스마트 팩토리가 미국 제조업 생산성 회복의 열쇠인가?

최근 연구는 '스마트' 공장을 저생산성 증가부터 비경쟁적 운영까지 제조업체들의 수많은 문제를 해결할 마법의 탄환(Magic Bullet)으로 선전합니다.

올봄 딜로이트(Deloitte)와 제조업 생산성 혁신 연합(MAPI: Manufacturers Alliance for Productivity and Innovation)은 미국 기반 제조 기업 임원 600명 이상을 대상으로 스마트 팩토리가 조직에 미치는 영향을 조사했습니다. 결론: 스마트 팩토리는 향후 10년간 생산성 개선을 3배로 늘릴 '게임 체인저'가 될 것이라고 미국 산업에 약속합니다.

스마트 팩토리란 무엇인가?

단순히 품질 감지 및 검출 장비와 첨단 기술을 고용하는 문제가 아닙니다. 딜로이트 미국 산업 제품 건설 프랙티스 부회장 폴 웰레너(Paul Wellener)는 말합니다.

스마트 팩토리로 도약하려면 분석, 사물인터넷(IoT), 스마트 컨베이어 시스템, 클라우드 컴퓨팅, 인공지능, 증강·가상현실 등 여러 최첨단 기술 요소를 통합해야 합니다. 이는 소위 제4차 산업혁명(Fourth Industrial Revolution)이라 불리는 모든 요소들입니다.

진행 단계별 기업 그룹

딜로이트와 MAPI가 조사한 기업들은 그 여정의 다양한 단계에 있습니다. 보고서는 현재 진척 수준에 따라 세 가지 열망 그룹을 식별합니다: 트레일블레이저(Trailblazers), 최신 기술 급속 도입자(전체 샘플 약 18%); 익스플로러(Explorers), 실험에 개방적이지만 아직 이니셔티브에 완전히 전념하진 않음(55%); 팔로워(Followers), "것들이 입증되길 기다리는" 그룹(27%).

선도 그룹은 스마트 기술 도입 시 공장 가동률(Capacity Utilization) 20% 증가를 보였으며, 익스플로러와 팔로워는 함께 11% 개선을 경험했습니다. (팔로워도 스마트 시스템의 일부 측면을 채택했다고 웰레너는 주목합니다.)

공장 현장 추가 개선으로는 더 높은 노동 생산성(트레일블레이저 19%, 나머지 두 그룹 12%), 생산량(트레일블레이저 18%, 나머지 10%)이 있었습니다.

트레일블레이저는 제조 예산의 약 3분의 2를 스마트 기술에 투자해 스스로를 차별화했으며, 익스플로러와 팔로워는 약 30%였습니다.

스마트 기술 구체적 적용 사례로 로보틱스, 자동화 하드웨어·소프트웨어, 액티브 센서, IoT, 비전 시스템, 엣지 컴퓨팅, 웨어러블, 블록체인, 가상·증강현실이 포함됩니다.

정체된 미국 제조업 생산성, 스마트 팩토리로 반전?

조사 저자들은 스마트 팩토리를 지난 20년간 미국 제조업체의 부진한 성과를 반전시킬 열쇠로 봅니다. 그들은 해당 부문 생산성 성장이 '멈춰 있는 듯(Appears stuck)'하다고 관찰합니다. 2007~2018년 평균 0.7%에 그쳤고, 최근 5년간 순평균 성장은 0%를 보였습니다.

스마트 팩토리가 그 추세를 되돌리는 데 필요하다고 조사는 말합니다. "스마트 팩토리는 정체된 노동 생산성을 잠재적으로 점화하고 제조업체 생산성의 열쇠를 풀 수 있습니다."라고 말합니다. 총 12가지 공통 유스케이스 범주를 식별하며, 현대 기술 조합을 활용해 결과를 높입니다. (활발한 스마트 팩토리 투자를 하는 제조업체 대다수는 평균 9개 유스케이스를 운영 중이라고 조사는 발견했습니다.)

실제 사례: 켄터키 펌프 앤 밸브 사

조사에서 인용된 가상 사례 중 '켄터키 펌프 앤 밸브 사(Kentucky Pumps & Valve Co.)'가 있습니다. 용인할 수 없을 만큼 높은 졸업 유량 밸브 불합격률에 직면한 이 회사는 카메라, 엣지 컴퓨팅, AI를 배치한 비전 시스템을 설치했습니다. 파트너의 기존 데이터 모델을 활용해 새로운 시스템을 일주일도 안 되어 훈련시켰습니다. 엣지 서버는 실시간 이미지 처리를 가능하게 하여 라인에서 결함을 즉각 탐지했습니다. 결과적으로 불량품 생산이 절반으로 줄었고, 전체 불합격률이 임계값 3% 이내로 떨어졌으며, 생산성이 50% 상승했습니다.

왜 더 많은 기업이 나서지 않는가?

실제 제조업체들의 스마트 팩토리 전환 인상적 결과를 감안할 때, 왜 더 많은 기업이 노력하지 않는지 의아할 수 있습니다. 웰레너는 부분적으로 비전과 장기 전략 부족 때문이라고 봅니다. "그들은 이러한 역량을 유행으로 보나, 미래의 길로 보나?"라고 그는 묻습니다.

진전은 스마트 팩토리 이니셔티브 구현에 수반되는 기술적 도전을 충족할 적절한 인재를 갖추지 못해 느려질 수도 있습니다. 웰레너는 IT, 공장 운영, 재무, 운영위원회, CEO 등 조직 모든 수준의 지원 중요성을 강조합니다. 성공적 노력은 "많은 소통과 결과 측정을 통한 비즈니스 혜택 입증"을 요구한다고 덧붙입니다.

기술 신입자들은 진입 비용에 주춤할 수 있지만, 웰레너는 그 우려를 일축합니다. 스마트 역량에 예산 65%를 투자한 리더들이 전체 지출 증가를 경험하지 않았다고 그는 말합니다. "그들은 옛 기술에서 새 기술로 지출을 옮겼을 뿐입니다." 게다가 기존 장비에 스마트 센서를 장착하는 리트로핏(Retrofitting)은 상대적으로 저렴할 수 있습니다.

웰레너는 스마트 팩토리가 향후 10년간 은퇴와 산업의 젊은 층 매력 부족으로 240만 개 일자리가 채워지지 않을 것으로 예상되는 미국 제조업의 커지는 기술 격차(Skills Gap) 해법이라고 믿습니다.

"우리 나라에 인재 전쟁(War for Talent)이 벌어지고 있습니다." 웰레너가 말합니다. "비용 절감이 아닙니다. 내 제조 역량을 올바른 곳에 두는 방법에 관한 것입니다."