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안녕하세요. 구독자 여러분. 어김없이 화요일에 찾아온 베스픽입니다. 이번에는 스마트 팩토리에 대해서 이야기를 해보려 하는데요. 최근에는 기술이 원체 빠르게 성장하고 있어서, 우리 공정의 어느 부분에 어떻게 스마트 기술을 적용할 수 있는지를 판단하는 것도 쉽지 않습니다. 기존 스마트 팩토리가 소프트웨어를 적용해 사람이 직접 하는 비중을 줄이는 것에 초점을 맞추었다면, 이제 다가올 세상은 기계가 ‘스스로 판단’해서 운영되는 공장입니다.
예를 들어 ‘공장 생산 라인이 멈췄다’라고 가정하면 전통적인 제조 방식에서는 라인을 육안으로 하나씩 살펴보고 의심되는 부분을 수리하기 위해 설비나 기기 전문가를 부르게 됩니다. 만약 부품 교체가 필요한 것이라면, 새 부품이 도착할 때까지 모든 직원이 기다려야 합니다. 사전 예방도 쉽지 않습니다.
그러나 스마트 팩토리에서는 IoT를 이용해 상시적으로 데이터를 수집하고 분석하기 때문에 실시간 모니터링이 가능합니다. 생산 라인이 멈췄을 때 대시보드에서 즉시 문제를 확인할 수 있죠. 나아가 데이터에 기반해 문제가 발생할 것을 사전에 예측할 수도 있고, 동일한 문제가 발생하지 않도록 근본 원인을 차단하는 것도 가능합니다. “00 부품의 재고를 확보해 두어야 합니다.”, “00 라인의 검진 시기가 도래했습니다” 등을 사전에 파악할 수 있으니까요.
요약하자면, 최신 IT 기술을 활용해 모든 공정 과정을 자동화한 스마트 팩토리는 생산 라인 중단과 같은 큰 위험이 발생할 가능성을 줄여주고 발생 시 신속한 복구가 가능해진다는 것입니다.
AI 스마트 팩토리? Software-Defined Facoty!
스마트 팩토리에도 AI 도입이 빠질 수 없죠. AI가 적용된 스마트 팩토리는 SDF(Software-Defined Factory, 소프트웨어 정의 공장)이라고 하는데요. 기존의 스마트 팩토리에서 한 단계 진화한 개념으로 공장의 모든 시스템을 소프트웨어로 통합하고 제어하는 것을 말합니다. 문제 발생 즉시, OS(운영 체제)를 통해 문제를 해결하는데요.
생성형 AI 기반의 챗봇을 사용해 원인을 찾고 AI가 해결 방안을 제시합니다. 소프트웨어와 하드웨어가 유기적으로 연결되어 있기 때문에 짧은 시간에 생산 라인이 재가동되고, AI 기반의 예지 보전과 버전 업데이트를 통해 동일 문제는 발생하지 않도록 하는 것이죠. 마치 핸드폰 OS 업데이트 하듯이 말입니다. 때문에 생산 라인이 멈추는 심각한 상황까지 올 확률도 매우 낮아지게 되는 것이죠.
공장 전체를 SDF로 전환한다면 어떤 일이 벌어질까요? 부품 수급과 물류 관리는 AI 에이전트가 알아서 수요과 주문을 처리하고, 신제품 생산 테스트는 디지털 트윈으로 진행합니다. 생산 라인의 추가나 설비 전환도 소프트웨어 업데이트를 통해 빠르고 일괄적으로 처리하죠. 제품의 품질관리도 비전AI, IoT 센서, AI 로봇 등을 활용해 자동으로 진행합니다. 작업장의 안전성도 확보하고, 생산 효율성과 속도도 향상됩니다.
공장도 스마트폰처럼 OS 업데이트한다?
이제 제조 산업의 목표는 과거 개별 공정의 자동화에서 공급망 전체의 지능화를 지향한다고 볼 수 있습니다. 맥킨지 보고서에 따르면 스마트 제조가 2025년까지 최대 3조 7000억 달러, 한화로 약 5200조원의 가치를 창출할 수 있다고 예측했습니다. 전통 산업인 제조업도 AI 기술을 비롯한 다양한 첨단 ICT 기술을 도입하여 혁신을 거듭한다면, 여러 부문의 성장을 촉진할 잠재력이 있다고 평가한거죠.
가장 빠르게 움직이는 산업은 바로 모빌리티입니다. 미국 전기차 제조 업체 테슬라의 기가팩토리(Gigafactory)가 대표적입니다. 미국 텍사스주 오스틴에 위치한 기가팩토리는 기존 컨베이어식 생산에서 벗어나 AGV(Automated Guided Vehicle, 무인 운반 차량) 위에서 차량을 조립합니다. 그래서 생산 중 결함이 발견된 차량이 있다면 생산 라인을 멈추는 것이 아니라 해당 차량만 빼내서 문제를 해결합니다. 또 공장의 레이아웃도 자유롭게 변경할 수 있죠. 테슬라는 지난 8월 AI 개발용 슈퍼컴퓨터의 내부를 공개하기도 는데요. 테슬라의 소프트웨어 중심 자동(Software-Defined Vehicle, SDV)의 미래가 궁금해집니다.
글로벌 산업용 솔루션 기업 지멘스(Siemens)는 클라우드와 엣지 컴퓨팅을 활용해 엔지니어 간 협업이 가능하도록 시스템을 구축하고, 설계 단계의 모든 정보를 공유할 수 있는 SDF 기반 솔루션을 선보였는데요. ‘Software-Defined Automation’이라고 불리며 지멘스의 소프트웨어 중심 공정 자동화를 선도하고 있습니다. 옵스나우(OpsNow)도 국내 유일 SaaS형 AIoT 플랫폼 ‘IoTOps(아이오티옵스)’를 통해 스마트팩토리, 콜드체인, BMS(Battery Management System) 등 다양한 산업 분야에서 제조 데이터를 활용할 수 있도록 지원하고 있습니다.
제조 현장에서는 “변화를 더이상 미룰 수 없다”라고 말합니다. 보쉬(Bosch)에 따르면 SDF로의 전환은 생산 속도와 비용 절감 효과를 기대할 수 있습니다. SDF로 전환하면 생산 공정의 제어와 유연성의 확보되면 제품 출시 시간을 단축할 수 있고, 하드웨어와 소프트웨어의 모듈화 덕분에 생산 라인의 재사용은 물론, 재구성에 필요한 작업도 줄어듭니다. 제조 산업의 혁신이 우리 사회에 미칠 변화와 영향도 기대가 됩니다. 다음 베스픽에서 또 다른 이야기로 찾아 뵙겠습니다!
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