인더스트리 4.0 완벽 해설: 스마트 제조에 미치는 의미

인더스트리 4.0과 스마트 제조. 이 용어들은 무엇을 의미할까요? 서로 바꿔 쓸 수 있을까요, 아니면 아닐까요?

오늘날 제조업이나 산업 자동화 업계에 종사하면서 이 유행어들을 어떤 형태로든 들어보지 않은 사람은 거의 없을 것입니다. 이 용어들은 사상가, 업계 전문가, 전략가, 기업 임원들에 의해 활발히 논의되고 있습니다. 미션 스테이트먼트에 적혀 있고, 많은 기업의 연간 목표에도 포함되어 있어 모두가 정확히 무엇을 의미하는지 아는 듯한 인상을 줍니다. 하지만 조금 더 깊이 파고들어 사람들에게 그 의미를 물어보면, 솔직하게 "대충 알긴 하는데 정확히 모른다"고 하거나, 다음 사람과 완전히 다른 답을 내놓곤 합니다. 만약 그렇다면, 이 개념들과 관련된 어떤 것을 사용하거나 달성하는 것도 어렵지 않을까요?

이 글의 목적은 이 개념들을 정의하고, 서로의 관계와 여러분 조직과의 관계를 설명하며, 가장 중요한 왜 지금 이 개념들이 그렇게 큰 화제인가?라는 질문에 답함으로써 이러한 개념들을 명확히 하는 것입니다.

이를 위해 사람들이 이 용어들을 정의하기 어려워하는 이유부터 다뤄야 합니다. 간단한 답은: 누구나 찾아볼 수 있는 보편적 정의가 없다는 것입니다.

인더스트리 4.0의 탄생

인더스트리 4.0(유럽에서는 'Industrie 4.0'으로도 불림)은 용어이자 개념으로서 2011년 하노버 메세(Hannover Messe)에서 보쉬(Bosch)가 산업 생산에 정보통신기술의 광범위한 통합을 설명하면서 탄생했습니다. 업계 전체와 독일 정부가 이 아이디어에 관심을 가졌습니다. 보쉬 임원 지크프리트 다이스(Siegfried Dais)와 헨닝 카게르만(Henning Kagermann, 전 SAP 회장 겸 CEO, 독일 국립과학공학아카데미(acatech) 회장)이 이끄는 인더스트리 4.0 워킹 그룹이 구성되었습니다. 2013년 이 워킹 그룹은 독일 연방 정부에 인더스트리 4.0 구현 권고안을 제출했습니다. 이 순간부터 제4차 산업혁명이 탄생했고, 워킹 그룹 멤버들은 인더스트리 4.0의 창립 아버지이자 원동력으로 인정받게 되었습니다.

인더스트리 4.0 워킹 그룹이 개발한 85페이지짜리 문서는 우리가 제4차 산업혁명에 진입하고 있음을 설명하며 시작합니다. 그래서 '인더스트리 4.0'의 '4'가 붙은 것입니다. 제4차 산업혁명을 이해하려면 첫 세 차례 혁명과 우리가 여기까지 오게 된 과정을 상기하는 것이 도움이 됩니다.

산업혁명의 역사

흔히 'THE 산업혁명'이라고 불리는 제1차 산업혁명은 사실 지금까지 네 번의 혁명 중 첫 번째에 불과합니다.

• 제1차 혁명은 증기와 수력을 활용해 수작업에서 기계로 전환하며, 인간의 근력을 대체했습니다.
• 제2차 혁명은 전기와 조립 라인을 활용해 대량 생산을 가능하게 했습니다.
• 제3차 혁명은 전자공학과 소프트웨어를 활용해 시작되었습니다. 이 둘이 결합된 가장 상징적인 예가 컴퓨터이고, 산업 현장에서는 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)입니다. 이로써 고도 자동화 시대가 열렸습니다.
• 제4차 혁명은 이 연구에 따르면 지금 일어나고 있는 혁명입니다. 물리적 세계, 디지털 세계, 가상 세계가 충돌하며 스마트 제품, 프로세스, 절차, 스마트 팩토리를 창출합니다. 이 연구는 이 혁명이 주로 사이버-물리 시스템(CPS)과 사물인터넷(IoT)에 의해 주도되어 기존 '공장 바닥'을 훨씬 넘어서는 고도로 지능적이고 통합적이며 자동화된 제조 생태계를 만든다고 설명합니다.

네 차례 산업혁명을 보여주는 다이어그램, 저자 제공

내가 사이버-물리 시스템이라고 말할 때, 나는 물리적 프로세스, 연산, 네트워킹의 통합을 의미합니다. cyberphysicalsystems.org에 따르면, 임베디드 컴퓨터와 네트워크가 피드백 루프를 통해 물리적 프로세스를 모니터링하고 제어하며, 물리적 프로세스가 연산에 영향을 주고 그 반대도 성립합니다.

사물인터넷(IoT)은 인간이나 컴퓨터 인터페이스 없이 장치 간 통신이 이루어지는 상호 연결된 네트워크를 의미하며, 보통 인터넷을 활용합니다. 놀랍게도 '사물인터넷'이라는 용어는 1999년까지 거슬러 올라갑니다. P&G 직원이 RFID를 설명하기 위해 사용한 이후, 이 문구는 지속적으로 확장되고 진화해 많은 것을 포함하게 되었습니다. 쉽게 별도의 토론 주제가 될 수 있습니다.

인더스트리 4.0 정의 시도

이 모든 것을 종합하면, 인더스트리 4.0은 단순히 기계와 제품을 인터넷으로 연결하는 문제가 아닙니다. 패러다임의 전환입니다. 우리가 비즈니스를 조직하고 관리하며 접근하는 방식의 변화입니다. 사회로서 우리는 이미 인더스트리 4.0의 영향을 느끼기 시작했습니다. 기업들만 투자하는 것이 아니라, 전 세계 정부들이 미래의 길로 이 아이디어에 막대한 자금을 쏟아붓고 있습니다.

워킹 그룹은 인더스트리 4.0을 스마트 제품, 프로세스, 절차, 스마트 팩토리 창출에 초점을 맞춘 개념으로 특징지었습니다. 하지만 그 진술은 너무 거대하고 모호해서 거의 도움이 되지 않습니다. 그런 비전적인 이야기로 우리는 쉽게 흥분하고 활력을 얻지만, 여전히 정의는 없습니다. 인더스트리 4.0 워킹 그룹도 제대로 된 정의를 내리지 못했고, 이 정의의 부재가 개념을 추상적이고 혼란스럽게 만듭니다.

워킹 그룹이 소집된 이후, 전 세계 사람들이 인더스트리 4.0 개념에 매달렸습니다. 각국은 각자의 맥락에서 나름대로 정의하려 시도했고, 당연히 곳곳에서 다른 아이디어가 나왔습니다.

가장 기본적인 수준에서 인더스트리 4.0은 다양한 관점, 산업, 기업 기능, 기술, 분야를 포괄하는 광범위한 용어입니다. 내가 발견한 바에 따르면, 이 분야의 대부분의 전문가는 총체적 개념적 기반을 핵심 강점 중 하나로 꼽습니다. 솔루션 제공업체, 하드웨어 제조업체, 기업, 연구 기관, 심지어 정부 기관의 새로운 접근법, 개념, 솔루션의 지속적인 개발과 높은 활동 수준으로 인해 인더스트리 4.0의 초점과 이해는 끊임없이 진화하고 있습니다.

인더스트리 4.0, 디지털 트랜스포메이션, 스마트 제조의 차이점은?

이미 언급했듯, 인더스트리 4.0에 대한 합의된 공식 정의는 없습니다. 디지털 트랜스포메이션과 스마트 제조도 마찬가지입니다. 많은 조직과 표준 기구들이 이 새로운 영역을 정의하려 노력해 왔지만 아직 성공하지 못했습니다. IEC와 ISO 표준 간의 공동 워킹 그룹 21이 아마도 가장 앞서 있지만, 여전히 몇 년은 더 걸릴 것으로 보입니다. 현재 그들은 '스마트 제조'라는 문구에 초점을 맞춰 인더스트리 4.0의 한 조각을 좁혀 정의하려 합니다. 지금까지 그들의 현재 정의(아직 초안 단계)는 "사이버, 물리, 인간 영역에서 프로세스와 자원의 통합되고 지능적인 활용으로 성과 측면을 개선하여 제품과 서비스를 창출 및 제공하며, 기업 가치 사슬 내 다른 도메인과도 협력하는 제조"입니다.

미국 국립표준기술연구소(NIST)는 스마트 제조 시스템을 "공장, 공급망, 고객 요구에서 변화하는 수요와 조건에 실시간으로 대응하는 완전 통합된 협업 제조 시스템"으로 정의합니다.

이 개념들을 정의하고 특정 용어로 영역을 주장하려는 수많은 다른 그룹들이 있습니다. 국제자동화학회(ISA)에서는 이러한 용어와 관련 개념들이 진화하고 있으며 계속 변할 것임을 인식합니다. 따라서 우리는 (현재로서는) '스마트 제조' 개념에 초점을 맞추고, 이를 공장, 창고, 공급망 등이 완전 통합되고 민첩해져 제품이나 서비스 제공에 대한 고객 수요를 충족할 수 있게 하는 생태계로 생각하기로 했습니다. '인더스트리 4.0'과 '디지털 트랜스포메이션' 같은 다른 큰 유행어들을 구분하려는 주장도 있을 수 있지만, 이들은 종종 서로 바꿔 쓰입니다.

어휘 논쟁과 상관없이, 이 개념들은 엄청난 양의 데이터를 수집하고 활용해 더 나은 결정을 내리는 것으로 귀결됩니다. 비즈니스 리더에게 무엇을, 언제 해야 할지를 알려주는 것입니다. 따라서 대부분의 스마트 제조 이니셔티브의 목표는 운영 자동화 기회를 식별하고 데이터 분석을 활용해 더 나은 민첩성, 효율성 증대, 품질 향상, 기업의 시장 출시 시간 단축을 이끌어내는 것입니다. 이 모든 것을 가능하게 하는 것은 제조를 더 연결되고, 더 지능적이며, 더 역동적으로 만드는 다양한 첨단 기술들의 종합적 적용입니다.

내 조언: 이 모든 게 무슨 의미인가?

하나의 용어를 정해 밀어붙이십시오. '인더스트리 4.0'과 '스마트 제조' 모두 명확한 경계가 있는 목적지가 아니라 비전이나 여정으로 볼 수 있습니다. 이는 이 개념들이 진정으로 보는 사람의 눈에 달려 있다는 뜻입니다. 서로 다른 사람과 기업에게 다르게 의미할 수 있고, 또 그렇게 될 것입니다. 그리고 그건 괜찮습니다! 그러니 업계의 공식 정의를 기다리는 대신, 여러분 회사에 이것이 무엇을 의미하는지 파악하십시오. 논의된 개념들을 사용해 비전을 수립하고 조직 전체에 그 비전을 전달하십시오.