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[칼럼] 스마트 공장의 환상과 디지털 엔지니어링 역량
2018-08-31 5,726 0

디지털 지식 전문가 조형식의 지식마당

 

■ 조형식 | 항공 유체해석(CFD) 엔지니어로 출발하여 프로젝트 관리자 및 컨설턴트를 걸쳐서 디지털 지식 전문가로 활동하고 있다. 현재 디지털지식연구소 대표와 인더스트리 4.0, MES 강의, 캐드앤그래픽스 CNG 지식교육방송 사회자 및 컬럼니스트로 활동하고 있다. 보잉, 삼성항공우주연구소, 한국항공(KAI), 지멘스에서 근무했다. 저서로는 'PLM 지식', '서비스공학', '스마트 엔지니어링', 'MES', '인더스트리 4.0' 등이 있다.


몇 년 전부터 정부는 4차 산업혁명을 대비한다는 명분으로 독일의 인더스트리 4.0(Industry 4.0) 플랫폼과 스마트 공장(Smart factory)에 투자를 하고 있다. 상식적인 이야기이지만 약한 엔지니어링 환경에서는 스마트 공장으로 경쟁력이 생길 수 없다.

독창적이고 우수한 제품 개발 없이 스마트한 공장으로 경쟁력을 가질 수 없다. 공장의 자동화나 지능화로 적은 인원이 필요한 것은 시대의 흐름이다. 제품의 개발 능력을 키우는 것이 선진공업국을 유지할 수 있는 유일한 방법이다.

 


그림 1. 지멘스의 암베르크 스마트 공장


스마트 공장의 3가지 의문점은 첫 번째, 스마트 공장이 단순한 자동화가 아니기 때문에 일자리가 줄지 않고 증가할 수 있다고 한다. 그러나 본격적인 스마트 공장이 오면 현재보다 훨씬 적은 인력으로 운영될 것으로 예상된다. 다시 말해서 제품 시장이 극적으로 커지지 않는 한 지속적으로 현대식 공장에서 필요한 인력은 급격하게 줄어들 수 있다.

두 번째는 ‘스마트 공장을 도입하면 현재에 인건비가 저렴하고 신흥시장이 있는 인도나 베트남으로 이전한 공장이 한국으로 돌아 올 것인가?’이다. 그렇게 생각한다면 단순한 생각이라고 할 수 있다. 한국의 기존의 공장은 어떻게 할 것인가에 대한 구체적인 대책이 없다. 기존의 공장에 생산현장 관리 시스템(MES) 같은 솔루션을 도입하는 것이 스마트 공장일 수는 없다.

세 번째는 스마트 공장이 많아지면 자동적으로 한국의 제조업이 성장할 수 있는가에 대한 의문점이다. 디지털 변혁의 시대적 패러다임은 디지털 플랫폼의 시대이다. 현재 가장 잘 나가고 있는 업체는 더 이상 제조업체나 에너지 업체가 아니다. 아마존, 페이스북, 우버, 애플, 구글, 알리바바, 에어비앤비, 넷플릭스 같이 디지털 플랫폼을 가진 업체이다. 디지털 경제의 시대에서 주도권은 제조사에서 유통사로 옮겨갔다. 규모의 공급보다는 규모의 수요를 창출하는 아마존같은 유통 업체가 주도권을 가졌다고 할 수 있다. 스마트 공장에 대한 막연한 환상을 버려야 한다.

4차 산업 혁명 시대 한국 제조업의 취약점은 스마트 공장보다는 디지털 엔지니어링의 역량이다. 산업사회에서 정보사회까지 우리의 엔지니어링 역량은 많은 발전을 해 왔다. 그러나 미래의 디지털 엔지니어링에서 한국의 경쟁력은 어떨까?

‘디지털 엔지니어링’이란 엔지니어링 또는 제품 개발에서의 디지털 변혁(Digital Transformation)이라고 할 수 있다. 현재 이슈인 분야는 디지털 트윈(Digital Twin), 디지털 스레드(Digital Thread), 디지털 PLM(Digital PLM), 모델 기반 체계공학(Model-Based Systems Engineering), 모델 기반 설계(Model-Based Design), 모델 기반 엔터프라이즈(Model-Based Enterprise), 모델 기반 정의(Model-Based Definition) 등이 있다.

모델 기반 설계(Model-Based Design)는 3D 기하학적 모델을 생성하고 주석과 속성정보, 제시정보 등을 생성하고 변환 등 모델 중심으로 다양한 설계 활동을 하는 것이다. 모델 기반 설계는 추상적인 용어라고 할 수 있다.

 


그림 2. 모델 기반 설계(Model-Based Design)


또한 기업이 모델 기반 설계 패러다임을 제품 개발부터 제품 수명주기 전반 및 전사로 확장해서 사용하면 모델 기반 엔터프라이즈(Model-Based Enterprise)라고 할 수 있다.

모델 기반 정의(Model-Based Definition)는 간단히 말하면 PMI(제품생산정보)를 가진 3D 모델이라고 할 수 있다. 좀 더 자세히 말하면 <그림 3>과 같이 3D 기하학적 정보(3D geometry), 주석 정보(Annotation), 속성 정보(Attribution), 제시 정보(Presentation) 등 4가지 정보가 포함된 모델로 정의할 수 있다.

 


그림 3. 모델 기반 정의(MBD)


<그림 4>는 모델 기반 체계공학(Model Based Systems Engineering), 모델 기반 설계(Model-Based Design), 모델 기반 엔터프라이즈(Model-Based Enterprise), 모델 기반 정의(Model-Based Definition) 등의 위치를 보여주는 심데이터(CIMdata)의 큰 그림이다.

<그림 4>에서 아직 디지털 변혁의 디지털 트윈이나 디지털 스레드에 대한 설명은 아직 없어서 만족할 수는 없지만, 대체적으로 디지털 엔지니어링의 환경을 이해하는데 도움을 줄 수 있다.

 


그림 4. MBD, MBSE, MBE


지난 달 디지털 엔지니어링 관련 스타트업(Start-up) 세미나에 참석했는데, 마침 독일의 유명한 스포츠카 회사인 포르쉐의 디지털 랩에서 발표한 자료를 볼 수 있었다. 이 자료에서는 자동차 부품 조립 시에 청음기술(Sound Detector)을 이용해서 조립을 정확하게 했는지 불량인지를 판별하는 기술을 소개하였다. 이처럼 사소한 것이지만 독창적인 디지털 기술이 미래의 한국 제조업에 도움이 될 수 있다.

 


그림 5. 독창적인 기업형 창업(Start-up)


지금이라도 독일 기업보다 한국에서 더 유행하는 스마트 공장이나 인더스트리 4.0이라는 마케팅 용어에 현혹되기보다 한국을 제조강국으로 만들기 위해서 다시 한 번 디지털 공학 분야의 인력과 시설에 투자해야 한다. 디지털 공학 분야에 대한 투자는 2가지 방향이 있다. 하나는 새로운 제품이나 신기술 분야에 적용하는 것이고, 다른 하나는 기존의 공학적인 배경에 디지털 변혁을 적용하는 것이다. 즉 창조와 변혁(Creative and Transformation)이다. 어떤 국가도 독창적이고 우수한 제품개발 역량 없이 세계적 경쟁력을 가질 수 없다.

반구저기(反求諸己). 잘못을 자신에서 찾는다.

 

 

기사 상세 내용은 PDF로 제공됩니다.

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인더스트리 4.0
스마트 공장
MBD
MBSE

조형식 hyongsikcho@korea.com

출처 : 캐드앤그래픽스 2018년 9월호

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