1. 스마트폰과 자동차 발전사로 본
소프트웨어의 중요성

우리가 쓰고 있는 스마트폰은 하드웨어일까. 아니면 소프트웨어일까? 물론 물성으로서의 스마트폰은 하드웨어가 맞다. 그러나 10년이 조금 넘는 시간 동안 우리 일상을 획기적으로 바꿔 놓은 건 스마트폰에 무한한 가능성을 불어넣은 소프트웨어라는 데 이견이 없을 것이다.

소프트웨어의 중요성에 대한 인식은 기업들의 명운을 갈랐다. 치열한 경쟁을 뚫고 시장의 주요 플레이어로 자리잡은 스마트폰 제조 기업을 떠올려 보자. 이들 기업은 일찌감치 소프트웨어의 중요성을 깨닫고 양질의 소프트웨어 업데이트와 안정적인 소프트웨어 환경을 제공해 왔다는 공통점이 있다.

2. 소프트웨어가 모든 것을
정의하는 SDx 시대

최근엔 자동차 산업에서도 소프트웨어의 중요성이 주목받고 있다. 전통적인 자동차 산업이 내연기관 등 하드웨어 발전에 방점을 찍었다면, 요새는 플랫폼 기반의 지능화된 자동차에 대한 니즈가 커지고 있다. 전기차·자율주행차 등으로 패러다임이 변화하고, 자동차 내부는 단순히 이동 공간을 넘어 엔터테인먼트의 의미까지 가지게 되었다.

글로벌 완성차 업체들은 자사 소프트웨어 개발에 열을 올리고 있다. 더 이상 소프트웨어 외주 개발을 통해 간단한 기능을 얹는 수준으로는 경쟁력을 제고할 수 없게 되자 SDV(Software-Defined-Vehicle), 즉 소프트웨어 정의 차량 시대를 앞다투어 준비하기 시작했다.

SDV는 시장조사업체인 가트너가 2014년 10대 전략 기술 중 하나로 발표한 ‘SDx(Software Defined Anything/Everything)’에서 나온 개념이다. 국문으로 번역하면 ‘소프트웨어로 정의한~’ 정도의 의미가 되는데, 여기엔 이전까지 하드웨어가 제어하던 영역을 소프트웨어로 제어하고 재정의해 높은 유연성과 상호운용성을 확보하겠다는 철학이 담겨 있다.

최근 몇 년 사이 SDF(Software-Defined-Factory, 소프트웨어 정의 공장)가 제조업계의 차세대 패러다임으로 떠올랐다. SDF 역시 SDx의 일환으로 소프트웨어로 제조 환경의 모든 요소와 프로세스를 정의하고 제어·최적화한다는 의미가 있다. 국내외 제조 기업은 SDF 구현을 목표로 소프트웨어를 통한 경쟁력 제고에 한창이다.

3. 스마트 팩토리의 최고 단계,
SDF를 통한 제조 경쟁력 확보

그렇다면 이들 제조 기업이 SDF 구현에 열을 올리는 이유는 무엇이며, SDF는 기존 스마트 팩토리와 무엇이 다를까?

스마트 팩토리는 5단계의 발전 과정을 거친다. 가장 낮은 단계인 레벨1은 수작업 중심의 운영을 의미한다. 이때 공장 내외를 소프트웨어로 연결·제어하는 비중은 0~20% 정도에 불과하다. 레벨2는 업무 표준이 어느 정도 시스템화되었지만, 연계성은 미흡한 상태다. 이때 소프트웨어 연결·제어 비중은 20~40%로 높지 않다. 레벨3 정도 되면 정보 가시화와 데이터 구조화, 연계 추적, 설비 인터페이스 자동화, 실시간 생산실적 관리 등이 가능하다. 이때 소프트웨어 연결·제어 비중은 40~60% 정도다. 그리고 레벨4까지 가면 소프트웨어 연결·제어 비중이 60~80%에 이르며, 정보화 및 품질 분석 고도화와 실시간 공장, 설비 제어가 가능하다.

SDF는 레벨5, 즉 스마트 팩토리의 최고 단계를 뜻한다. 공장 내외가 소프트웨어로 연결·제어되는 비중이 100%에 달하는 레벨5부터는 자율 제조(운전 자동화)가 가능하다. 유기적으로 연결된 생산 프로세스가 소프트웨어에 의해 스스로 제어되고, 유연성(Adaptive)과 예측 가능성(Predictive) 또한 확보할 수 있다. 이전 시대에서 찾아볼 수 없었던 제조 경쟁력을 기대할 수 있는 것이다.

4. 글로벌 제조·자동화 기업들은 지금

SDF 시대는 이미 시작됐다. 글로벌 제조 기업의 소프트웨어 활용 현황을 보면 명확해진다. 테슬라는 소프트웨어로 AGV(Automatic Guided Vehicle)를 제어하는 모듈 방식의 제조 공정으로 라인 멈춤 문제를 해결하는 한편, 다품종 소량 생산 체계를 확립해 생산성을 향상한 바 있다. 제너럴 일렉트릭(General Electric)은 제트엔진 제조 공정에서 3D프린팅을 활용해 조립공정을 단순화했고, IoT를 활용해 설비 예지보전을 꾀했다. 엘리베이터 제조 기업으로 잘 알려진 티센크루르프는 설치 이후 고장 수리 등 사후 서비스를 제공하는데, 이 과정에서 VR와 AR 기술을 활용해 유지보수 시간을 단축했다. 유지보수 시간 단축을 통해 서비스 고도화를 이룰 수 있었음은 물론이다.

PLC 시장의 선도 업체인 지멘스나 자동화 제어 시장의 선도 업체인 슈나이더 같은 산업 자동화 벤더들의 행보도 눈여겨볼 만하다. 그간 산업 자동화 기기를 공급해 온 이들 기업은 최근 소프트웨어 사업 강화의 일환으로 활발한 인수합병을 벌였다. 지멘스는 MES 전문 기업인 캠스타(Camstar)와 클라우드 기반 로우코드 개발 업체인 멘딕스(Mendix)를 인수해 소프트웨어 사업을 강화했다. 슈나이더 역시 HMI·MES 전문 기업인 인벤시스(Invensys)와 솔루션 기업인 아비바(Aveva)를 인수한 바 있다. 해당 인수를 통해 슈나이더는 기존 브랜드와 솔루션을 하나의 플랫폼에서 상호 호환 가능하도록 통합 제공할 수 있다.

이상의 사례에서 알 수 있듯이 글로벌 제조 및 유관 산업 내 핵심 플레이어들은 소프트웨어 본위의 사업 기반을 구축하고 있다. 이제 관건은 누가 먼저 수준 높은 소프트웨어를 확보해 경쟁우위에 서는가이다.

5. SDF 시대, 우리는 얼마나 준비되어 있을까

SDF 시대가 본격적으로 도래함에 따라 제조 현장의 니즈도 달라지고 있다. 과거 제조 현장의 페인포인트는 불량 감소, 설비 고장에 대한 조기 파악 및 신속 수리, 기한 내 딜리버리 수행 등 하드웨어와 관련된 것들이었다.

하지만 최근 제조 현장에선 데이터 기반의 의사결정을 통해 비용 절감을 하고 싶다는 목소리가 나온다. 그뿐 아니라 소프트웨어를 통해 운영상의 효율성 및 수익성을 향상하고 싶다든가, 고비용의 설비 개조 없이 소프트웨어를 활용한 실시간 데이터 수집 체계를 확보하고 싶다는 요구가 많아지고 있다. SDF 시대의 초입, 소프트웨어와 데이터의 중요성에 대한 업계의 공감대는 이미 충분한 셈이다. 그렇다면 우리 제조 기업은 SDF 시대에 얼마나 준비되어 있을까?

아쉽게도 우리 제조 기업의 스마트 팩토리 발전 수준은 이상의 니즈를 충족하기엔 다소 부족한 실정이다. 아래 자료를 보자.

앞서 스마트 팩토리 솔루션 전문 기업인 미라콤아이앤씨는 37개 제조업체를 대상으로 직접 수준 진단을 진행했다. 당시 결과에 따르면 조사 대상 기업이 원하는 스마트 팩토리 레벨의 수준은 3.4 정도로 파악됐다. 레벨 3.4 정도의 스마트 팩토리 레벨을 달성하기 위해선 정보 가시화와 데이터 구조화, 연계 추적 및 설비 인터페이스 자동화는 물론 실시간 생산실적 관리가 모두 구현되어야 한다. 여기에 정보화와 품질 분석 고도화, 실시간 공장, 설비 제어 등도 일부 가능해야 레벨 3.4 수준의 스마트 팩토리로 볼 수 있다.

하지만 이들 기업의 평균 스마트 팩토리 레벨은 1.3 정도로 파악됐다. 레벨1.3은 수작업 중심 운영 단계에서 이제 막 업무 표준을 시스템화시키기 시작한 수준이다. 요컨대 SDF 시대를 앞둔 우리 제조 기업의 스마트 팩토리 발전 레벨은 냉정하게 말해 다소 부족하다.

6. 미라콤아이앤씨의 SDF 미래 전략

SDF를 구현에 왕도는 없다. 우리 제조 현장의 경쟁력을 높여줄 솔루션을 적재적소에 도입하고, 업무 프로세스와 하드웨어 운영 효율을 점진적으로 개선해 나가는 것만이 SDF에 가까워질 수 있다.

스마트 팩토리 토털 솔루션 기업인 미라콤아이앤씨는 지난 27년간 400여 개 제조 기업의 스마트팩토리 구축을 지원해 왔다. 특히 반도체, 자동차, 화학 등 제조 25개 업종 중 21개 업종에 솔루션을 산업별 특성에 맞추어 구축한 경험을 보유하고 있다.

27년간의 노하우를 잘 녹여낸 MES인 Nexplant MESplus를 필두로 EAI(Enterprise Application Integration) 솔루션인 Highway101과 창고관리 솔루션인 WMS(Warehouse Management System), 모니터링과 리포트 솔루션인 FMB(Flexible Monitoring Board)·SR(Smart Report)을 공급하고 있다. 고객사가 제조 산업의 디지털 전환 흐름에 맞추어 소프트웨어 중심의 변화를 이뤄낼 수 있도록 지원한다.

제조 물류 자동화 솔루션도 오랜 기간 고도화해 왔다. 미라콤은 제조 물류 자동화의 수준 제고와 무인화 구현을 위해 물류 제어 시스템인 MCS(Material Control System)와 창고 제어 시스템인 WCS(Ware house Control System)를 제공한다. 이들 제조 물류 자동화 솔루션은 AMR(Autonomous Mobile Robot)과 AGV, OHT(Overhead Hoist Transport), 자동창고 등 하드웨어 제어에 관여한다. 할당, 이동경로 최적화 등을 통해 하드웨어가 지닌 잠재력과 효율성을 극대화한다. 최근엔 AI나 디지털 트윈을 활용한 데이터 분석을 통해 품질 향상 및 비용 절감을 도모하고 있다.

SDF 구현을 위한 선결 조건으로 회자되는 것은 통합과 확장이다. 이는 단순히 개별 장비와 프로세스의 스마트화하는 것을 넘어 소프트웨어로 모든 제조 요소를 추상화하여 하나의 통합된 환경에서 관리할 수 있어야 한다는 것을 의미한다.

미라콤은 Nexplant MESplus를 비롯한 다양한 스마트 팩토리 솔루션을 자체 플랫폼인 MDP(Mira com Digital Platform) 위에서 통합하고 있다. 제조 현장의 요구에 맞춰 필요한 기능을 맞춤형으로 적용하는 것은 물론 고도화에 따른 기능 추가 또한 가능하고, 통합과 확장을 꾀해야 하는 SDF 구현의 주춧돌 역할을 할 수 있다.

7. 지금은 SDF라는 출발선에 설 때

제조 현장의 변화는 이미 시작됐다. SDF로의 전환은 어떤 기술 도입이 아닌 제조업의 패러다임 자체를 바꾸는 일이다.

SDF로 가는 길은 험난하다. 적지 않은 투자와 시간, 인력이 필요하다. 하지만 충분히 가치 있는 일이다. 스마트 팩토리 전문가들은 한 단계 높은 스마트 팩토리로 나아갈수록 생산성, 품질, 효율, 원가 경쟁력에서 얻을 수 있는 이익이 기하급수적으로 커진다고 분석한다. 이는 변화의 흐름에 올라타지 못한다면 전과 같은 주도권을 유지하기 어려울 수 있다는 뜻이다.

이제 소프트웨어 정의 공장, SDF를 통해 제조 경쟁력의 새로운 기준을 세워야 한다. SDF로 가는 길, 그 출발선에 선 자만이 미래 제조의 주인공이 될수 있다.

jongone.lee@miracom-inc.com