2017년 스마트 제조 동향은 제조업에서 급진적인 변화가 진행 중임을 보여주고 있다. 세계 시장 조사 기관 BCC 리서치의 보고서에 따르면, 스마트 제조 시장은 2015년의 1950억 달러에서 2020년에는 3920억 달러로 연간 19.8%의 성장률을 보일 것으로 나타났다.

스마트 제조는 기존 문제 해결에 빠르고 효과적이며 미래의 도전에 대응하기 위해 향상된 가치를 창출하면서 개방된 기반시설을 이용하는 방식으로 정보와 운영 기술의 발전을 가져올 제조업 분야에서 진행되고 있는 기술이 주도하는 접근방법이다. 스마트 제조는 설계, 가공, 운영을 포함한 여러 프로세스 개선을 통해 전 세계적으로 급속한 주목을 받고 있다.

이와 같은 첨단 기술의 변화를 놓치지 않으면서 2017년의 스마트 제조 동향을 살펴보는 것은 중요하며, 어떤 제품을 공장에 도입하는 것이 비용 대비 효율적인지 알아야 한다.

노동자를 보완하는 로봇

결국 로봇이 인간을 대체할 것이라는 우려에도 지지자들은 인간이 하기에 안전하지 않거나 불가능한 일을 로봇이 수행할 것이라고 주장한다. 그렇게 되더라도 인간은 여전히 로봇 프로그램을 유지하고 관리하는 핵심 역할을 하게 되며 이런 로봇은 노동자를 대체하는 것이 아니라 보완하는 것이다.

현재 전미경제연구소(National Bureau of Economic Research)에 따르면 제조업체가 미국 산업용 로봇의 80%를 사용하고 있는 것으로 알려져 있다. 보스턴 컨설팅 그룹(Boston Consulting Group)은 로봇의 프로그램이 쉽고 소유 및 운용비가 저렴해지면서 많은 소형 업체도 로봇을 도입할 것으로 예측하고 있다.

포레스터(Forrester) 연구소는 로봇으로 인해 1000만 개의 일자리가 사라질 것으로 예측하고 있지만 로봇이 모든 일자리를 파괴하지는 않을 것이다. 대신에 노동자들은 로봇과 함께 일하면서 완전히 새로운 일을 수행하고 전문 기술을 습득할 것이다.

일상의 문제와 훈련에 전방위 시각을 제공하는 증강현실

컴퓨터에서 실제 환경을 복제한다는 목표를 추구하는 가상현실의 한 형태인 증강현실(Augmented reality, AR)은 수천 개의 요소를 정확한 순서에 맞춰 조립하고 긴 설명을 간단하게 함으로써 복잡한 프로세스를 단순하게 만들어 준다.

지금까지 AR은 스마트 제조 개념을 선전하기 위한 마케팅의 과대광고라고 인식되어 왔다. 하지만 현재 AR은 제조 현장에서 매일 발생하는 문제를 해결하고 지원하는 큰 진전을 거두고 있다.

이제는 노동자가 데이터에 쉽게 접근하고, 작업 속도를 높이며 생산, 유지보수 시간을 단축하고, 오류를 식별하면서 전체 프로세스를 원활하게 수행할 수 있다.

AR은 복잡한 지시서를 비디오와 AR 안경 혹은 헬멧을 이용하는 데이터로 전환하여 기술 도면이나 일러스트레이션으로 간단하게 만들어 작업자에게 제공함으로써 지침을 더 쉽게 따르고 빠르고 효율적으로 수행할 수 있게 하는 스마트 제조의 필수 요소가 되고 있다.

예를 들어, 제트 엔지니어들은 항공기 조립 훈련을 위해 수년간 교육 훈련을 받아야 한다. 하지만 AR 안경을 이용하면 제트 조립에 사용되는 케이블, 볼트, 기타 작은 부품의 세부사항을 더 쉽게 볼 수 있다. 또한 작업을 쉽고 빠르고 정밀하게 할 수 있도록 전방위 시야를 제공하는 깊이, 모션 센서를 장착하고 이미지 오버레이를 지원하는 카메라는 모든 구석을 볼 수 있게 해준다.

가상현실과 결합한 AR 시뮬레이션은 고위험 특수 작업을 위해 노동자를 훈련하는데 사용될 수 있고 제조, 항공, 헬스케어, 조선 등 기타 고위험 산업 분야에서 안전을 향상할 수 있다.

산업을 혁명하는 3D 프린팅

3D 프린팅 투자는 기업들이 일상적인 업무에 통합하는 추세에 따라 2017년에 55%, 2018년에는 72%까지 증가할 것으로 예상된다. 초기에는 3D 프린팅이 연구개발, 건축 설계, 프로토타이핑에 집중되어 있었고 재료도 플라스틱이 가장 보편적이었지만 이제 금속과 섬유까지 사용할 수 있게 되었다.

자동차, 항공기 제조사들이 3D 프린팅으로 부품, 기타 관련 도구를 생산해 왔다. 아우디는 3D 프린팅을 이용해 예비 부품을 생산하여 자사의 공급망을 혼란스럽게 하고 있다. 2015년 보잉은 항공기에 2만 개 이상의 3D 프린팅 부품을 사용했다.

미우주항공국(NASA)도 3D 프린팅을 광범위하게 적용하고 있는데, 지구에서 송신한 설계 파일을 이용하여 우주정거장에서 렌치를 프린팅하는데 사용한다.

스마트 제조의 미래

이처럼 많은 스마트 제조 사례는 앞으로 기업 경쟁력을 위해 얼마나 스마트해질 것인지를 안내하는 자료가 될 수 있다. 로보틱스, AR 등 신기술을 이용한 스마트 제조는 차세대 산업혁명을 가져올 기반이 될 것이다.