안녕하세요. <KTL TRUST> 독자들께 인사 말씀과 센터 소개 부탁드립니다.

<KTL TRUST> 독자 여러분 그리고 KTL 선후배 여러분, 안녕하세요! 디지털산업본부 디지털 R&BD센터 권종원 선임연구원입니다. 2019년 새해가 밝았습니다. 올 한 해, 첫발을 잘 내디디시길 바랍니다.

디지털 R&BD센터는 디지털산업본부의 총괄 사업관리 및 전략을 수립하고, 신규 ICT융합분야 유망 시험인증 사업 발굴 업무를 수행하고 있습니다. 그중에서도 저희 팀은 ICT융합분야 시험인증 관련 국책사업 및 각 부처 기술규제 개선활동, 국내외 표준화 활동 업무를 수행하고 있습니다. 현재 진행하는 대표적인 사업은 산업용 통신, 산업IT보안, 협동로봇의 기능안전평가, 신뢰성 평가 등 스마트공장에 적용될 수 있는 핵심기술 및 모듈에 대한 품질평가체계 구축 사업이 있습니다. 더불어 스마트 제조 응용 애플리케이션 간의 데이터 통합 및 디지털 트윈 실현을 위한 표준 제조 데이터 구조와 이에 대한 적합성 여부를 평가할 수 있는 진단 도구를 개발하고 있습니다.

스마트공장이 생소한 독자분들을 위해 설명 부탁드립니다.

4차 산업혁명 시대를 맞아 스마트공장은 세계적으로 주목받고 있습니다. 스마트공장에 대한 해석은 다양한데, 4차 산업혁명의 시작인 독일 인더스트리 4.0에서는 스마트공장을 ‘실세계와 사이버세계가 긴밀하게 연결된 사이버-물리 시스템을 통해 제조공장의 모든 요소를 완전 자동화하고 최적화하는 것’으로 정의하고 있습니다. 우리나라의 경우, ICT융합 관점을 강조해 ‘제품의 기획, 설계, 생산, 유통판매 등 전 과정이 사물인터넷(IoT), 사이버 물리 시스템(CPS), 인터넷 서비스(IoS) 등의 ICT와 융합하여 자동화 및 정보화되어 가치사슬 전체가 실시간 연동 통합됨으로써 생산성 향상, 에너지 절감, 인간 중심의 작업환경을 구현하고, 최적 비용 및 시간으로 고객 맞춤형 제품을 생산하는 공장’으로 정의하고 있습니다.

스마트공장을 도입하려는 궁극적인 이유는 ‘제조 산업 발전을 위한 공장 고도화’에 있습니다. 특히 미래 제조업의 트렌드가 개별 소비자 맞춤 생산까지 확대되면서 다품종 소량 생산에 적합한 유연생산체계에 대한 요구사항이 커지고, 생산 계획에서 제품 소비에 이르기까지 제품 생애 전 단계에 걸친 정보를 이용한 제조 효율 극대화와 산업 확대를 위해 스마트공장 도입에 박차를 가하고 있습니다.

현재 국내 스마트공장 보급 현황과 문제점은 무엇인가요?

스마트공장과 관련해 가장 큰 문제는 민∙관 모두 수요기업 및 최종 수요의 중요성에 대한 인식이 미흡한 가운데 스마트공장의 보급 및 발전이 진행되어 혁신의 추진동력이 약하다는 점입니다. 현재 정부 주도로 2022년까지 스마트공장 3만 개 보급사업을 추진하고 있으나 대부분 기초 수준의 도입 단계(76.4%)로 시대적 필요에 비추어봤을 때 적절한 수준의 성과인지는 의문이 제기되고 있습니다.

대표적인 이유로 스마트공장 기반산업 관련 국내 공급사의 기술경쟁력이 선진국 대비 취약하기 때문으로 분석되고 있습니다. 현재 국내 공급사의 경우, 스마트공장 필요 기술 중 일부를 단품으로 공급하는 소규모 기업 위주로, 전체 가치사슬의 국제적 제조경쟁력이 균등하도록 구성된 토탈패키지 제공능력이 부족한 실정입니다. 특히 국내 공급사 제품의 신뢰성∙안정성에 대한 실증기회가 부족하다는 것이 시장 진입 및 창출의 주요 장애물로 지적되고 있습니다.

이와 같은 문제를 해결하고자 우리 센터에서는 스마트공장 국내 공급사의 기술 경쟁력 제고 및 시장진출 지원을 위해 국제 표준 기반의 산업용 유무선 통신, 산업IT보안, 협동로봇의 기능안전 평가, 핵심 컴포넌트에 대한 신뢰성 평가 등을 전주기적 원스탑 서비스로 지원할 수 있도록 스마트공장 품질평가체계를 구축하고 있습니다. 또한 국내 스마트 제조 응용 시스템 공급사 간의 데이터 통합 및 상호운용성 확보를 위해 한국형 표준 제조 데이터 구조 및 표준 활용 지원툴 (Semantic Profiling Tool), 표준적합성/상호운용성 진단도구를 개발하여 통합 포털 서비스를 제공할 예정입니다.

한국형 제조 데이터 구조 등 개발과 관련해 자세한 설명 부탁드립니다.

스마트공장은 시시각각 변화하는 생산현장의 생산정보 4M1E(Man, Machine, Material, Method, Energy) 및 생산자원을 실시간으로 통합하여 생산 관리를 무대기시간, 무재고, 무고장, 무불량이 발생할 수 있는 핵심성과지표(KPI: Key Performance Indication) 관리를 통해 생산현장을 고도화시키는 것이 핵심입니다. 이를 위해 기존 제조업의 생산정보시스템(PLM, MES 등)과 기업운영시스템(ERP, SCM, CRM 등)을 도입하고 있으나, 단계별로 도입됨에 따라 시스템 간 호환성 문제가 발생하고 있어 데이터 통합이 어려운 것이 현실입니다. 특히 최근 CPS 등 시뮬레이션 시스템뿐만 아니라 새롭게 등장하고 발전하는 사물인터넷(IoT), 증강현실(AR), 블록체인, 머신러닝/딥러닝(ML/DL), 빅데이터 등 기술적인 요소 등 복잡한 요소들로 스마트공장이 구현되고 있어 개별적인 인터페이스를 맞춰야 하는 문제점 해결이 반드시 필요합니다.

따라서 전사적 자원관리(ERP), 생산관리시스템(MES), 제품수명주기관리(PLM), 공급망관리(SCM), 고객관계관리(CRM) 등 경영 및 생산 지원 시스템들의 상호 연동을 통한 제조 지능화 실현을 위해 유기적 상호 연동이 가능하고, 제조기업 경영∙생산∙유통∙판매 등을 아우르는 한국형 제조 데이터 표준 스키마를 개발하고 데이터베이스화하고자 합니다. 이를 통해 제조 응용 시스템의 교체, 신규 시스템과 신기술 도입 시, 시스템 간 상호호환성을 확보할 수 있도록 지원하는 기반 기술을 개발하고 있습니다.