4차 산업혁명, 새로운 미래의 물결

- 독일의 4차 산업혁명에서 핵심적인 용어는 사물인터넷. 그런데 독일에서는 사물 인터넷보다는 서비스 인터넷이라는 용어를 더 많이 사용함. 그리고 사람과 연결하는 것의 중요성을 늘 강조. 사람이 그 중심에 있고, 결국 부가가치는 사람에게서 나온다는 것으로 이해할 수 있다. 4차 산업혁명에서는 사물, 사람, 서비스를 서로 연결하는 것을 그 핵심요소로 삼고 있음. 앞으로 의사소통, 교육, 이동, 산업, 근무환경, 여가생활, 건강 등 거의 모든 영역에서 새로운 변화가 일어날 것이다. 이때의 핵심은 결국 사람이다. 사람이 원하는 서비스를 찾아 이를 기반으로 제품과 기술개발의 우선순위를 정하고, 개별 고객이 원하는 서비스를 제공해야 하기 때문이다.
- 독일은 30여년전 CIM이라는 컴퓨터 기반 공정 프로세스 변화를 시도한 적이 있다. 컴퓨터를 제조업에 도입하여 완전 자동화를 추구. 이 시도는 실패함. 하지만 독일은 여기서 두가지 교훈을 얻음. 하나는 사람을 제외시켜서는 안된다는 것. 근로자의 호응을 얻지 못한 것이 문제. 그 이후 논의에서는 일자리를 창출하는 것이 최우선 순위가 되었다. 또 하나의 교훈은 이러한 생산 시스템이 실제로 현장에서 검증되어야 한다는 것
- 독일의 4차 산업혁명은 두가지 전략을 가짐. 하나는 경쟁력을 갖춘 제품과 서비스를 판매하는 공급자, 즉 국제경쟁력을 갖추는 것. 다른 하나는 독일 내에 경쟁력을 갖춘 산업입지를 확보하는 것. 즉, 고부가가치 제품과 서비스를 세계 시장에 판매함과 동시에, 산업입지 경쟁력 제고로 독일에서 스마트 공장을 가동하려는 것. 특히 도심에 스마트 공장을 건설해 이동구간을 줄이고, 가정과 직자을 병행할 수 있게 하려는 것이다. 이는 자국에 스마트한 제조업을 유치하고, 이에 따른 일자리를 창출하기 위함
- 4차 산업혁며엥서는 인터넷이 제조 사업장 관리와 운영에 활용됨. 인터넷 주소를 가진 각각의 작업공구와 기계설비는 부착된 센서를 통해 주변상황의 데이터를 수집. 사물 인터넷으로 작업공구와 기계설비는 서로 소통을 하게 된다. 이로써 사업장 현장에서는 곧바로 분산형 의사결정이 가능해짐. 중요한 데이터는 자동으로 전달되며, 생산과정의 데이터가 공정절차를 감독하고 필요시에는 바로 수정도 하게 됨. 또한 기계설비 부품들의 운영과 마모상태 등도 상세히 기록됨. 이를 통해 기계설비의 유지보수와 대기시간을 예상할 수 있고, 필요한 부품을 기계설비가 직접 주문할 수도 있음. 장치와 기계, 각각의 생산도구들이 지속적으로 정보를 교환하는 것이다. 이렇게 독일이 추진하는 산업혁명은 가상물리 시스템에 기초. 기계설비와 같은 사업장의 물리적인 세계를 거울처럼 대칭적으로 보여주는 디지털 정보로 된 가상세계를 통해 실제 세계와 가상세계는 쌍둥이가 된다. 실제의 물리적 세계는 부착된 센서를 통해서 자신의 디지털 정보를 제공하고, 기계설비와 제품보관소 등에서 일어난 상황변화가 디지털 정보로 전달되는 것이다. 이렇게 가상세계에서 수집된 정보는 다시 물리적인 세계의 작동을 가능하게 함
- 디지털 주권은 디지털 핵심기술, 서비스 및 플랫폼을 개발하고 평가할 수 있는 고유의 능력으로, 기업, 소비자, 행정기관에서 디지털 기술을 보다 안전하고 독립적으로 자기결정권을 가지고 투입하는 능력이다. 또한 디지털 주권으 디지털 시대에 자신이 원하는 능력을 가진 파트너와 자신이 신뢰할 수 있는 파트너를 스스로 결정할 수 있는 능력으로, 곧 시장 선도자를 뜻함. 이는 곧 기술, 시장, 제품과 서비스에서 선도적 위치를 차지하고, 타인에게 종속되고 의존하는 것에서 벗어나는 것이다. 디지털 주권은 이렇듯 공급자와 사용자의 주권을 모두 포함함. 공급자 주권은 자기결정권 아래 디지털 기술과 서비스 및 플랫폼을 만드는 것인데 반해, 사용자 주권은 자기결정권 아래 디지털 기술과 서비스 및 제3자 플랫폼을 사용하는 것을 말함. 앞으로 모든 소재와 기술을 자체적으로 조달하는 자급자족 방식은 분명한 한계에 부딪힐 것이다. 네트워크에서 부가가치를 창출하고, 서로 다른 기업이 모여 생산공동체를 만드는 현재 흐름에 맞지 않기 때문이다.
- 독일 4차 산업혁명은 다양한 요소가 혼합된 복합적 성격을 지님. 이로 인해 정보통신, 기계설비, 전기전자 전공자들이 이해할 수 있는 지점, 서로 이야기를 시작할 수 있는 지점이 필요하게 되었다. 그래서 서로의 전문영역을 공통으로 이해하기 위한 참조모형을 만든 것이다. 4차 산업혁명의 기본골격은 물리적 실체와 가상의 프로세스를 연결하는 가상물리 시스템이다. 생산공정에 사용되는 하드웨어, 소프트웨어, 기계의 부속품이 대상이다. 물리적 실체가 디지털 데이터와 연결되어 기계와 기계, 소프트웨어와 하드웨어, 사람과 시스템이 소통할 수 있는 것이다. 이렇게 4차 산업혁명 구성요소는 참조모형 RAMI4.0에 기초한 최초의 기본모델 성격을 가짐. 즉 구성요소는 기업, 개발자, 하드웨어, 소프트웨어가 함께 협력할 수 있는 기본 인프라로, 생산기술, 기계설비, 공정기술, 자동화 기술 및 정보와 인터넷이 하나로 통합된 것을 말함
- 독일은 현재 개방형 플랫폼 의사결정 시스템으로 4차 산업혁명을 추진중. 여기서 플랫폼은 소통을 위해 개방된 추상적 공간, 즉 어떤 사상이나 제품 등을 교환하거나 확산하는 데 도움을 주는 장소나 인적그룹을 의미. 그와 동시에 어떤 관점이나 의도를 표현하는 출발점이기도 함. 이렇게 플랫폼에는 다양한 사람들이 모임. 다양한 주제를 논의할 수 있는 열린 공간에서 지속적 소통이 이루어짐. 독일 플랫폼 I4.0은 오프라인과 온라인을 병행한 플랫폼. 이곳에서 서로 다른 전기전자, 정보통신, 기계설비 업종이나 협회가 만난다. 4차 산업혁명이라는 기본틀을 현장에 적용하는 방안을 만드는 것이 그들의 핵심과제이다. 새로운 틀을 만드는 일은 동시에 새로운 의사소통 방식을 요구함. 즉, 네트워크로 연결된 디지털 혁명을 제조업에 적용하기 위해 쓰이는 방식이 플랫폼인 것이다.
- 4차산업혁명의 정의 : 제품의 전 생애주기에 걸쳐 전체 가치사슬 창출을 조정하고 조직에서 새로운 차원이 펼쳐지는 것. 점점 증가하는 개인화된 고객의 수요를 고려하고, 하나의 제품을 기획, 생산, 운송 재활용하는 과정에서 최종 고객의 주문과 이에 연결된 서비스에 대한 아이디어를 포함하는 모든 활동이 4차 산업혁명의 영향을 받음. 4차 산업혁명에서는 중요한 모든 정보를 실시간으로 확보하고, 가치창출에 참여하는 모든 단위들이 서로 연결되어 있으며, 언제든지 수집된 데이터에서 최적의 의사결정을 내릴 수 있는 능력을 가짐. 사람과 객체, 시스템의 연결을 통해 동적이고, 실시간으로 최적화하며, 스스로를 조직하고, 기업의 경계를 넘어서는 가치창출 네트워크가 가능해짐. 또한 생산비용, 준비상태, 자원이용 등 다양한 평가기준을 만족시키는 최적화된 의사결정이 가능해짐.
- 독일은 중국과 똑같은 제품을 생산하지 않는다. 그 제품을 만드는 기계 혹은 생산설비를 제조. 그 생산설비는 사물 인터넷과 연결되어, 고객 수요에 맞춘 다양한 제품을 만들어냄. 에너지와 자원 사용에서 가장 효율적인 산업설비를 제공하는 것이다. 다른 기업이 쉽게 만들어 낼 수 있는 제품은 더이상 경쟁력이 없으며, 높은 부가가치를 창출할 수도 있음. 경쟁국가의 시장진입이 쉽기 때문. 독일은 복합적이고 통합적인 서비스를 제공하는 생산설비와 시스템을 구축해 다른 나라와 차별화함으로써 경쟁력을 갖추어 가고 있다. 이러한 생산설비와 시스템을 판매하는 독일 기업으로는 Homag가 있음. 이 기업은 목재가구 생산설비를 공급하는 기업. 서랍의 크기, 색딸이 다른 가구, 높낮이를 조절할 수 있는 의자 등 고객의 주문에 따라 생산설비가 자동으로 필요한 부품을 연결해 차별화된 제품을 만들어냄. 로솝과 사람의 공동작업으로 24시간 내에 주문과 배달도 가능.
- 철도 및 철도차량 같은 중공업 기계설비를 생산하던 독일기업 지멘스는 15년전부터 소프트웨어 사업에 투자. 현재는 4차 산업혁명의 경영전략을 제안하고 있다. 소프트웨어 기업인 SAP역시 고객기업에 새로운 비즈니스 모델을 제안. 전기부품과 산업용 로봇을 생산하던 기업은 FESTO는 새로운 교육 모델을 만들어 대학과 기업에 교육자료 및 교육 컨설팅을 제공한다.
- 독일 산업용 로봇을 생산하는 기업에서는 스마트한 로봇을 만들고 있다. 단순작업을 하던 로봇에 더 많은 기능을 추가해 서로 다른 부품들을 하나로 묶어 포장까지 시킨다. 동유럽이나 중국 등 낮은 임금을 대체할 수 있는 수준으로 로봇의 성능은 올리고 가격은 내렸다. 더욱 똑똑해진 로봇이 낮은 임금을 대체한 것이다. 동유럽 또는 중국으로 이전했던 공장을 다시 독일로 복귀시키려는 하나의 방안으로 매우 현실적인 제품이다.
- 4차 산업혁명 시대에는 인간과 기계, 인간과 시스템의 상호작용이 작업내용과 절차에 따라 달라질 것. 근로자에게는 매우 높은 수준의 복잡성, 추상화, 문제해결능력을 요구. 따라서 근로자는 스스로를 조정할 수 있는 실행능력과 더불어 소통능력과 스스로 조직할 수 있는 능력도 갖추어야 함. 4차 산업혁명 시대에 근로자는 작업공정을 유연하게 조정함으로써 자신의 생활리듬을 조절하게 될 것이다. 이에 따라 근로자의 주관적 판단능력은 더욱 중요한 의미를 갖게 될 것이며, 책임도 커질 것. 또한 근로자는 자신의 아이디어대로 생산공정을 개선할 수 있게 될 것. 네트워크 생산방식은 근로자가 전체 생산과정을 기계나 시스템과 연결해 서로 긴밀하게 작업하면서, 개별적인 프로세스를 계획하고 사후에 조정할 수 있게 해주기 때문. 이렇게 4차 산업혁명에서는 높은 수준의 자동화와 근로자의 지도력이 적절하게 혼합됨. 이를 통해 근로자에게는 참여공간을 제공하고, 근로조건을 유연하게 선택할 수 있도록 해준다.
- 4차 산업혁명의 최종목표는 새로운 비즈니스 모델이라는 것. 그 설계를 위한 준비작업인 가상물리 시스템과 데이터 수집은 목표가 아닌 수단이다. 따라서 독일기업의 벤치마킹 대상을 스마트 팩토리, 가상물리 시스템, 빅데이터 현황에 국한하는 것은 바람직하지 않다. 어쩌면 이 부분은 국내 개별 기업들이 앞서 있을 것이다. 중요한 점은 새로운 비즈니스 모델을 어떻게 찾고 있는가이다. 눈에 보이는 현상을 단순 비교하기보다는 왜 그리고 어떻게 추진하고 있는가에 초점을 두어야 할 것이다.
- 독일에서 4차 산업혁명을 이상적으로 실현하고 있는 기업은 아직 없다. 다만 사물인터넷을 이용해 부분적으로 전환 중이다. 기업의 목표인 이윤추고, 즉 비용대비 수익성을 고려하기 때문이다. 개별기업에게는 4차 산업혁명 혹은 스마트 팩토리 그 자체가 목적이 아니다. 새로운 비즈니스 모델을 도출하는 것이 목표다. 장기적으로 국제경쟁력을 갖추는 것. 즉 살아남는 것이 목표이다. 현재 독일 기업은 새로운 경영전략을 모색하며 사업의 우선순위와 원칙을 고민중. 기본적으로 디지털 혁명과 사물인터넷에 기존의 사업영역 일부를 우선적으로 접목중. 물론 그 과정에서는 부가가치 사슬 전체를 고려하는 경영전략 수립도 공통으로 들어감. 이를 위해 개별 기업은 먼저 자신의 강점을 알아야 함. 그래야 4차 산업혁명의 출발점에 가장 빠르게 적응할 수 있기 때문. 또한 기업 경계를 넘어선 협업 역시 선택의 대상이다. 따라서 다른 파트너와 협력할 수 있는 접점을 찾는 일도 매우 중요. 독일의 디지털 인프라에서 가장 취약하다고 평가받은 소프트웨어 전문 인력을 찾는 일이 어렵기 때문. 이를 해결하는 것이 독일기업의 공통적 과제이다.
- 스마트 팩토리의 개념 : 독일의 4차 산업혁명의 공장인 스마트 팩토리는 지능적인 단위의 연결에 기반을 둔다. 기계는 스스로 공정절차를 조정하고 서비스 로봇은 조립과정에서 스마트하게 인간과 협력한다. 차량은 운전자 없이 움직이며 자체적으로 주문을 해결. I4.0은 하나의 제품이 가진 전체적인 삶의 전 과정을 연결한다. 아이디어, 제품기획, 제조공정, 소비자 사용, 창고보관, 재활용까지의 전과정을 아우른다. 기계공구, 기계설비 혹은 운송수단이 디지털 센서인 눈과 귀, 그리고 작업을 수행하는 손과 발과 서로 연결됨. 스마트 팩토리는 운송장비에 센서가 부착되어 재고량을 파악하고, 자동적으로 협력업체의 주문과 연결됨. 점점 더 작고 효율적이 되는 컴퓨터와 센서 덕택이다. 이로써 광대역으로 엄청난 데이터를 더욱 빠르고 효율적으로 교환하고 분석할 수 있게 된 것이다.