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오쿠마(OKUMA)로부터 듣는 스마트공장의 전망

전 세계를 뒤덮은 4차 산업혁명의 조류. 일본이라고 해서 예외는 아니다. 일본은 ‘제5기 과학기술기본계획’을 통해 소사이어티 5.0(초스마트사회) 비전을 제시하며 4차 산업혁명을 적극적으로 수용하고 있다. 그렇다면 일본 유수의 기업들은 4차 산업혁명 시대로의 흐름에 어떻게 대처하고 있을까. 공작기계 전문기업인 오쿠마(OKUMA)의 하나키 요시마로(花木 義麿) 회장의 특별강연을 통해 소사이어티 5.0의 추진 배경과 올해 3월 준공된 오쿠마의 스마트공장 DS2(Dream Site 2)에 대한 이야기를 들을 수 있었다.


전 세계적으로 4차 산업혁명의 조류가 확산됨에 따라 정책 문건이나 발표회 등에서 ‘4차 산업혁명’이라는 용어를 어렵지 않게 발견할 수 있게 되었다. 그렇다면 ‘4차 산업혁명’이라는 용어를 정부 차원에서 가장 먼저 수용한 국가는 어디일까? 인더스트리 4.0(Industry 4.0)의 본고장, 독일을 떠올리기 쉽지만 정답은 바로 일본이다.

‘4차 산업혁명(4th Industrial Revolution)’이라는 용어는 2016년 1월 다보스 세계경제포럼(WEF)에서 처음 등장했는데, 당시 세계 각국은 정부 차원에서 이 용어를 채택하는 것을 주저했다. 반면 일본은 ‘일본재흥전략(日本再興戦略)’을 비롯해 여러 정부 전략 문서에서 ‘4차 산업혁명’이라는 단어를 적극적으로 활용했으며, 2016년 1월에는 정보사회 이후에 다가올 사회를 소사이어티 5.0(초스마트사회)로 명명하고 ‘일본식 4차 산업혁명’ 실현에 나섰다. 그렇다면 일본이 4차 산업혁명을 정부 차원에서 적극적으로 받아들이게 된 계기는 무엇일까.

지난 6월 21일 일본 모노즈쿠리 월드(Manufacturing Wolrd Japan 2017)에서 진행된 오쿠마(OKUMA) 하나키 요시마로 (花木 義麿) 회장의 특별강연. 3,400여 명의 참관객이 세미나장을 가득 메웠다.
지난 6월 21일 일본 모노즈쿠리 월드(Manufacturing Wolrd Japan 2017)에서 진행된 오쿠마(OKUMA) 하나키 요시마로(花木 義麿) 회장의 특별강연. 3,400여 명의 참관객이 세미나장을 가득 메웠다.

사회와 자연, 그리고 산업계의 공생

지금 세계는 변화의 소용돌이 속에 놓여 있다. 사회는 조직에서 개인으로, 소유에서 공유로 나아가고 있으며 초고령화 사회의 도래가 얼마 남지 않았다. 한편 자연은 에너지와 자원의 고갈, 지구온난화, 대기 및 수질오염 등의 문제로 몸살을 앓고 있다. 하나키 회장은 “이러한 사회와 자연의 변화에 대해 산업계가 효과적으로 대응하고, 서로 공생을 이루기 위해 필요한 것이 4차 산업혁명”이라고 강조했다.

우선 조직에서 개인으로, 소유에서 공유로 나아가는 사회에 대응하기 위해 산업계가 꺼내든 방안은 ‘유연성 향상’이다. 가까운 주차장에서 차를 빌려 사용한 뒤 반납하는 카셰어링(Car S haring)이나 숙박 공유 사이트인 에어비앤비(Airbnb), 애플리케이션을 통해 승객과 차량을 이어주는 우버(Uber) 등을 떠올리면 된다.

에너지와 자원의 고갈에 대처하기 위한 방안으로는 ‘ICT를 활용한 에너지 및 자원의 효율 향상’이 있다. 에너지와 자원의 절대적인 양을 늘리는 것은 어려운 일이므로 데이터 수집과 모니터링, 분석 등을 통해 에너지 이용 효율을 극대화하는 것이다. 기존 전력망에 ICT를 더해 전력 생산과 소비 정보를 실시간으로 주고받음으로써 에너지의 효율을 높이는 스마트그리드(Smart Grid)가 대표적인 예다. 지구온난화에 대응하기 위한 방안으로는 자동차 경량화나 친환경차량 개발 등이 논의되고 있다.

성장이 멈춘 세계

제2차 세계 대전 이후 세계 곳곳에서는 경제 성장의 불길이 산발적으로 타올랐다. NIC(National Intelligence Council)는 국가의 총인구에 대해 14세 미만 인구가 30% 이하, 65세 이상 인구가 15% 이하인 시기를 해당 국가의 경제가 비약적으로 성장 가능한 시기라고 정의했다.

NIC의 정의에 따르면 독일은 1950년대부터 1990년대까지, 영국은 1950년대부터 1980년대까지, 일본은 1960년대 중반부터 1990년대 중반까지 높은 경제 성장이 기대되는 기간을 가졌다. 2010년대 후반인 현재, 괄목할 만한 경제 성장이 기대되는 국가는 중국과, 브라질, 인도가 고작이다. 선진국의 경제 성장이 멈춰 버린 것이다. 인더스트리 4.0이 독일을 비롯한 유럽 국가들 사이에서 주로 논의되는 것도 바로 그때문이다.

정보사회, 그 이후의 소사이어티 5.0

독일은 정체된 경제 성장을 촉진하고 노동생산성을 향상시키기 위한 방안으로 인더스트리 4.0을 제시했다. 인더스트리 4.0은 미국에서는 인더스트리얼 인터넷(Industrial Internet)으로, 중국에서는 중국제조 2025로, 우리나라에서는 제조업 혁신 3.0으로 각각 변주되었다.

일본에서는 수렵사회, 농경사회, 공업사회, 정보사회를 거쳐 초스마트사회가 올 것이라고 전망하며, 소사이어티 5.0(Society 5.0)을 4차 산업혁명과 동일한 의미로 사용하고 있다. 소사이어티 5.0의 핵심은 사이버 공간과 피지컬 공간의 융합이다. 또한 소사이어티 5.0에서 제조기업은 매스 커스터마이제이션을 통해 소비자들의 다양한 니즈를 충족시킴으로써 경제 성장과 사회 문제 해결이라는 두 마리 토끼를 모두 잡는다.

4차 산업혁명 실현을 위한 오쿠마의 접근법

4차 산업혁명 실현을 위한 오쿠마(OKUMA)의 접근법
4차 산업혁명 실현을 위한 오쿠마(OKUMA)의 접근법

그렇다면 오쿠마는 4차 산업혁명 시대에 대응하기 위해 어떤 액션을 취하고 있을까. 오쿠마가 목표로 하는 것은 인더스트리 4.0과 마찬가지로 매스 커스터마이제이션이다. 개별 고객들의 요구에 부응하면서도 짧은 기간에 많은 양을 생산하는 것이다. 이를 실현하기 위해서는 무인화 및 지능화 기술이 뒷받침되어야 하며, 생산 계획의 주기를 시간 단위까지 대폭 단축시켜 생산 공정의 제어 성능을 향상시켜야 한다. 오쿠마는 사이버-피지컬 시스템의 고도화를 통해 이들을 실현시킬 수 있다고 내다봤다.

목표 달성을 위한 요인으로는 스마트화와 서비스 비즈니스 모델, 오픈 플랫폼을 꼽을 수 있다. 우선 스마트화에서의 관건은 ‘개선’이다. 하나키 회장은 “끊임없이 개선을 거듭하는 것이야말로 일본 제조업의 특기”라며 “앞으로는 개선 활동에 AI를 적용함으로써 지식 경영(Knowledge Management)을 고도화할 수 있을 것”이라고 이야기했다. 또한 비즈니스 모델과 관련해서는 기존의 모노즈쿠리와 더불어 제품을 통한 경험을 제공하는 비즈니스 모델, 즉 코토즈쿠리를 병행할 필요가 있다고 밝혔다.

매스 커스터마이제이션 실현을 위한 DS2

사실 오쿠마는 이미 공작기계 산업에서의 매스 커스터마이제이션을 진행 중에 있다. 오쿠마는 매달 약 300기종 600여 대의 공작기계를 생산한다. 이들 공작기계에 들어가는 부품 종류만 해도 16만 가지에 이른다. 스마트 매뉴팩처링의 실현을 통해 공정의 유연성을 높일 필요가 있는 것이다. 이에 오쿠마는 올해 3월, 두 번째 스마트공장인 DS2(Dream Site 2)를 준공했다. 첫 스마트공장인 DS1이 완성된지 4년 만의 일이다. 11,000평방미터 규모의 DS2에서는 중소형선반과 연삭반 생산, 부품 가공 및 조립 등이 이뤄진다.

올해 3월 준공된 오쿠마의 DS2 부품공장(사진제공_오쿠마)
올해 3월 준공된 오쿠마의 DS2 부품공장(사진제공_오쿠마)

그렇다면 DS2에서 매스 커스터마이제이션을 실현하는 방법에 대해 자세히 살펴보자. 우선 DS2에는 지능화 기능을 갖춘 공작기계, 즉 스마트 머신이 적용되어 있다. 하나키 회장은 “사이버-피지컬 시스템을 구축하더라도 공장을 구성하는 머신에 최신 지능화 기술이 탑재되어 있지 않으면 스마트공장의 고도화를 이룰 수 없다”고 강조했다.

또 DS2에서는 소재 투입과 워크 반출이 완전 자동화 로봇에 의해 이뤄진다. 최대 가반하중이 1,350kg에 이르는 대형 로봇을 활용하므로 소재나 워크, 지그의 무게에 관계없이 자동화 시스템을 유지할 수 있다. 한편으로는 높은 수준의 IoT 기술을 바탕으로 공장의 제어 주기를 분 단위까지 줄임으로써 리얼타임에 가까운 공정 관리가 가능하다.

DS2 부품공장 내부(사진제공_오쿠마)
DS2 부품공장 내부(사진제공_오쿠마)

마지막으로 하나키 회장은 “사이버-피지컬 시스템의 고도화는 곧 모노즈쿠리의 고도화로 이어진다”며 “자동화·지능화 기술이 고도로 융합된 스마트 머신 개발에 힘을 쏟을 예정”이라고 밝혔다.

About 송해영 기자

제조업이 꼭 어려울 필요 있나요? 쉽지만 깊은 기사를 쓰기 위해 노력하고 있습니다:)