 됩니다. 사물인터넷을 통해 제품 자체가 고객과 관계를 맺는 창구로 변화하는 것이죠. (박진한, 2015) 

 

 

또한, 사물인터넷 기술은 사물들 간의 쌍방향 통신을 하기 때문에 이를 이용해 제품 생애 주기 기간 동안 자율적으로 이해관계자들끼리 정보를 주고 받으며, 실시간으로 처한 문제들을 해결해 나갈 수 있습니다. 


이제는 제품 전체 생애주기에 걸쳐서, 언제, 어디에서라도, 제품과 관련한 정보를 파악할 수 있는 세상으로 변하고 있는 것입니다. 


제품이 직접 소비자 및 생산자와 연결되기 때문에 소비자들은 제품을 단순히 사용한다기보다는 제품과 소통하면서 일상생활을 풍요롭게 하는 경험을 얻게 됩니다. 또한, 생산자는 소비자들의 반응을 제품을 통하여 직접 수집한 후, 분석을 통해 서비스를 개선해나갈 수 있습니다. 

 

③ 사물인터넷 시대의 도래는 제품에 대한 기존 개념도 바꿔놓고 있다. 

 

이제는 제품 자체도 단순한 Product가 아닌, Intelligent product, Smart product, Smart connected product으로 바뀌어 가고 있습니다. 사물인터넷의 연결 특성 때문에 향후 단일 용도로만 사용되는 제품들은 아주 짧은 라이프 사이클로 단명할 가능성이 커졌다고 합니다. (박진한, 2015)

 

 

또한, 사물인터넷 시대의 혁신 제품은 다용도 활용성 제품(Multi-Purpose Devices)으로 다양한 제품과 연동이 가능한 플랫폼 특성을 가져야 혁신 제품으로 성공할 수 있다고 하는데요. 바로 이 다용도 활용성 제품이 위에서 언급한 Smart connected product의 특성이라고 할 수 있습니다.  


시간이 지날수록 사물 ID, 통신, 저장 및 연산 능력, 각종 센서 기능들을 갖춘 Smart connected product이 스스로 주변 환경•상황을 인지 및 습득(Context awareness)하고 분석하여 최적의 의사결정을 하는 인공지능 기술과 결합되어 우리의 삶을 점점 더 편리하게 만들고 있습니다.


Kubler와 Framling (2014)의 연구에서는 사물인터넷 기술의 발전과 Context awareness 관련 개념은 점점 모든 제품 생애 주기의 이해관계자들에게 수많은 기회를 제공해주고 있다고 언급했습니다. Context awareness 기능을 제품에 내장하는 것은 제품의 주요 상태를 학습하고 적절한 의사결정을 할 수 있는 하나의 솔루션을 만들어 가고 있다는 것입니다. 


따라서, 제품개발 초기 단계에 개발될 제품이 제품 전체 생애 주기에 걸쳐서 어떻게 소비자•생산자와 연결되고, 소비•사용될 때 어떤 서비스를 제공할 것인지에 대한 면밀한 고민이 필요하게 되었습니다.  

 

 

사물인터넷 시대에는 수집되는 제품 관련 정보들을 분석하여 제조회사들은 제품 생애 주기 전반에 걸쳐 문제점을 발견하고, 시스템을 최적화할 수 있습니다. 


따라서, 기존의 제품 연구개발에서 생산까지, 정보 소프트웨어 기술을 활용하여 제품과 관련한 정보 및 조직을 관리할 수 있는데요. 관련 프로세스 및 자원들을 최적으로 연결하여 제품 개발 및 생산을 최적화하려는 제품 생애 주기 관리의 범위가 점점 확대되어, 제품 개발부터 폐기에 이르기까지 전체 생애 주기에 대한 관리 및 최적화가 중요해지고 있습니다. 


사물인터넷 기술로 말미암아 제품 생애 주기 전반에 걸쳐 제품, 시스템, 프로세스 및 관련 자원들이 서로 연결되어 발생되는 데이터를 축적하고, 이를 이용하여 생애 주기 주요 업무 프로세스들을 개선할 수 있는 ‘Closed-loop 제품 생애 주기 관리’가 가능해지기 시작하는 것입니다.


제품 생애 주기 관리에서 주요 주체인 제품(Product), 프로세스(Process), 자원(Resource)에 모두 사물인터넷 기술이 적용되어 제품 생애 주기 전반에 관한 정보관리의 가시성이 크게 확대됩니다. 


제품 생애 주기 프로세스 동안 어떤 프로세스에서 어떤 결과의 제품이 누구•무엇에 의해 만들어지고 사용되었으며, 폐기되었는지에 대한 정보가 축적될 수 있는데요. 이렇게 축적된 정보는 이후 많은 제품 생애 주기 프로세스들을 고도화시키는데 활용될 수 있습니다. 


이를 통해 기존의 제품 개발 및 생산 영역뿐만 아니라, 제품의 판매, 유통, 유지 보수, 재제조, 폐기에 이르는 과정 동안 여러 가지 비효율과 낭비를 줄일 수 있습니다.

 

l 사물인터넷 시대의 제품 생애주기 관리

 

지금까지 사물인터넷 시대의 제품 생애 주기 관리에 대해 살펴봤습니다. 사물인터넷 시대의 제품 생애 주기 관리의 개념은 Industry 4.0이나 Smart factory와 궤를 같이 합니다. 


사물인터넷 시대의 제품 생애 주기 관리는 제품개발 초기에 전체 라이프 사이클 최적화 관점에서 제품 개발의 주요 의사결정을 지원하고, 전체 제품 라이프 사이클을 효율적으로 설계할 수 있는 전략적인 요소로, 라이프 사이클 단계별 주요 업무 프로세스들의 효율화를 달성 가능토록 할 수 있는 도구로서 그 중요성이 점점 커져갈 것입니다.  


현재 이처럼 사물인터넷 기술의 개념을 제품 생애 주기 관리 시스템에 접목시키려는 노력들이 활발히 이루어지고 있는데요. 이러한 차세대 제품 생애 주기 관리 시스템은 증강현실, 인공지능, 빅데이터 등 새로운 신기술들과 접목되어 Smart connected product의 개발 및 제품 생애 주기 기간 동안의 제품-서비스 비즈니스 모델들을 관리, 유지, 발전시킬 수 있는 플랫폼으로서 발전해 나갈 것입니다. 


글 | 전홍배 교수 | 홍익대학교 산업공학과


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