2013년 산업 자동화 10대 핫 키워드
‘융합과 스마트’가 자동화 산업 살릴까?
‘이종기술과의 융합’ 및 ‘스마트’가 2013년 대한민국 산업 자동화의 지평을 흔들 전망이다. 본지는 최근 국내 산업 자동화 분야 전문가 200명을 대상으로 2013년 산업 자동화 분야 10대 핫 키워드를 전망하는 설문조사를 실시했다. 그 결과에 따르면 ▲IT·BT·NT 등 이종기술과의 융합 ▲저탄소·저전력 등 에너지 효율화 ▲무선 기반 산업용 통신망 ▲공정 간 네트워크화를 통한 통합관리 ▲M2M 및 IoT 기술 ▲산업용 클라우드 서비스 ▲로봇 간 협력작업 시스템 ▲RFID/모바일 기반 스마트워크 도입 ▲제품의 유연화와 통합화 ▲제품의 표준화 등이 꼽혔다.
국내 산업 자동화가 IT 기술과 융합하는 과정을 통해 새로운 비즈니스 모델을 창출하려는 움직임이 거세지고 있다. 그저 뻔한 레토릭이 아닌 실제 상황이다.
본지는 이를 확인해 보기 위해 지난해 12월10일부터 16일까지 국내 산업 자동화 분야 전문가 200명을 대상으로 실시한 2013년 산업 자동화 분야 10대 핫 키워드를 묻는 설문조사를 실시했다.
조사 결과는 한마디로 ‘융합과 스마트’로 정리된다. 이번 설문조사에서 ▲IT·BT·NT 등 이종기술과의 융합 ▲저탄소·저전력 등 에너지 효율화 ▲무선 기반 산업용 통신망 ▲공정 간 네트워크화를 통한 통합관리 ▲제품의 유연화 및 통합화 ▲제품의 표준화가 올해 10대 핫 키워드에 새롭게 포함된 것에서 알 수 있듯이, 산업 자동화는 이제 산업간 또는 IT·BT·NT 등 이종기술과의 융합과 스마트화를 통한 진화를 급가속할 것으로 보인다.
미래 기술의 화두인 ‘융합’이 산업 자동화 변화의 중심이 되었다. 융합은 산업 전반에 걸쳐 눈에 띄는 변화를 이끌어내고 세계 경제의 패러다임을 바꾸고 있다. 즉, IT·BT·NT 등 이종기술과 융합이 되는 메가트렌드가 자동차·반도체·전자·철강·기계 등 제조업은 물론 서비스업에 이르기까지 전 산업에 걸쳐 확산되고 있는 것이다.
특히, IT가 다른 산업과 융합하는 디지털 컨버전스는 새로운 고부가가치 제품과 산업을 창출하며 주목을 받고 있다. 정보통신산업진흥원에 의하면 세계 디지털 컨버전스 시장은 글로벌 경제 성장률 3~4%보다 높은 연평균 9.6%의 성장률이 전망되며, 국내 IT 융합 시장 규모는 2015년 598억 달러에 이를 것으로 예측된다.
IT·BT·NT 등 이종기술과의 융합 : 일반기계 관련 기술의 세계적 흐름은 IT·BT·NT 등 이종기술과의 융합을 통한 생산성 혁신과 제품 경쟁력 창출이다.
기계 메카트로닉스는 자동제어 기술 중심의 메카토로닉스에서 기계기술과 IT 간 융합이 완성되는 NIT 정밀기기로, 그리고 이러한 융합이 획기적으로 발달한 지능형 로봇 시대로 전개될 전망이다.
그뿐만 아니라 최근 신기술은 모든 산업의 기술이 융합되어 신개념의 제품이 개발되면서 기술 혁신을 유도하고 있다. 그 예로, 바이오 분야 기술과 융합된 바이오 메카트로닉스, 나노과학을 더해 성능이 훨씬 뛰어나거나 새로운 성능의 제품을 만드는 나노메카트로닉스 분야가 점차 확대되고 있다.
저탄소·저전력 등 에너지 효율화 : 경제연구 분석가들은 우리 경제가 선진국형 구조로 전환되기 위해서는 기존 주력산업부터 저탄소·저전력화가 반드시 이루어져야 한다고 강조한다.
급등 가능성이 상존하는 에너지의 소비를 저감하여 에너지 수급 안정성을 높이고, 환경과 기후변화협약에 적극 대응하지 않으면 빠른 경제성장을 지속하기 어려운 방향으로 세계 경제가 바뀌고 있기 때문이다.
이러한 변화를 의식해서인지 지난해부터 시행된 에너지 목표 관리제를 계기로 에너지관리 시스템, 공장에너지관리 시스템, 빌딩에너지관리 시스템과 같은 기법들이 더욱 확산되고 있다.
산업 자동화 업체들 또한 에너지 고효율 시대에 그린 팩토리, 산업 그린프린트, 에너지 효율 자동화 솔루션 등을 제공하며 시장을 확대하고 있다.
무선 기반 산업용 통신망 : 최근 들어 무선통신 기술의 성능과 신뢰성이 향상되고 노드당 가격이 저렴해지면서 무선통신 기술을 이용한 무선제어망에 대한 연구들이 진행되고 있다. 무선 기술의 적용은 장비들의 연결성, 케이블링과 같은 유선 필드버스의 한계를 극복할 수 있고, 산업용 시스템의 유연성을 높일 수 있는 장점들이 있다.
유선 필드버스 프로토콜은 매체접근 제어 방식으로 결정론적인 메커니즘을 사용하기 때문에 산업용 무선 매체에서는 요구사항을 고려하면 적용하기 어렵다. 또한, 반이중 무선 송수신기는 무선통신의 채널 상에서 동시에 송수신할 수 있어야 하므로 반이중방식의 통신방법은 부적절하다.
이러한 문제점들을 극복한 대표적인 사례가 바로 산업용 무선랜 기술이다. 산업용 무선랜은 생산라인을 넘어 크레인, 자동창고, 지하철 터널에 이르기까지 다양한 분야에서 주목받고 있다.
산업용 무선 솔루션이 고속성을 제공하면서도 에러 없는 정보전달을 통해 시스템의 안전성을 확대해주기 때문이다.
공정 간 네트워크화를 통한 통합관리 : 국내 산업 자동화는 최근 들어 핵심 가공 장비의 고유연화, 지능 장비 공정 간 네트워크화를 통한 IT 통합 운용 시스템으로 발전하며 시장 영역을 확장하고 있다.
특히, 자동차 산업의 경우 양산 라인에서 여러 대의 자동차를 생산해야 하는 상황이 되다보니 핵심 가공 장비의 고유연화, 지능형 로봇 등을 응용한 전 공정 자동화의 필요성이 제고되고 있으며, 장비 간, 공정 간 네트워크화를 통한 IT 접목형 통합관리 시스템을 지향하고 있다.
M2M 및 IoT 기술 : M2M은 기존 이동통신 및 무선 초고속 인터넷이나 와이파이, 지그비 등 RF 통신 솔루션과 연계하여 더욱 다양한 용도로 활용되면서 더는 B2B 시장에 국한하지 않고 B2C 시장으로 영역이 확대되고 있다.
생산자동화 관점에서도 미래에는 작업자와 기계 간의 통신에서 기계와 기계 간 자율통신으로 발전될 것으로 예상된다. 이는 곧 기계 스스로 지식을 습득·판단·창조하는 M2M 생산 시스템 구조로 진화를 의미한다.
IT 기술의 변화에 따라 IoT(Internet of Things) 또한 산업 자동화가 다음 단계로 진화하고 변화하는 속도를 높이고 있다.
IoT는 인텔리전트 자동화의 변화에 따라 오일과 가스 관련 산업 분야는 물론 파워&에너지, 공장자동화, 지능형 빌딩, 지능형 제조관리 등에서 구현될 것으로 보인다.
산업용 클라우드 서비스 : 최근 산업용 시장에 적합한 클라우드 기반 서비스가 산업용 PC 전문업체에 의해 선보이기 시작하면서 산업현장에서도 적용되고 있다.
산업용 클라우드 서비스는 자동으로 해당 플랫폼을 찾고 인터넷에 연결시켜 한 번의 클릭으로 최신 버전의 드라이버와 사용자 매뉴얼, BIOS 다운로드 등이 가능해, SI업체는 이미 설치된 플러그인에 따라 최신 드라이버, 유틸리티, 새로운 콘텐츠를 인터넷으로 접속한 후 원격 관리가 가능하기 때문에 비용과 시간을 절감할 수 있다.
한국과학기술정보연구원에 의하면 올해 클라우드 관련 국내 시장 규모는 1조 9500억 원, 2014년에는 2조 5000억 원 규모로 꾸준히 확대될 전망이다.
로봇 간 협력 작업 시스템 : 미래의 제조용 로봇은 작업 경험을 학습하고 환경 변화에 대응하여 다음 행동을 결정하는 실시간 대응형 추론-학습 기반의 작업 형태를 보일 것으로 예상된다.
셀 생산 방식의 부품 조립용 제조용 로봇은 새로운 공장자동화 산업 분야의 대표적인 솔루션이 될 것으로 예상되며, 이 로봇을 통한 로봇-로봇 협력 작업과 인간-로봇 협력 작업을 통한 생산성 향상 및 안전 임무 수행 기술은 비정형 환경에서의 로봇 협력 작업 시스템, 그리고 공공 목적의 협력 시스템에 활용될 것으로 전망된다.
RFID/모바일 기반 스마트워크 도입 : 스마트워크를 제조 분야에서는 스마트 팩토리라고도 하는데, 설비점검, 안전방재, 제품 물류, 운해 운송 물류, 자재관리 등의 분야에 RFID, 모바일 기술이 적용되고 있다.
특히, 설비점검의 경우 설비에 부착된 RFID를 리더기로 읽어 들이고, 인식된 아이디 번호를 스마트폰에 블루투스로 연계해주면 스마트폰에서는 이동통신망을 통해 ERP에 들어있는 설비점검 정보를 정확히 읽을 수 있어 시간과 비용이 줄어든다.
또한, 제품 물류의 경우 제품창고, 검수장, 출입문 등에 RFID 태그를 활용하면 위험성과 시간적 비효율성을 줄일 수 있다. 포스코의 철강산업을 비롯한 다양한 산업 분야에서 스마트워크가 구축 중이다.
제품의 유연화 및 통합화 : 최근 제품의 형태를 보면 유연성과 통합성이 강조된 신제품 출시 경향이 눈에 띈다. 공장자동화 관련 시스템의 빠른 진화와 사용자 요구사항이 증가하면서 이에 따른 유연한 대응이 매우 중요해지고 있다.
유연한 대응은 단순한 제품의 업그레이드 측면뿐만 아니라 비용 면에서도 중요하며, 최근에는 시스템 개발 설계 시점에서부터 시스템 변동 가능성까지 고려하여 시스템을 설계하고 예산을 편성하기도 한다.
또한, 서로 각기 다른 요소를 하나로 합친 일체형의 제품이 많은 인기를 얻고 있다.
장치 하나로 다양한 기능을 구현할 수 있어 비용절감은 물론, 공간과 시스템의 단순화를 실현할 수 있기 때문이다.
제품의 표준화 : 제품 간의 호환성과 표준화는 융합이라는 부분에서 매우 중요한 키워드 중의 하나이다.
제품을 아무리 잘 만들어도 서로 융합이 되지 않으면 아무런 의미가 없기 때문이다. 산업 규모가 크지 않았던 과거에는 어느 한 회사가 만든 제품만으로도 충분히 생산할 수 있었기 때문에 외부와의 인터페이스, 통합화, 융합화에 대해서 큰 문제가 없었으나 앞으로는 표준화 기반이 필수 사항이 되고 있다.
에너지 경우는 스마트 그리드 표준화를 우리나라가 선도적으로 추진하고 있지만, 산업 자동화 분야에서는 필드버스처럼 유럽이나 미국의 표준화를 뛰 따라가는 실정이다.
최근에 비로소 우리나라도 새로 만들어지는 장비의 상호 호환성을 위한 표준화 작업에 국제사회에서 목소리를 내고 있다. 우리나라는 그동안에 구축했던 국내 기술을 바탕으로 새로운 표준화를 제안하는 등 표준화 작업에서 주도권을 갖기 위해 워킹그룹 등에 적극 참여하고 있다.
임근난 기자 (fa@hellot.net)
