제4의 산업혁명, 인더스트리 4.0의 이해

지난 1월에 제조업계에 큰 사건이 있었습니다. 가전의 명가인 GE가 가전 부문을 중국의 하이얼에 매각하고, 일본 전자산업의 간판 격인 샤프가 대만의 혼하이 그룹(폭스콘의 모회사)에 인수된 것입니다. 이 두 회사뿐만 아니라 최근 몇 년 사이 제조업과 관련된 기업의 인수합병을 어렵지 않게 찾아 볼 수 있습니다.

 인더스트리 4.0은 어떻게 일어났을까?

왜 이런 현상이 일어났을까요? 최근 20~30년 사이 제조업의 생산성 향상은 시장의 증가 속도를 훨씬 앞질렀습니다. 그 결과 공급이 수요를 초과하고, 사람이 필요로 하는 재화가 넘쳐나게 되었습니다. 

즉 최근에 회자되는 ‘뉴노멀’(New Nomal) 시대가 도래한 것입니다. 그 특징으로 저성장, 저소비, 높은 실업률, 고위험 상황이 지속되고 있습니다. 이 같은 현상은 2000년대 초반부터 시작되어, 최근에 미국, 일본, 독일 등 선진국들은 장기간 경제침체를 겪었습니다. 

이 과정에서 국가의 경제 성장률은 제조업 성장에 기인한다는 사실을 공통적으로 인식했습니다. 이들 선진국들은 지난 10여년 간 제조업 부흥을 위한 국가 차원의 많은 연구를 진행했습니다. 그 결과 제조업이 세계화(Globalization), 지역화(Regionalization), 개인화(Personalization) 현상에 의한 생산 물량과 제품의 다양성 등 시장 변화의 도전에 직면하고 있습니다. 

다른 한편으로는 IT 기반 솔루션의 저가와 경박단소(輕薄短小)가 이런 문제를 극복하기 위한 제조업 혁신의 도구로 인식하게 됐습니다. 이에 자국 상황에 맞는 제조업 재건 프로그램을 추진하고 있습니다.

독일의 경우 전 세계 제조업에서 자국의 경쟁력 저하, 즉 제조업 부가가치 기여율 감소가 가장 큰 이슈였습니다. 주요 원인으로는 낮은 출산율, 고령화로 인한 생산인구 감소, 고임금 체계, 낮은 에너지 자급률입니다.

독일이 이러한 문제를 해결하고 다시 제조업의 경쟁력을 확보하기 위한 범유럽 중심의 제조업 재건 프로그램이 ‘인더스트리(Industrie^[각주:1]) 4.0’(이하 I4.0)입니다. 독일은 지난 10여년 간 국가 차원의 중요한 두 가지 과제(High-Tech Strategy, German National IT-Summit)를 추진했습니다. 

그 결과 통신, 기후, 에너지, 건강, 음식, 이동성(Mobility), 보안 등 5개 영역의 10개의 전략과제를 도출했는데 그 중 하나가 I4.0입니다. I4.0은 제4차 산업혁명이란 의미로, 증기기관 발명(1차), 전기 활용을 통한 대량 생산(2차), 정보기술(IT)과 산업의 결합 생산성 증가와 품질 향상(3차)에 이어 붙여진 말입니다.

l 단계별 산업혁명

 

I4.0의 정확한 정의는 없습니다. 업계에서는 현장의 지능화, 실제 공장의 가상화를 통한 시장 변화의 실시간 대응과 자율적 의사결정, 그리고 회사 내•외부 참여자들의 협업을 통한 새로운 가치를 만들어 내는 것으로 해석하고 있습니다. 

즉 미국이 주창한 CPS(Cyber Physical System)를 독일이 제조 현장에 접목한 것입니다. 기존에는 물리적(하드웨어) 기반의 현장 중심의 효율성을 확보했다면, 향후 혁신의 방향성은 현장의 업무나 장비, 자재, 사람 등 자원에 IT 기술을 접목하는 것입니다. 

현장의 자원을 지능화하고 데이터를 수집하고 분석함으로써 실시간 현장 개선을 통해 효율을 확보합니다. 또한 비즈니스 관점의 새로운 시사점을 도출합니다.

I4.0은 2011년 독일 하노버 박람회에서 최초 발표되고, 2013년에 최종 보고서를 발간했습니다. 처음에는 독일의 3개 산업 연합회(VDI, DVMA, ZVEI)에서 주관했는데요. 나아가 독일 정부가 2015년 이후 적극적인 추진을 위하여 ‘플랫폼 인더스트리 4.0’이란 기치를 내걸고 주도하고 있으며, 실질적으로는 범유럽 연합체로 추진되고 있습니다. 

I4.0은 5개의 워킹그룹(Working Group.WG)으로 구성되어 있습니다. 이중 ‘WG3’라는 새로운 비즈니스를 다루고 있는데요. WGI(스마트 팩토리)와 나머지 WG2, 5는 스마트 팩토리 구현을 지원하고 있습니다. 업계는 일반적으로 I4.0을 스마트 팩토리로 해석하고 있습니다. 

현재까지 주요 진척사항으로 기존 국제표준을 활용•보완해서 스마트 제조를 3차원으로 구성한 스마트 공장의 표준 플랫폼인 RAMI(Reference Architecture Model Industrie) 4.0을 발표했습니다. 

그 내용은 기업의 물리적 투자자산의 구조화(Hierarchy Levels), 제품의 라이프 사이클과 가치 흐름 (Value Stream) 연관관계, 그리고 기능의 계층화(Layer)로 구성됐습니다.

 인더스트리 4.0 이후 글로벌 움직임

I4.0 결성 이후 산업 단체, 국가별, 국제표준 그리고 각 기업별로 다양한 영역과 단체에서 제조업을 중심으로 주도권을 잡기 위한 헤게모니 전쟁이 진행 중입니다. 우선 미국 진영의 산업 인터넷 컨소시움(Industrial Internet Consortium. 이하 IIC)이라는 단체가 결성됐습니다. 

이 단체에 GE, IBM, AT&T, 시스코 등 미국의 제조 및 IT 시장을 이끄는 대표 업체를 포함하여 230개 이상의 글로벌 기업이 참여하고 있습니다. IIC는 산업계의 주요 이슈 해결을 위한 실질적인 과제를 중심으로 활동하고 있으며, 올해 Industrial Internet Reference Architecture(IIRA)를 발표했습니다.

IIC는 I4.0 진영과 경쟁해오다 올 초에 에너지, 헬스케어, 제조업, 공공부문, 교통 등 수직적 영역을 중심으로, I4.0은 제조 산업의 전체 가치사슬(Value Chain)을 다루는 수평적 방향으로 추진하는 것으로 합의했습니다. 

세계 각국의 동향으로는 미국의 ‘첨단 제조 파트너십(Advanced Manufacturing Partnership)’, 일본의 ‘산업 재흥 플랜’, 중국의 ‘제조 2025’, 그리고 인도의 ‘메이크 인 인디아(Make in India)’ 등 선진국뿐만 아니라 개도국까지 제조업 혁신 프로그램을 진행하고 있습니다. 

l 국가별 제조업 부흥 전략

 

우리 정부도 ‘제조혁신 3.0’을 추진하는 등 I4.0 발표 이후 각 국이 제조업을 정책의 최우선 과제로 추진하고 있습니다.

업계에서도 제조업을 중심으로 한 영역 확장이 진행 중입니다. 전통적인 IT 업체인 MS와 SAP도 각 사의 기존 사업영역을 넘어서 스마트 팩토리 영역을 대상으로 솔루션을 확장하고 있습니다. 또한 전통적인 제조 강자인 GE는 이미 ‘Software and Analytical Company’로 선언했으며, 지멘스, 다쏘시스템도 제조 관련 회사를 인수•합병하는 등 변화를 지속하고 있습니다.

l LG CNS 스마트 팩토리 프레임 워크

그동안 업계에서는 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 클라우드 등 요소 기술에 대한 많은 논의와 검토가 있었으나 활용은 미비했습니다. 그 이유는 이러한 혁신을 통해 추가로 창출할 가치가 명확하지 않고, 사물인터넷을 통해 확보된 빅데이터를 해석할 수 있는 인사이트의 부족을 들 수 있습니다.

이러한 이슈를 극복하고 성공적인 스마트 팩토리를 구축하기 위해서는 IT 역량도 물론 중요하지만, 고객의 산업과 프로세스(Operation Technology)에 대한 통찰력을 바탕으로 고객에게 새로운 가치를 제공할 수 있는 안목도 반드시 필요할 것입니다.  

글 l LG CNS 하이테크사업부 

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1. Industrie는 Industry의 독일식 표현으로 업계에서 고유명사로 사용하기에 이에 따라 표기함 [본문으로]