독일 밸류체인의 디지털화, 산업구도를 재편한다 - 스마트 팩토리(Smart Factory)를 통한 제조공정의 디지털화 가속화 –

[수봉]

독일 밸류체인의 디지털화, 산업구도를 재편한다

2017-12-08 박소영 독일 프랑크푸르트무역관

- 스마트 팩토리(Smart Factory)를 통한 제조공정의 디지털화 가속화 –

- 분야별 산업 밸류체인 변화 주시 필요 및 신규시장 발굴 중요 -

□ 독일, 인더스트리(Industry) 4.0 추진에 박차

  ㅇ 독일 내 인더스트리 4.0 추진 기업 전년 대비 89.8% 증가

    - 최근 12월 업데이트된 자료에 따르면, 독일 내 총 317개 기업이 인더스트리 4.0을 추진 중인 것으로 집계됨. 이는 기존의 167개사 대비 89.8% 증가한 수치임.

    - 특히 독일 제조기업이 대거 소재해 있는 바덴-뷔르템베르크주의 수도 슈투트가르트 인근과 뮌헨 인근, 중서부 도르트문트(Dortmund)·보훔(Bochum) 인근 지역 등에서 활용도가 높은 것으로 나타남.

인더스트리 4.0 추진 기업 현황(총 317개사)

자료원: Plattform Industrie 4.0

    - 또한 현재 진행 중인 단독 및 산학연 연구 프로젝트에는 총 524개 기관, 기업, 대학 등이 참여하는 것으로 나타남.

    - 인더스트리 4.0 관련 Test-bed의 경우 중점 기업이 소재한 지역 외에도 인더스트리 4.0 관련 최대 클러스터로 손꼽히는 it’s OWL이 소재해 있는 오스트베스트팔렌리페(OstWestfalenLippe) 지역 내 파더본(Paderborn), 빌레펠트(Bielefeld)을 중심으로 높은 분포도를 보임.

인더스트리 4.0 Testbed 현황(524개소)

자료원: 독일 연방교육연구부(BMBF)

  ㅇ 인더스트리 4.0 관련 개별 프로젝트 추진 기업은 40%로 증가

    - 독일은 인더스트리4.0 전략 하에 미래의 스마트 팩토리(Smart Factory) 구현에 심혈을 기울이고 있음. 이는 '공정 프로세스 효율화'와 '제조 시 효율성 제고'를 토대로 한 '새로운 패러다임의 실현' 및 '디지털화의 진전'으로 평가됨.

    - 독일 Staufen 컨설팅에서 기업을 대상으로 한 설문 결과, 2017년 기준 인더스트리 4.0을 전방위로 추진 중인 기업은 전년과 동일 하에 7%로 나타났음. 그러나 인더스트리 4.0 개별 프로젝트 추진 기업과 계획 및 테스트 단계의 기업이 각각 41%와 14%로, 전년도33%와 9% 대비 큰 폭으로 증가한 것으로 드러남.

    - 아직까지 구체적인 계획이 없다고 답한 기업이 8%, 모니터링 및 분석단계에 있다고 답한 기업도 24%로 집계됨. 여전히 설문 기업의 약 1/3은 후발주자인 것으로 나타남.

독일 기업의 스마트 팩토리 대응 현황(단위: %)

주: '무응답'이나 '모르겠다'는 답변은 미포함

자료원: Handelsblatt/ Staufen AG(Deutscher Industire 4.0 Index 2017), Presseportal.de

  ㅇ '미래의 공장'을 위해 나아가는 '올해의 공장'

    - 독일 Produktion은 A.T Kearney와 공동으로 유럽 내 제조기업을 대상으로 '올해의 공장(Die Fabrik des Jahres)'상을 수여하고 있음. 2017년 올해의 공장에는 독일 크라일스하임(Crailsheim)에 소재하는 미국 기업 Procter & Gamble, 오스트리아 옌바흐(Jenbach) 소재 미국 기업 GE Distributed Power, 오스트리아 소재 리히텐슈타인 기업 Hilti, 뮌헨(Muenchen)·크라일스하임(Crailsheim)·잘츠기터(Salzgitter)에 공장을 두고 있는 Voith Turbo, 아우크스부르크(Augsburg)의 세차설비 제조사 WaschTec, 오버코헨(Oberkochen) 소재 Carl Zeiss Meditec, 완성차 기업 다임러(Daimler) 베를린 공장이 선정됨.

    - Procter & Gamble은 미래와 인더스트리 4.0 관련 남다른 전략을 추진 중이며, 인간-로봇 협업을 통해 생산성을 향상시켜 선도적인 입지를 구축한 성과를 인정 받음.

P&G의 크라일스하임 공장 전경

자료원: P&G사

    - 해당 회사의 공장장 하우서(Christoph Hausser)는 독일과 같은 고임금 국가 내 생산 입지를 어떻게 유리하는가에 대한 자문이 이러한 성과의 기폭제로 작용했다고 밝힘. 또한 그에 대한 대답은 자동화와 디지털화를 일관성 있게 추진하는 것이었으며, 이를 위해 직원의 적극적인 참여 하에 계획을 실행에 옮겼다고 전함.

    - GE는 실시간 데이터를 응용해 투명성을 제고하고, 공정과 조립의 효율성을 높였으며, Carl Zeiss는 R&D 강화 및 체계적인 라이프사이클 경영을 통한 제품 생산, Voith는 생산 네트워크 구조조정 등을 실행에 옮겼음. 다임러는 디지털화를 통한 독일 내 입지 확보 및 투명성·효율성 상승에 대한 성과를 인정 받음. 특히 다임러는 '디지털 팩토리 랩'을 통해 미래 과제 연구에도 남다른 노력을 기하고 있는 것으로 평가 받음.

    - 무엇보다 수상 기업의 공통되는 성과는 기업 매출 향상뿐만 아니라 서플라이 체인을 따라 공정 효율화를 성취했다는 데 있음.

□ 스마트 팩토리를 통한 혁신 속 밸류체인의 대대적인 변화 기대

  ㅇ 스마트 팩토리, 효율성 제고와 개인 맞춤형 제조에 기폭제

    - 독일 연방정보기술미디어협회(Bitkom)는 인더스트리 4.0를 아이디어에서 제품 개발, 제조, 최종 소비자에 대한 배송, 재활용, 연관 서비스에 이르는 전체 사이클을 포괄하는 개념으로 이해함.

    - 스마트 팩토리와 연관된 개념으로는 자동화, 자체 기획, 개인 맞춤형 제조, 사물 인터넷, 기계 대 기계 커뮤니케이션(M2M)을 들 수 있음.

    - 예를 들면, 기어제조사가 완성차 기업에 대해 주문자가 5000개의 기어박스를 주문하면, 구매 부서는 이에 상응하는 소재를 밸류체인을 통해 주문하게 됨. 생산 공정 담당자는 계획 하에 기계들을 정비하고, 관련 직원들은 필요한 부품을 조달해 기존의 표준화된 공정을 통해 최종적으로 제품을 생산함. 이는 충분한 시간이 보장될 경우에는 가능함.

    - 반면, 스마트 팩토리는 이러한 공정이 다르게 진행됨. 오더는 다양한 기어 종류에 따라 종합적으로 이뤄질 수 있고, 이는 자동으로 생산 컨트롤 시스템으로 이뤄지며, 이는 다시 부품업체와 자체 창고에 자동으로 주문을 발생시킴. 운송 로봇은 필요한 부품을 함께 조합하게 되고 이를 조립 공정으로 운반하며, 생산 시스템은 생산 공정 라인에 어떠한 기어 종류가 조립돼야 하는지 알려주게 됨. 각 부품에 내장돼 있는 RFID칩은 기계에 어떠한 공구를 사용해야 하는지, 어떠한 종류의 기어 차례인지 등의 정보를 전달하게 됨. 근로자는 태블릿이나 데이터 안경을 통해(예: 증강현실, Augmented Reality) 기계가 스스로 수행할 수 없는 필요한 손동작을 수행하게 됨. 그동안 기계와 부품(이른바 임베디드 시스템) 내 소형 컴퓨터가 작업공장을 감독하고, 공차 기준을 상회하거나 기계가 마모 현상이 있을 때 언제 부품 교환이 필요할지 알려줌. 각 단계는 부품을 다음 단계로 전달하며 동시에 중앙 관리소에 현 상황을 통보함.

    - 만일 추가 부품이 충당돼야 할 경우에는 개별 공장 스테이션은 이를 독자적으로 물류 저장고에 요청하게 되고, 기어가 완성되면 로봇을 통해 자동으로 공급 물류 창고로 운송되며, 동시에 스마트 팩토리는 물류분야 내에서 필요한 공정을 유발시키며, 최종적으로 제품은 제품 주문자에게 전달됨.

  ㅇ 2019년 전 세계 산업 기업의 3/4가 밸류체인 디지털화 전망

    - 이러한 과정에서 수많은 데이터가 생산됨. 공구가 마모될 때까지 시간이 얼마나 소요되는지, 어느 정도의 물품량이 물류 저장소에 보관돼야 하는지, 얼마나 빨리 부품업체에 추가 주문이 이뤄져야 하는지, 공장이 이러한 오류로부터 무엇을 배울 수 있는지 등등 생산프로세스의 감독과 평가 및 효율화를 위해 단계별로 활용사안이 클라우드를 통해 저장되고 필요 시 이용 가능하게 됨.

    - 클라우드에서는 이러한 전체 공장이 '디지털 쌍둥이(Digital Twin)'임. 즉, 데이터 모델로서 존재하며 이를 통해 계획이나 개선, 평가가 가능하게 됨.

    - 이러한 클라우드를 통해 데이터 교환은 밸류체인과 주문자와 함께 효율성이라는 이름 하에 이뤄지며, 이로써 스마트 팩토리는 많은 에너지를 절감하게 됨.

    - 이와 같이 운영되는 스마트 팩토리는 아직까지는 미래의 청사진임. 그러나 점차 현실화될 수 있는 조건들이 갖춰지고 있음.

    - Eurocentral Dassault Systemes의 매니저 바르트(Andreas Barth)는 2019년까지 전 세계적으로 3/4의 산업 기업이 밸류체인을 디지털화 시키고, 이를 통해 생산성을 향상시키는 효과를 얻게 될 것이라고 전망함.

    - 바르트는 디지털화를 기업의 표준으로 삼는 것은 반드시 필요한 작업이며, 이제 인더스트리 4.0을 향해 진로를 수정하지 않을 경우 경쟁기업에 뒤처질 것이라고 공고함.

    - 이와 같이 볼 때, 독일 내 디지털 전환은 '인더스트리 4.0'이라는 이름 하에 혁신을 창출하고, 시장 내 활동성을 강화하고, 전체 기업 내 효율성을 확보하는 데 큰 의의를 지님.

□ 전망 및 시사점

  ㅇ 독일은 인더스트리 4.0 전략 하에 스마트 팩토리 구현에 중점을 두고 있으며, 전년 대비 기업의 인더스트리 4.0 활용도가 눈에 띄게 증가한 것으로 드러남.

    - 전체 제품 라이프사이클을 포괄하는 스마트 팩토리를 통한 디지털화는 밸류체인의 대대적인 변화를 가져오고 있으며, 이러한 공정상의 변화로 각 산업 분야 부품 및 제품 생산에도 직접적인 영향을 미치고 있고, 그 영향은 더 확대될 것으로 예상됨.

  ㅇ 현재 독일 주요 제조분야 내 스마트 팩토리 도입을 통해 생산의 효율화 및 밸류체인의 변화가 감지되고 있으며, 효율화 공정을 위한 부품 및 제품(예: 산업용 로봇)이나 사물인터넷 관련 제품의 수요가 크게 확산될 전망임.

    - 이러한 독일 내 산업 수요 증가에 발맞춰 국내 기업 역시 제품 개발과 더불어 판로 개척이 매우 중요하며, 이는 향후 한국의 수출 먹거리 시장 확보를 위한 중요한 분기점이 될 것임.

    - 특히 높은 수요 증가가 예상되는 산업용 로봇이나 센서 관련 바이어 가운데는 한국 기업과의 거래 경험이 매우 적고, 국내 기술 제품에 대한 인지도가 매우 낮은 경우가 많아 신수요 제품에 대한 홍보에도 더 많은 노력을 기울일 필요가 있음.

자료원: 독일 연방교육연구부(BMBF), Plattform Industrie 4.0, Handelsblatt, Produktion, 독일 연방정보기술미디어협회(Bitkom), 기업 인터뷰, KOTRA 프랑크푸르트 무역관 자료 종합