[논문]제4차 산업혁명시대에서의 품질경영 방향

백재욱

doi:10.21186/ipr.2020.5.4.001

제4차 산업혁명시대에서의 품질경영 방향
Quality management direction in the 4th industrial revolution era 원문보기

Industry promotion research = 산업진흥연구, v.5 no.4, 2020년, pp.1 - 13

초록
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2016년 1월 다보스 세계경제포럼에서 제4차 산업혁명이라는 화두가 세상에 던져진 이후 세계는 사회·경제적으로 큰 변화를 겪고 있다. 이에 본 연구에서는 제4차 산업혁명시대에 품질경영의 방향에 대해 살펴보았다. 첫째로 미국, 독일, 일본 및 중국에서는 제4차 산업혁명시대에 사물인터넷, 로봇공학, 3D프린팅, 빅데이터, 인공지능 등의 새로운 정보통신기술과 기존 기술 및 산업과의 융합으로 산업구조가 변화되고 새로운 스마트 비즈니스가 창출되고 있다는 것을 확인했다. 둘째로 우리나라의 제4차 산업혁명의 핵심 기술수준은 선진국에 비해 미흡한 편이지만 2015년부터 새로운 환경에 적극 대응하기 위해 새로운 정보통신기술을 이용하여 스마트 생산방식 확산, 신산업 창출 등에 힘써오고 있다는 것을 파악했다. 마지막으로 제4차 산업혁명시대에 품질경영은 제품이나 서비스의 기획 및 설계단계에서부터 빅데이터 기반으로 시장의 요구를 실시간으로 반영한 것을 새로운 정보통신기술로 실시간 구현하는 것이라는 것을 확인했다.

Abstract ▼ AI-Helper

Since the 4th industrial revolution was thrown into the world at the Davos World Economic Forum in January 2016, the world has been undergoing major social and economic changes. In this study, the direction of quality management in the 4th industrial revolution era was examined. First, in all the major countries the industrial structural changes and smart business models were confirmed due to the convergence of new ICT such as IoT, robotics, 3D printing, big data, and AI with the existing technologies and industries. Second, we found that although the core technology level of the 4th industrial revolution in Korea is not as good as that of advanced countries, we have been working on expanding smart production methods and creating new industries by utilizing new ICT. Finally, it was confirmed that quality management is a real-time implementation of new ICT that reflects the needs of the market in real time based on big data from the planning and design stage of products or services.

주제어

표/그림 (8)

표 <표 1> 제4차 산업혁명의 주요 기반기술
표 <표 2> 주요국의 제4차 산업혁명 대응 비교
표 <표 3> Hightech Strategy 2020
그림 <그림 1> New industrial revolution approach
표 <표 4> A-Korea 발전단계와 전략
표 <표 5> ‘제조업 혁신 3.0 전략’의 주요 내용
표 <표 6> 스마트공장의 제조단계별 역할
그림 <그림 2> GE의 산업인터넷 플랫폼 프레딕스 아키텍쳐

AI 본문요약
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문제 정의

그리고 기업의 활동이 제품판매로 끝나는 것이 아니라 제품판매 후 유지·보수 서비스를 포괄적으로 제공함으로써 안정적인 수익을 확보하고, 고객과의 계속적인 접점 확보를 통해 제조업의 서비스화를 추진하는 것이다.
이로서 제품이나 서비스의 기획 및 설계단계에서부터 빅데이터 기반으로 시장의 요구사항을 반영하여 제조업의 부활을 실현하자는 것이다. 나아가 제조업의 가치 사슬뿐만 아니라 금융(트레이딩, 포트폴리오, 투자자문), 유통(맞춤형 제안, 구매단순화), 의료(진단, 판독), 법률(자료판독), 보안(지능형 감시) 등 다양한 분야에까지 그 영역을 확대시켜 경제시스템과 산업구조 자체를 최적화하자는 것이다.
초연결사회인 제4차 산업혁명시대의 품질경영은 제품이나 서비스의 기획 및 설계단계에서부터 빅데이터 기반으로 시장의 요구를 실시간으로 반영한 것이어야 한다. 나아가 제조업의 가치사슬뿐만 아니라 금융, 유통, 의료, 법률, 보완 등 다양한 분야에까지 그 영역을 확대시켜 경제시스템과 산업구조 자체를 최적화 시키는 것이다. 하지만 개별 기업 차원에서 제4차 산업혁명은 스마트공장 구축, 뿌리공정 스마트화 등을 통해 이룰 수 있다.
0)’의 구현을 위해 노력중이다[6]. 또한 일본은 2015년 1월에 로봇혁명실현회의가 발표한 로봇신전략으로 IoT와 CPS 시대의 도래에 대응하고자 한다. 즉, 산업현장에서 창출되는 방대한 데이터를 기반으로 진화된 로봇의 구동력을 산업과 연결시키겠다는 것이 일본형 신산업혁명이다.
스마트공장의 제조단계별 역할을 살펴보면 과 같으며[12], 수명주기 동안인 기획·설계, 생산, 유통·판매의 각 단계에서 센서나 IoT 및 통신기술을 활용하여 실시간 정보교환으로 경쟁력 있는 공장을 운영하는데 목적이 있다.
두 번째, 다품종소량생산과 ‘짧은 제품수명으로 자재의 수명 또한 단축되면서 발생되는 부동/불용 자재’의 재고관리이다. 여기에서는 모델의 단종계획을 반영하여 해당 모델과 관련된 전용자재를 파악하여 관련 공급사와 해당 정보를 실시간 공유하는 것이 핵심이다.
이는 산업기기에 각종 센서를 장착하여 원격감시는 물론, 가동상황에 대한 빅데이터의 분석으로 기기의 성능 저하나 이상 등을 사전에 탐지하고, 부품의 교환시기를 정확하게 예측함으로써 제품 및 산업장비의 사고방지, 유지·관리의 고도화, 운용의 최적화를 실현하는 데 그 목적이 있다.
앞에서 살펴본 여러 나라의 전략은 자국의 사정에 맞게 제시되어 있지만 이들의 공통점은 IoT, 인공지능 등을 이용하여 물리적 세계와 디지털 세계를 서로 연계함으로써 하나로 융합된 네트워크 환경을 구축하는 것이다. 이로서 제품이나 서비스의 기획 및 설계단계에서부터 빅데이터 기반으로 시장의 요구사항을 반영하여 제조업의 부활을 실현하자는 것이다. 나아가 제조업의 가치 사슬뿐만 아니라 금융(트레이딩, 포트폴리오, 투자자문), 유통(맞춤형 제안, 구매단순화), 의료(진단, 판독), 법률(자료판독), 보안(지능형 감시) 등 다양한 분야에까지 그 영역을 확대시켜 경제시스템과 산업구조 자체를 최적화하자는 것이다.
이에 본 연구에서는 우선 세계 주요국들의 제4차 산업혁명 전략을 살펴보았다. 독일은 제4차 산업혁명을 ‘하이테크 2020전략’에서 제조업 생산체계와 ICT 융합을 통한 제조업 고도화 프로젝트로 ‘인더스트리 4.
첫째, 클라우드 서비스를 기축으로 인터넷 우위성을 최대한 활용하고, 둘째, 제조업 관련 기업과 인터넷 기업에서 축적한 방대한 데이터를 인공지능에 의한 처리를 통해 전 세계로 서비스를 제공하며, 셋째, 그 과정에서 전 세계의 공장이나 설비를 제어하여 생산을 관리함으로써 미국 주도의 산업 플랫폼과 표준화를 실현해 가는 것이다. 한마디로 이 같은 과정에서 확보한 글로벌 디지털산업 플랫폼이 전통산업과 인터넷의 융합을 가속화하여 정보혁명의 뒤를 잇는 신산업혁명의 주도권을 장악함으로써 디지털 패권 국가로서의 리더십을 본격적으로 발휘하고자 한다.

제안 방법

그래서 담당 팀은 제트엔진에서 수집한 다양한 데이터를 분석했고, 엔진의 마모패턴이 다른 지역에서 사용되는 엔진과 다르다는 것을 찾아냈다. 그 원인을 파악하기 위해 제트엔진이 장착된 비행기가 운항되는 해당 지역의 대기 중에 있는 공기의 질, 기상조건, 파일럿의 운항 습관 등을 파악하여 엔진성능과의 연관성을 탐색하기 시작했고, 그 결과 발생한 원인을 찾아 관리방안을 수립했다.
제트엔진을 생산하는 GE 항공에서는 근래에 중동과 아시아 특정 구간을 운항하는 제트엔진이 다른 노선의 같은 기종의 엔진과 성능이 다르다는 사실을 발견했다. 그래서 담당 팀은 제트엔진에서 수집한 다양한 데이터를 분석했고, 엔진의 마모패턴이 다른 지역에서 사용되는 엔진과 다르다는 것을 찾아냈다. 그 원인을 파악하기 위해 제트엔진이 장착된 비행기가 운항되는 해당 지역의 대기 중에 있는 공기의 질, 기상조건, 파일럿의 운항 습관 등을 파악하여 엔진성능과의 연관성을 탐색하기 시작했고, 그 결과 발생한 원인을 찾아 관리방안을 수립했다.
이제 인터넷, 클라우드, 모바일, SNS 등을 통해 사람과 사람, 사람과 사물, 그리고 사물과 사물이 서로 소통하는 초연결사회로 진입하였다. 이런 초연결사회에서는 IoT, 클라우드, 빅데이터, 다양한 센서와 단말기를 이용하여 인터넷에 연결된 수많은 데이터를 효율적으로 관리하고 분석할 수 있다.
㈜ID**는 ERP, MES 및 WEB 서버의 빅데이터 등을 활용하여 관리대상 자재를 지속적으로 모니터링함으로써 자재를 기능별, 외관별, 제조사별로 통합한다. 자재의 구매방법별 단가를 비교하며 자재 활용방안의 다각화 등을 통해 사용 자재 종수의 최소화 및 표준화를 기한다.

성능/효과

두 번째, 다품종소량생산과 ‘짧은 제품수명으로 자재의 수명 또한 단축되면서 발생되는 부동/불용 자재’의 재고관리이다.
세 번째, 고객이 요구하는 품질수준을 만족시키기 위한 샘플링검사의 신뢰도 향상이다. 여기서는 고객의 요구사항이 반영된 검사기준의 수립과 로트의 불량을 잘 선별할 수 있는 최적의 샘플링검사방법의 결정이 핵심이다.
세 번째, 공급망관리를 위해서는 공급자재와 관련된 모든 정보를 상호 실시간 공유하는 것이 핵심이다. ㈜ID**는 공급사와 MES로 연결되어 자재의 단종시기와 과부족 수량은 물론 해당 자재의 생산/품질 정보를 실시간으로 공유한다.
아울러 생산현황을 실시간으로 집계·게시할 수 있는 시스템을 갖춤으로써 생산현황의 실시간 관리가 가능해졌다.

후속연구

이런 스피드 팩토리는 제조업 노동집약산업을 개발 도상국에서 다시 선진국으로 유턴시키는 리쇼어링(reshoring, 제조업의 본국 회귀를 뜻함) 역할을 함은 물론 생산기지의 위치 설정기준을 인건비가 아닌 마켓 쉐어(market share, 시장점유율)가 되게 하는 다품종대량 생산의 패러다임 전환에 견인차 역할을 할 것으로 기대된다.
하지만 요즘과 같은 초연결사회에서는 데이터의 손쉬운 전송과 인공지능의 발달로 경제적인 예지정비(predictive maintenance) 활동을 펼칠 수 있다. 이런 예지정비 활동은 빅데이터 시대로 대변되는 정형 및 비정형의 데이터가 축적될수록 올바른 통계 모델을 개발하여 활용한다면 예측의 정확도를 더욱 더 높일 수 있을 것이다.
첫째, 클라우드 서비스를 기축으로 인터넷 우위성을 최대한 활용하고, 둘째, 제조업 관련 기업과 인터넷 기업에서 축적한 방대한 데이터를 인공지능에 의한 처리를 통해 전 세계로 서비스를 제공하며, 셋째, 그 과정에서 전 세계의 공장이나 설비를 제어하여 생산을 관리함으로써 미국 주도의 산업 플랫폼과 표준화를 실현해 가는 것이다. 한마디로 이 같은 과정에서 확보한 글로벌 디지털산업 플랫폼이 전통산업과 인터넷의 융합을 가속화하여 정보혁명의 뒤를 잇는 신산업혁명의 주도권을 장악함으로써 디지털 패권 국가로서의 리더십을 본격적으로 발휘하고자 한다.
신발끈, 깔창, 색상 등 소비자가 원하는 제품을 5시간 안에 생산할 수도 있다. 현재는 생산기지 대부분이 아시아에 위치하여 운송 시간에 제약이 있으나, 앞에서 언급한 스피드 팩토리를 주요 소비지역에 구축하여 공급망을 단순화시킨다면 빠른 생산과 운송 및 저렴한 생산가로 소비자를 더욱 만족시킬 수 있을 것이다.

참고문헌 (16)

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정은미외 20인 (2017). 제4차 산업혁명이 주력산업에 미치는 영향과 주요 과제, 산업연구원.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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