우리 제조업은 지난 40년간 국부·고용·혁신 창출의 원천 역할을 수행해 왔으나, 급속한 대내·외 환경 변화에 따라 국내 제조업의 국제경쟁력 강화를 위한 새로운 발전 전략을 수립할 시점이 되었다.
국내 제조업은 기술 경쟁력보다 가격 경쟁력에 기반을 두고 있어, 경쟁 심화와 외부 경제 변화에 취약하며, 이는 국내 제조업의 위기로 다가오고 있다. 또한, 에너지·환경 문제, 고령화에 따른 일자리 문제, 작업환경 문제 등 대내·외 환경 변화에도 직면해 있어, 이를 극복하기 위한 능동적인 대응 방안이 필요하다.
현재 세계 각국은 침체된 자국 제조업 부흥을 위한 정책을 추진 중이며, 특히 제조업용 로봇 도입의 긍정적 효과를 바탕으로 로봇 활용을 촉진하는 다양한 정책을 추진 중이다.
표 1. 각국의 제조업 부흥을 위한 로봇 활용 정책
국내 중소 제조업 비중 점차 확대, 노동생산성은 하락
우리 경제 내 중소 제조업의 비중은 사업체 수 기준으로 1973년 93.9%에서 2009년 99.0%로 확대되었고 종사자 수 기준으로는 1973년 42.6%에서 2009년 73.5%로 크게 확대되었다. 부가가치 기준으로도 중소 제조업의 비중은 1973년 33.7%에서 2009년 48.2%로 확대되었다.
그러나 중소기업의 노동생산성(종업원 1인당 실질 부가가치 기준)은 대기업의 노동생산성 대비 2000년 35.4% 수준에서 2009년에는 30.7% 수준까지 계속해서 하락했다(출처: 제조 중소기업의 경영성과 및 경쟁력 실태 분석, KIET 이슈페이퍼. 2012.9).
또한, 저출산, 고령화로 인한 인력난과 3D 작업 현장 기피로 중소 제조기업의 운영환경이 지속적으로 악화되고 있으며, 중소 제조기업의 설비투자 감소, 열악한 작업환경으로 산업재해가 지속적으로 발생하고 있다.
중소 제조기업의 생산성 향상을 위해 추진할 부분(복수응답)으로는 작업환경 개선 37.9%, 직무교육 36.3%, 기술개발 35.0%, 설비 개선 33.7%, 공정 개선 32.5%, 직원 동기부여 27.3% 등으로 작업환경 및 공정 개선 필요성이 높은 것으로 나타났다(출처: 2013년 중소기업실태조사(제조업), 중기청).
반면, 생산성 향상을 위해 노력한 부분은 작업환경 개선 30.0%, 생산공정 개선 25.4%, 재직자 역량 개선(직무교육) 23.5%, 직원 동기부여 21.2% 등의 순으로 나타났다.
따라서 중소 제조기업의 운영환경 악화 해소, 열악한 작업환경 개선, 생산성 향상 문제를 효과적으로 해결해 줄 수 있는 최적의 방안 모색이 시급히 요구되고 있다.
표 2. 생산성 향상을 위해 추진할 부분
국내 제조업용 로봇산업, 2013년 1조 6,958억 원 시현
우리의 제조업용 로봇기업은 전체 161개사로 수도권에 87개사(54.0%), 동남권에 39개사(24.2%), 대경권에 24개사(14.9%), 충청권에 7개사(4.3%), 호남권에 4개사(2.5%)가 위치하는 것으로 조사됐다.
이중 수도권에 53개사(응답율: 60.9%), 동남권에 30개사(응답율: 76.9%), 대경권에 17개사(응답율: 70.8%), 충청권에 5개사(응답율: 71.4%), 호남권에 3개사(응답율: 75.0%)가 있는 것으로 나타났다.
국내 제조업용 로봇산업은 국내 기계류 설비투자 등 내수 수요 감소에도 불구하고 중국, 베트남 등 신흥국 로봇 수요 증가에 따른 수출 증가(28%)에 힘입어 2013년에는 전년 대비 4.8% 증가한 1조 6,958억 원을 시현했다.
산업별 적용 규모는 2012년 수요가 감소했던 ‘전기·전자’(34.9%), ‘자동차’(21.2%) 산업용 로봇이 2013년 생산·내수·수출 모두 크게 증가하는 등 그 동안 많이 활용되지 않았던 ‘플라스틱·화학제품’ 및 ‘금속’ 분야의 생산·내수가 큰 폭으로 증가했다.
표 3. 생산성 향상을 위해 노력한 분야
6대 뿌리산업 로봇 적용 결과 평균 20% 생산성 향상
산업부에서는 개발(R&D)이 완료된 로봇 제품을 대상으로 테스트베드를 구축하고 사업화를 검증하여 실수요로 연계하는 로봇보급사업을 지원하고 있다.
이중 중소제조기업의 제조공정에서 로봇 활용을 통한 생산성 향상을 지원하는 중소제조 로봇보급사업은 2011년~2013년까지 3년간 금형, 주조, 용접, 소성가공, 표면처리, 열처리 등 6대 뿌리산업 분야에 로봇을 적용하여 공정을 개선하는 것을 지원하는 사업으로, 6대 뿌리산업 대상기업 44개사에 제조업용 로봇을 보급한 결과, 평균 20%의 생산성 향상이 검증되었으며 불량률도 크게 감소한 것으로 조사되었다.
뿌리공정에 로봇 도입을 통한 공정개선을 통하여 간접효과로 생산계획 수립이 용이해졌으며, 모델 변경 시 즉각 대응하는 효과(다품종 소량생산)와 생산인력 전문화 등의 효과도 발생했다.
로봇보급사업 이후 55개 기업이 449대의 로봇을 자체 예산으로 구입하여 235억 원 매출이 발생했으며, 2014년 말까지 누적 매출 449억 원(총 246set, 807대) 발생이 예상되고 있다.
2014년도부터는 중소제조기업의 취약 공정을 로봇 시스템과 창의적으로 융합된 고부가가치의 제조 공정으로 혁신하여, 중소 제조기업의 경쟁력을 강화하고 국산 제조 로봇의 보급 및 확산을 촉진하기 위한 중소 제조 취약공정 개선 로봇보급사업을 추진 중에 있다.
중소 제조 취약공정이란 중소제조업 분야 중 산업 비중(중소기업 수, 매출액 규모 등), 인력고용 비중(종사자 수, 생산직 비율 등) 및 제조업용 로봇의 생산 현황과 수입 현황은 높지만 생산성(노동 한단위당 부가가치, 총 요소생산성 등)은 낮아 공정 혁신에 의한 경쟁력 강화가 필요한 분야의 제조 공정을 말한다.
그림 1. 제조업용 로봇기업의 지역 분포 및 응답 수
중소 제조공정 스마트화
현재 산업부에서는 ‘제조업 혁신 3.0 전략’을 수립하고, ‘독일 Industry 4.0’ 수준의 고도화를 추진하기 위한 일환으로 2020년까지 1만개 스마트 공장 보급·확산할 계획으로 IT·SW, 사물인터넷 등을 활용하여 생산 전과정을 지능화·최적화하는 것을 추진 중이다.
그러나 IT·SW, 사물인터넷 중심의 스마트 공장 보급, 확산은 자칫 제조현장의 네트워크화, 생산관리 자동화에 집중될 것으로 예상되어, 실제 제조현장의 자동화(스마트화)는 미미할 것으로 우려된다. 중소 제조기업의 경우 생산성향상, 제조 환경 개선에 의한 경쟁력 강화를 위해서는 ‘제조공정 + IT·SW + 로봇’에 기반한 제조현장 스마트화(제조공정 자동화)를 위한 지원이 필요한 실정이다.
즉, 로봇을 기반으로 중소 제조기업의 공정을 창의적으로 혁신하는 로봇 기반 공정혁신을 구축함으로써, 중소 제조업의 경쟁력 향상과 관련 제품의 고부가가치화 추구가 필요하다.
표 4. 중소 제조업 현황
향후 과제
중소 제조현장에 로봇 도입을 통한 제조공정의 스마트화 촉진을 위해서는 이하의 정책적 지원이 필요하다.
1. 제조업용 로봇 도입 지원
중소제조 기업이 로봇 도입을 망설이는 첫 번째 이유는 초기 투자비용의 부담 때문으로 조사됐으며, 로봇 도입 활성화를 위해서는 중소 제조기업에 대한 초기 로봇 도입 비용 지원이 필요한 것으로 파악되었다.
장기적으로는 로봇 가격 인하를 위한 부품 국산화, 생산기술 향상을 통한 원가절감, 대량생산 체계 구축 등이 필요하나, 단기적으로는 제조현장에의 로봇 도입 비용 지원 등 대규모 로봇보급사업 필요할 것이다.
표5. 수준별 스마트공장 개념
2. 로봇엔지니어링 서비스
국내 대기업은 자체 생산기술센터를 보유하고 있어 각 생산라인에서 요구하는 로봇생산자동화 핵심기술을 축적해 왔다. 그러나 중소기업은 규모가 작고 고급엔지니어가 없어 고부가가치의 제조 로봇 공정 기술 확보에 한계가 있어 중소기업 로봇 보급 확산이 원활하지 않은 실정이다. 이에, 중소 제조기업의 공정혁신을 위한 공정 분석을 통한 개선사항 도출, 신뢰성 향상 방안 등의 로봇엔지니어링 서비스 지원이 필요하다.
그림 2. 중소 제조기업의 로봇 도입 지연 이유
맺음말
중소 제조현장에 로봇 도입과 제조공정의 스마트화는 제조업의 체질 개선을 유도하여 국가 제조업 경쟁력 확보에 크게 기여할 뿐 아니라, 향후 세계 최고 수준의 로봇화 중소 제조기업 강국을 실현하고, 히든 챔피언 기업을 육성하여 탄탄한 국가 생산 기반 구축에 기여할 것이다.
이상무 한국생산기술연구원 수석연구원
