2020년 디지털 제조업을 이끌 3대 트렌드

2019년 말이 다가오면서, 대규모 디지털화 뒤의 기술들은 전혀 느려지지 않고 있습니다.

향후 5년 내 산업 기업의 85%가 모든 주요 사업 부문에 인더스트리 4.0 기술을 구현할 것으로 예상됩니다. 이 추세는 이제야 가시화되기 시작한 실용적 디지털 애플리케이션을 생성하고 있습니다.

제조업의 디지털화 지체와 전환점

수많은 도전 과제로 인해 제조업은 전면적 디지털화 도입에 더뎠습니다. 디지털 트랜스포메이션 최전선에 나선 소수 선도 기업들이 나머지 기업들이 따를 기반을 닦았습니다.

주류 접근법은 '전력 질주'보다 '지켜보기'에 가까웠습니다. 그 결과 제품 엔지니어들의 기대와 제조업체들의 멘탈리티 사이에 충돌이 있습니다.

과거 제조업체들은 신기술 도입에 느렸지만, 2020년은 광범위한 디지털 채택의 해가 될 가능성이 높습니다. 불씨가 붙었고, 아웃라이어(Outlier)들이 현상 유지에 도전하며 산업을 앞으로 밀어붙이고 있습니다.

"기술이 급변함에 따라 제조업체들은 인더스트리 4.0 트랜스포메이션 계획을 미래에 대비하거나 경쟁사들에게 뒤처질 위험이 있습니다."라고 맥킨지(McKinsey) 2019년 보고서 '디지털 제조 트랜스포메이션 미래 대비'는 말합니다.

엔지니어의 관점과 디지털화의 의미

엔지니어들은 본질적으로 혁신과 기술에 열려 있습니다. 동시에 프로세스 본질은 그들이 공급망 전반에 걸쳐 여러 수준에서 협업하도록 요구하며, 항상 같은 마인드셋을 채택하지 않은 산업들과 협업합니다. 그들에게 제조 디지털화는 생산 과정 전반에 시간, 에너지, 비용 절감 노력을 내장할 수 있음을 의미합니다.

2020년 주목할 3대 핵심 기술

2020년에 볼 것으로 예상되는 상위 3대 구동 기술과 그것이 엔지니어들에게 어떻게 힘을 실어줄지 소개합니다.

1. 온라인 및 온디맨드(On-Demand) 제조

분산 파트너 네트워크를 통해 전체 프로세스를 촉진하는 디지털 플랫폼의 도움으로, 온라인 제조업체들은 작년 한 해 동안 새로운 소재와 혁신적 비즈니스 모델을 실험해왔습니다.

품질 제조업체 생태계를 구축함으로써, 엔지니어들이 부품을 만들기 위해 해야 할 일은 컴퓨터 지원 설계(CAD) 파일을 업로드하고, 소재, 표면 마감, 나사 구멍, 공차, 리드 타임을 클라우드에 지정하는 것뿐입니다. 플랫폼이 설계를 확인하면, 특정 부품에 대한 제조 역량을 가진 분산 네트워크 구성원이 프로젝트를 맡습니다.

플라스틱과 금속 3D 프린팅 외에도, 온라인 온디맨드 제조 기업들은 CNC 가공, 판금 생산, 사출 성형, 우레탄 주조 등 다양한 공정 제품군을 제공합니다. 이러한 제조 방식을 온라인으로 온디맨드 접근할 수 있게 되면서, 온디맨드 부품 생산이 더 실행 가능한 제조 방법이 되었습니다.

이 산업은 아직 초기 단계지만, 엔지니어들에게 열리는 잠재력은 거대합니다. 전통적으로 부품 생산은 견적 승인 긴 리드 타임, 국제 운송, 높은 최소 주문 수량 필요성으로 저해되어 왔으며, 이 모든 것이 비용과 다운타임을 증가시켰습니다. 이러한 장벽을 낮춤으로써 온라인 온디맨드 제조는 엔지니어들이 설계를 타협하지 않고 납품할 수 있게 합니다.

내년에는 주요 고통점을 해결하는 방법으로 온디맨드 제조로 눈을 돌리는 엔지니어가 더 많아질 것으로 예상됩니다. 이는 이 산업 내 경쟁 증대와 전반적인 시장 리더 통합으로 이어질 것입니다. 이는 궁극적으로 플랫폼이 새로운 소재를 채택하고 더 많은 제조업체를 분산 네트워크로 끌어들여, 엔지니어들에게 더 많은 선택권, 더 적은 다운타임, 더 낮은 비용을 가져다줄 것입니다.

2. 더 많은 파트너십, 조인트 벤처(Joint Ventures)

제조업체들은 거대한 규모, 글로벌화된 공급망, 명확한 목표 부족으로 인해 디지털화 전략의 테스트 단계를 넘어서는 데 어려움을 겪었습니다. 이것이 변화하기 시작했지만, 대형 조직은 진정한 디지털 마인드셋을 조직 전반에 채택하는 데서 일반적으로 뒤처집니다. 의사결정자들은 이를 인지하고 생태계 전반에서 디지털 전문성을 영입하려 합니다.

"제조업체들이 공급망에 민첩성을 구축하는 것에 대해 생각할 때, 이러한 노력은 고립되어 발생할 수 없다는 인식이 증가하고 있습니다."라고 딜로이트(Deloitte) 2020 제조업 전망은 말합니다. "강력한 생태계 조성 니즈는 등장한 트렌드이며, 우리 연구에 따르면 디지털 모멘텀과 관련하여 제조업체들에게 점점 더 효과적인 전략입니다."

딜로이트에 따르면 이 트렌드는 내년 두 가지 뚜렷한 방식으로 전개될 것입니다. 첫째, 디지털 전환 최전선에 있는 스마트 팩토리들은 생태계 전반의 파트너십 혜택을 보며, 경쟁사들보다 훨씬 높은 비율로 새로운 비즈니스 모델과 고객 가치를 창출하고 있습니다. 움직이길 꺼렸던 후발 주자들은 이제 자사에서 이 성공을 복제하려 합니다. 둘째, 최전선을 미는 자들은 아직 끝나지 않았으며, 사내에 없는 역량을 조달하기 위해 자사 생태계를 계속 확장할 것입니다.

많은 시장 리더들이 이 전략으로 디지털 비전을 앞당기고 있습니다. 하지만 시장에서 디지털 역량에 상대적 프리미엄 가치가 주어지는 점을 감안할 때, 딜로이트는 "2020년에는 전면 인수보다는 파트너십과 조인트 벤처가 더 가능성이 높다"고 제안합니다.

외부 파트너 생태계 접근은 많은 제조업체가 겪는 큰 인재 및 역량 결핍을 메우는 데 필수적입니다. 따라서 대형 기업과 혁신적 디지털 스케일업(Scale-up) 간 파트너십의 해가 될 가능성이 높습니다. 엔지니어들은 사용자 경험, 내부 커뮤니케이션, 간소화된 고객 여정에 대한 집중 증가로 혜택을 볼 것입니다.

3. 3D 프린팅(3-D Printing)

주로 프로토타이핑에 사용되던 기술로 시작된 것이 자체 산업으로 진화했습니다. 3D 프린팅은 모든 인더스트리 4.0 기술 중 가장 파괴적인 것 중 하나로 여겨집니다. 그 혁명의 핵심 요소로서, "3DP는 제품 개발과 전통적 제조 모두에 실행 가능한 대안으로 진화하고 있습니다."라고 작년 말 PwC 백서는 말합니다.

지난 몇 년간 새로운 소재의 등장이 산업을 앞당겼고, 애플리케이션이 폭발적으로 늘었습니다. 원래는 프린팅 프로젝트에 소수의 플라스틱만 사용할 수 있었습니다. 오늘날 콘크리트, 금속, 나노입자 잉크 같은 소재 추가로 혁신 잠재력이 기하급수적으로 확장되었습니다.

더 크고, 빠르고, 정교한 프린터의 등장으로 엔지니어들은 이전보다 훨씬 더 큰 규모로 객체를 제작할 수 있게 되었습니다. 올해 가장 중요한 3D 프린트 4가지는:

• 올해 이스라엘에서 프린트된 최초의 3D 프린트 인간 심장. 텔아비브 대학 연구자들이 환자 자신의 세포와 생물학적 소재를 사용해 혈관화된 공학 심장을 제작했습니다.
• 메인 대학(University of Maine)이 최근 완료한 최대 3D 프린트 보트, 2톤, 7.5미터 크루저, 사상 최대 3D 프린트 고체 부품 포함.
• 스페이스X(SpaceX) 크루 드래곤(Crew Dragon) 엔진이 금속 3D 프린팅으로 전적으로 제작됨. 사상 가장 안전한 유인 우주선으로 설계되었으며, 국제우주정거장(ISS) 왕복 16회 임무 완수.
• 현장 3D 프린트 주택 가격이 4,000~10,000달러 사이로 극적으로 하락해, 도움이 필요한 이들에게 안전하고 저렴한 주택 제공.

금속, 콘크리트 등 소재 3D 프린팅 기술은 지난 몇 년간 상대적으로 비쌌지만, 지속적인 혁신 스트림이 이를 주류 생산 공정에 통합하기 시작했습니다.

프린터 자체가 급속히 발전함에 따라, 업계가 3D 프린팅의 성배(Holy Grail)로 여기는 다중 소재 프린팅(Multi-material Printing)에 가까워지고 있습니다. 이는 엔지니어들이 필라멘트 조합을 사용해 설계할 수 있게 할 것입니다.

이 프린팅 방식은 모든 3D 프린팅 기술 중 가장 큰 가치를 잠금 해제할 것으로 보입니다. 프로토타이핑 환경에서 다중 소재 프린팅 도입 조치가 취해졌으며, 기술은 향후 1~2년 내 상업적 용도로 발전할 것으로 보입니다.

장기적으로 이러한 발전은 엔지니어들에게 더 큰 설계 자유, 프로토타이핑 생산성 향상, 납품 효율화를 가져다줄 것입니다. 소재와 기계 자체의 진화로 전문가들은 3D 프린팅 산업 가치가 2026년까지 500억 달러 이상으로 성장할 것으로 예측합니다. 여기에 급성장하는 온디맨드 제조 산업과 전반적인 새로운 파트너십 가능성을 더하면, 2020년이 제조업의 가속화된 디지털화 과정의 기준선(Baseline)이 되고 있음을 알 수 있습니다.

작성자: 필레몬 스코퍼(Filemon Schoffer), 3D Hubs 공동 창업자 겸 CCO. 3D Hubs는 온라인 제조 플랫폼입니다.