제조의 미래를 바꿔 놓을 5가지 디지털 트렌드

• 4차 산업 혁명이 발전하는 와중에도 차기 산업혁명이 도래하고 있다.
• 사람들이 기계와 더욱 밀접하게 작업하고, 기계는 그에 맞춰 자동화될 것이다.
• 그 결과 더 빠르고 탄력적인 제조와 ‘즉각적인’ 대량 맞춤 제작의 새로운 시대가 열릴 것이다.

제조는 어디에나 존재하지만 간과하기 쉽다. 제조업계가 공장에서부터 가정까지 제품을 공급하는 과정은 매끄럽다 못해 거의 눈에 보이지 않을 정도다. 고속도로에서 가끔 대형 화물차가 지나갈 때를 제외하면 보이지 않는 손이 상품을 인도하는 것 같다.

이는 커져가는 4차 산업 혁명의 영향력과 이를 뒷받침하는 디지털 기능을 보여주는 증거다. 그러나 제조업의 기술 진화는 아직 끝나지 않았다.

코로나19 팬데믹 상황이 처음 닥쳤을 때 사람들이 비누와 화장지를 사재기했던 것을 떠올려 보라. 이 사건은 모두가 의존하고 있는 이 광대한 산업 또한 충격을 받고 혼란을 겪을 수 있다는 사실을 분명하게 상기시켰다.

물론 봉쇄의 시대에는 수많은 성공 사례도 등장했으며 플랫폼과 원격 협업의 힘이 부각되기도 했다. 그러나 그와 동시에 여전히 계획을 뒤집을 수 있는 몇 가지 거시적 문제도 드러났다. 더 나은 지속가능성에 대한 요구, 권한이 강해진 소비자, 정치적 불안정, 데이터 폭주, 그리고 모든 것이 고도로 연결된 상황에 대처하기 위한 민첩성과 대응성, 공급망 및 운영 탄력성 등이 모두 시험받고 있다.

4차 산업혁명의 한계

인더스트리 4.0이라고도 불리는 4차 산업 혁명은 거의 10년 동안 지속되었다. 데이터 기반 지능형 자동화의 힘은 다른 모든 주요 부문과 함께 제조업을 혁신했지만, 그 과정은 아직 끝나지 않았다.

지금까지 4차 산업 혁명을 구현하고 그로부터 이점을 얻는 데 필요한 기술, 플랫폼, 역량은 실험 비용을 소화할 수 있는 규모와 국제적 입지를 가진 기업만의 전유물이었다.

이러한 기술은 모든 규모 및 예산의 제조업체가 사용할 수 있어야 한다. 그러나 그렇게 되기를 전 세계가 기다리는 사이에 인공 지능(AI), IoT, 애널리틱스, 로보틱스 및 3D 프린팅의 통합이 만들어내는 새로운 가능성은 또 다른 산업 혁명이 임박했음을 시사하고 있다.

이를 ‘5차 산업혁명’이라고 할 수 있다. 디지털화의 다음 단계인 5차 산업혁명은 오늘날 생성되는 플랫폼과 디지털 자산이 ‘상호 소통’하면서 인간과 컴퓨터가 더 조화롭게 협업하는 단계다. 그러나 제품을 공급하려면 제조가 계속 발전하고 개선되어야 한다. 향후 6~10년 동안 미래를 이끌어 갈 5가지 개발 사항은 다음과 같다.

1. 제품 수명 주기 전체에 걸친 설계 및 시뮬레이션 수행

개념화, 제작, 판매, 심지어 제품의 최종 반품 또는 폐기 과정에서 수집된 모든 데이터를 바탕으로 제조 단계 간에 중앙 집중식 피드백 순환 고리가 나타나기 시작했다. 그 결과로 나타난 것이 디지털 트윈과 모델 기반 시스템이다. 이들이 결합되면 잠재적으로 모든 생산 단계가 서로 연결되고 정보가 앞뒤 단계로 공유되면서 개선하고 학습하는 시스템을 구성할 수 있다.

오늘날 부품이 제조될 때 설계 및 엔지니어링의 초점은 자연히 하나의 부품에 맞춰진다. 그러나 기계 시스템에서는 모든 개별 부품이 다른 부품들에 부착된다. 엔진 부품이든 풍력 터빈 내부의 기어든 더 큰 최종 제품의 연결 부분일 뿐이다.

부품 하나의 설계가 변경되는 시기를 인식하는 것은 물론, 그 변경이 다른 부품과 전체 구조 및 성능에 어떤 영향을 미치는지 계산할 수 있는 도구가 필요하다.

5차 산업 혁명에서는 이러한 상호 의존성을 고려하고 시스템 차원의 최적화를 가능하게 하는 시스템을 보게 될 것이다. 현재 자동화된 최적화 워크플로는 사실 구성 요소 차원에서만 이뤄지며 시스템은 대부분 수동으로 구성된다. 다양한 데이터 세트를 실시간으로 연결하면 복잡한 대규모 시스템의 최적화를 자동화하여 제품 개발 프로세스의 속도를 크게 높일 수 있다.

2. 새로운 연결형 디지털 트윈 인터넷의 등장

기술 융합이 점점 더 보편화됨에 따라 플랫폼 간 통신과 호환성이 필수가 될 것이다. 5G의 도래와 함께 초연결을 위한 기술 아키텍처(technical architecture)가 구체화되고 있다. 이는 시스템, 사람, 장치 간의 훨씬 더 발전된 상호작용이 가능한 세상으로 이어질 것이다.

팬데믹 기간 동안 디지털 트윈 기술이 급속히 채택된 것을 생각해 보라. 향후 10년 안에 다양한 맥락에서 서로 협력하고 상호 작용할 수 있는 디지털 트윈이 개발될 것이다. 일종의 병렬 월드 와이드 웹을 이루는 네트워크 또는 생태계이라고 할 수 있다.

스마트 시티와 자동화된 운송 시스템이 자리를 잡아감에 따라 수집되는 데이터가 매우 풍부해지고 있다. 정보는 고립되면 가치가 떨어지므로 공유되어야 한다. 그러나 이러한 맥락에서 지적 재산 보호는 훨씬 더 중요해질 것이므로, 블록체인과 같은 기술이 디지털 트윈 간에 공유되는 모든 데이터를 안전하게 유지하는 역할을 할 것으로 기대된다.

3. 기계를 동료로 만드는 증강 지능

5차 산업 혁명은 인간과 컴퓨터의 협업이 이뤄지는 새 시대를 열 것이다. 디지털 기술이 급속도로 채택되면서 인간을 대체하는 기계에 대한 수많은 추측을 불러일으켰다. 그러나 실제로는 기계가 완전히 새로운 차원에서 사람들과 협업하는 법을 배우고 있다. 인지 컴퓨팅 기능이 인간이 더 나은 결정을 더 빨리 내리도록 돕는 증강 지능(Augmented Intelligence)의 도래를 목격하고 있다.

예를 들어 유럽의 스포츠용품 업체인 데카트론(Decathlon)은 현재 AI로 자사의 퍼포먼스 자전거를 보다 효율적으로 설계 및 제조하며, 설계 단계의 배기가스를 줄이는 동시에 더 가볍고 내구성이 뛰어나면서도 속도는 더 빨라지도록 만들고 있다.

작업 현장의 기계가 더 똑똑해지고 더 연결됨에 따라 5차 산업 혁명에서는 현재의 소프트웨어만으로 처리하기에는 너무 복잡한 운영, 작업 및 프로세스의 자동화를 위해 보다 협력적인 파트너십이 등장할 것이다.

4. 서비스로서의 제조 실현

공급망이 한층 다양화되고 디지털 네트워크를 통해 더욱 연결됨에 따라 그동안 접근이 어려웠던 부문의 장벽이 낮아질 것이다. 소비자는 사실상 시스템 통합자가 되어 복잡한 제조 프로세스를 한데 엮고 버튼 하나를 클릭하기만 해도 고유한 구성을 설정할 수 있게 된다.

온라인 쇼핑에서 이미 이용 가능한 서비스를 살펴보면, 새로운 주방 기기가 필요한 경우 그저 로그인하여 원하는 색상, 구성 요소, 재료, 크기 및 기능을 선택하기만 하면 되는 플랫폼을 쉽게 떠올릴 수 있다.

5차 산업 혁명의 기술적 역량이 자리 잡으면 이러한 일이 더 쉬워지고 거의 즉각적으로 이루어질 것이다. 익일(혹은 심지어 당일) 배송을 위한 주문 처리 프로세스를 시작하는 동시에 신속한 제작을 위해 주문을 기계로 직접 보내게 될 것이다.

5. ‘즉석 주문형’을 표준으로 만들 대량 맞춤화

그 어느 때보다 맞춤형 제작에 대한 요구 사항이 많아짐에 따라 상품도 더 짧은 시간 안에 제작되어야 할 것이다. 제품을 신속하게 배송할 수 있는 시스템과 기계는 이미 존재한다. 예를 들어 아마존은 일부 제품을 24시간 내 주문 제작 방식으로 제공하는 작업을 진행 중이다. 향후 몇 년 동안 이는 다른 소매업체 및 분야로 확장되어 제조 및 소매업에 막대한 영향을 미칠 것이다.

지금과 같은 제품 및 상품은 사실상 사라질지도 모른다. 인터넷에서 모든 것을 구성하고 빠르게 주문할 수 있다면 매장이 필요하지 않을 것이다.

4차 산업 혁명의 마무리

그러나 이러한 추세가 진행되려면우선 4차 산업 혁명의 약속부터 실현되어야 한다. 아직은 여전히 주요 제조업체들이 이 부문을 선점하고 있다. 다수를 차지하는 제조업의 중간 계층은 여전히 디지털의 도래로부터 완전한 혜택을 받지 못하고 있다.

그 격차를 메우기 위해 현재의 공장 설비를 데이터를 공유하고 자동화된 지시를 받을 수 있는 준 디지털 장치로 바꾸는 실험이 진행 중이다.

한편 IT 업체는 소규모 제조 업체의 예산에 맞추기 위해 자사의 중소기업용 제품과 규모 조정 솔루션 및 수익 모델을 개선하고 있다. 디지털 제조의 장벽은 계속 낮아지는 중이지만 더 빠르게 진행될 필요가 있으며, 업스트림 설계 데이터와 다운스트림 사용 데이터를 포함하도록 프로세스를 확장하여 제품의 진정한 진화를 가능하게 하는 피드백 순환 고리를 활성화해야 한다. 차기 산업혁명이 본격적으로 시작되기까지 넘어야 할 산이 많지만, 이제는 바로 그 차기 산업혁명인 5차 산업 혁명을 예상하고 대비해야 할 때다.