한국 제조업 생존 전략: 사람에서 시스템으로··· “인력난 시달리는 제조업, 디지털 트윈 기반 공정 혁신에 답이 있다”

[서울경제] 최근 한-미 간 관세 협상에서 한국 제조업은 중요한 전략 자산으로 다시 평가받고 있다. 글로벌 공급망 재편 속에서 반도체, 배터리, 항공, 방산 등 국가 전략산업 전반에서 한국 제조 기반의 가치는 높아지고 있으며, 이는 우리 제조업이 국가 협상력을 뒷받침하는 핵심 자산임을 보여준다.

그러나 외부 기대와 달리 국내 제조업의 현실은 녹록지 않다. 구조적인 인력난은 한국 제조업이 직면한 여러 심각한 위기 중 하나다. 많은 중소 제조업체는 내국인 구인난 심화로 외국인 근로자 없이는 공장 가동이 어려울 정도이며, 생산 현장의 외국인 노동 의존도 역시 빠르게 높아지고 있다. 한국고용정보원에 따르면 향후 10년간 제조업 분야에서만 약 12만3천 명의 추가 인력 부족이 예상되며, 제조업 취업 비중은 통계 작성 이래 최저 수준인 15.5%에 그쳤다. 이는 단순한 인력 수급 문제가 아니라, 제조업의 생산 구조가 더 이상 기존 방식으로는 유지될 수 없다는 경고에 가깝다.

숙련공 은퇴가 빨라지고 신규 인력 유입은 줄어드는 상황에서 인력을 더 투입해 생산성을 확보하는 방식은 한계에 봉착했다. 제조업의 경쟁력은 '얼마나 많은 인력을 확보했는가'가 아니라 '공정을 얼마나 안정적이고 예측 가능하게 운영할 수 있는가'로 이동하고 있다. 그럼에도 많은 기업은 ERP, MES 도입과 같은 관리 시스템 개선을 스마트화로 오해하고 있다.

실제 혁신이 필요한 곳은 제품이 만들어지는 생산 현장이다. 특히 CNC 가공 공정은 숙련 인력의 경험에 크게 의존해 왔으며, 신규 프로그램 적용 시 발생하는 충돌 위험, 기계 비가동 시간 증가, 불필요한 손실 등은 고정밀 제조 시대로 갈수록 더 큰 리스크가 되고 있다.

지금 필요한 것은 숙련공을 대체하는 자동화가 아니다. 숙련공이 해오던 판단과 예측을 시스템 안에 내재화하는 것, 즉 공정의 디지털 전환이다. 그 중심 기술이 바로 디지털 트윈 기반의 가상 시뮬레이션이다. 실제 가공에 앞서 공정 전반을 가상 환경에서 검증해 현장에서 발생할 수 있는 리스크를 선제적으로 제거하는 방식이다.

CNC 공정을 디지털 트윈 기반으로 시뮬레이션하면 실제 가공 프로그램을 장비가 해석하는 방식 그대로 분석해 장비의 움직임을 정밀하게 재현할 수 있다. 공작기계, 공구, 홀더 등 실제 생산 요소를 가상 공간에 그대로 구현함으로써 좌표상의 미세한 오차나 공구 경로의 불완전함, 충돌 같은 문제를 사전에 확인할 수 있다. 고정밀, 고난도 가공이 늘어나는 산업 현실에서 공정 리스크를 초기 단계에서 관리하는 역량은 경쟁력의 핵심 요소로 빠르게 부상하고 있다.

디지털 트윈 기반 CNC 가공 시뮬레이션 소프트웨어 '베리컷(Vericut)'을 활용해 5축 가공 공정을 검증하는 모습. 장비 충돌 위험을 사전에 제거해 생산성을 높이고 비용을 절감할 수 있다.(사진= 씨지텍㈜)

결국 한국 제조업이 직면한 위기를 기회로 전환하기 위해서는 사람 중심 공정에서 시스템 중심 공정으로의 전환이 필수다. 이는 공정의 불확실성을 사전에 제거하고 데이터 기반으로 생산성을 지속 개선하는 체계를 구축하는 데 있다. 디지털 트윈 기반의 CNC 시뮬레이션은 이러한 전환을 가장 현실적으로 뒷받침할 수 있는 기술이다. 숙련 인력 의존도를 낮추고 공정 안정성을 높임으로써 인력난, 납기 압박, 품질 규제가 동시 압박하는 환경에서도 지속 가능한 생산 역량을 확보할 수 있다.

이제 제조 경쟁력은 인력 규모가 아니라, 공정을 얼마나 정확하게 예측하고 설계하며 운영할 수 있는가에 의해 결정된다. 공정 혁신 능력이 산업의 경쟁력을 좌우하는 시대가 도래한 것이다.

김동호 기자 dongho@sedaily.com