제조업에 첨단기술 적용…제조혁신, '디지털 트윈' 자율형공장으로

제조업은 우리 경제 중요한 기둥 중 하나다. 지난해 말 기준 우리나라 총수출액에서 제조업은 전체 85%를 차지한다. 품목도 반도체, 자동차, 조선업 등 다양하다. 고용에서도 상당한 수준을 차지하고 있다. 제조업 고용자는 지난해 말 기준 450만명 수준으로 우리 경제 성장과 발전을 담당하고 있다.

이런 제조업이 최근 변화의 기로에 직면했다. 전통적인 제조업 공정혁신 수요와 디지털 전환에 대한 인식·공감대 확산이 주원인이다. '디지털트윈'이 적용된 자동화공장이 대표적이다. 디지털트윈의 주요 특징은 △실시간 모니터링 △예측 및 시뮬레이션 △효율성 향상 △의사결정 지원 등이다. 생산 라인에서 공정 최적화, 장비 유지보수와 생산성 향상 등을 구현할 수 있게 된다. 이를 통해 자동으로 운영되는 '공장 자동화'에서 시스템이 스스로 분석·판단하는 '자율 생산' 형태로 변화하는 것이 가능해지는 것이다.

해외에서는 이미 널리 확산하고 있다. 글로벌 IT 기업 주도하에 북미, 유럽 중심으로 시장이 형성돼 연평균 57.6% 수준 성장을 거듭하고 있다. 현재는 글로벌 기업 중심 디지털 트윈 적용 도입단계로 다수 성공사례와 기술 성숙 등을 통해 향후 10년 내 본격 확산할 것으로 예상되고 있다. 마켓츠 앤 마켓츠에 따르면 관련 시장은 2020년 31억5000만달러에서 2026년에는 482억7000만달러에 이를 것으로 전망된다.

국내의 경우 대기업을 중심으로 빠르게 확산하고 있다. 두산중공업, GS칼텍스, 삼성중공업, 포스코A&C, LG CNS 등이 제어가능한 수준의 설비·센서 고도화, 유연생산 대응을 위한 로봇 등을 도입하는 등 자율생산으로 전환을 확대하고 있다. 우리 역시 2020년 742억원에서 2025년 6122억원까지 성장해 연평균 성장률이 52.5%에 이를 것으로 관측되고 있다.

다만 이같이 성장 잠재력은 크나 시장 규모가 작고 디지털 트윈의 높은 초기 구축비용으로 인해 중소기업은 시장 진입이 어려운 실정이다. 게다가 청년층 중소기업 기피현상 등으로 인해 제조 노동력 확보에 어려움으로 고령·외국인 노동자 의존도가 급격히 증가하고 있지만, 한계가 뚜렷하다.

이에 중소벤처기업부는 중소기업 자율형공장 구축 지원사업을 통해 공장 내 발생하는 데이터 정보를 표준화하고, 표준 데이터를 기반으로 인공지능(AI)과 가상모형(디지털 트윈)을 구축하도록 지원하는 '자율형공장 구축 지원사업'을 추진한다. 올해 신규로 추진하는 자율형공장 구축 지원사업은 기업당 최대 2년간 6억원(연 3억원) 정부 지원이 투입된다.

중소기업기술정보진흥원 부설 스마트제조혁신추진단이 선정한 20개 기업은 자율형공장 구축 지원사업을 통해 AI와 가상모형(디지털 트윈)을 통해 제품 생산과정을 실시간으로 확인·제어하고 가상 모의실험(시뮬레이션)을 통한 사전예측까지 가능하도록 시스템을 구축하게 된다. 이를 통해 생산공정 최적화를 통해 품질 향상과 제품불량 및 안전사고를 사전 예방하는 인프라 구축을 할 수 있게 된다.

박윤호 기자 yuno@etnews.com