독일, 인더스트리(Industry) 4.0으로 창조적 혁신을 선도한다

- 첨단 디지털화 속 스마트 제조 경쟁은 이미 시작 -

박소영 KOTRA 프랑크푸르트 무역관

□ 독일, 인더스트리(Industry 4.0) 전략으로 미래 제조업 패권 주도 노력

독일은 2012년 이래 인더스트리(Industry 4.0) 전략을 추진해오고 있다. 미래 성장동력 산업 개발과 더불어 세계 제조업 분야에서의 패권을 유지해 나가고자 하는 야심찬 계획이다. 그러나 주요 산업협회와 정부가 주도하는 인더스트리 4.0 전략은 아직까지 독일 산업을 이끌어 나가는 중소중견기업으로부터는 외면당하고 있다. 이유는 한 둘이 아니다. 우선적으로 비용 문제나 데이터 보안 문제뿐만 아니라 관련 인력이 부족하고, 미래를 위한 투자에 따른 실효성을 거두기에는 아직까지 매우 불확실하고, 투자하기를 꺼려하는 기업의 미지근한 반응 때문이다.

최근 독일 대표 경제 일간지인 Handelsblatt에서는 ‘The Future of Making Things’라는 컨퍼런스를 개최해 독일 내 인더스트리 4.0을 포함한 제조업 발전의 미래를 주제로 강연과 일부 선도기업의 대표 사례(Case Study)와 패널 토의를 나누는 시간을 마련했다. 미국에 본사를 두고, 총 95개의 지사와 2500개의 파트너를 보유하고 있고 총 25억 달러에 이르는 매출을 창출하고 있는 3D 소프트웨어 기업인 Autodesk의 매니저 오스티(Karl Osti)는 미래의 제조업과 관련해 크게 건축∙엔지니어링∙건설, 디자인∙라이프사이클∙시뮬레이션, 미디어∙엔터테인먼트, 생산공정 플랜트 등의 4개 분야를 언급하며, 오늘날 자동화를 통한 생산 유연화가 가능하므로 이러한 생산 시스템을 매니징할 수 있다고 전했다.

무엇보다 기업에는 소재와 비용 절감이 중요한데, 자동화의 틀 안에서 생산이 유연화되며 재료 비용 감축이 가능하다. 아울러 로봇 등이 투입되며 인간과 함께 일을 할 수 있는 상황에서 인력 비용 감소는 바로 생산 비용 감소로 이어진다. 이를 통해 제품 혁신과 아울러 공정 혁신이 이뤄지며, 생산방식이 바뀌고, 분야 간 협력의 중요성이 그 어느 때보다 강화되고 있다. 일례로 IT 분야를 들어본다면, 자동화와 더불어 기계, 자동차, 물류, 의료 등 다양한 산업군을 융합하는 기술에 대한 수요가 크게 상승하고 있다. 또한 3D 프린터를 이용해 고객의 주문이 있을 때만 생산을 하는 '마이크로 팩토리 ‘micro factory’를 위시해 공장 등을 임대할 수 있는 시대가 도래했다. 이를 통해 개인의 수요에 맞춘 이른바 다품종 소량 생산이 가능하게 되는 것이다.

오스티는 제품 자체도 역시 스마트해지고 소비자 요구사항도 변했으며, 수준이 높아지고 있고, 이머징마켓 역시 같은 수준의 품질에 대한 요구가 있는 상황이라고 지적했다. 아울러 콘셉트와 디자인·제조·판매·배송서비스·재생산 등으로 이어지는 제품 라이프사이클에 있어서 기계가 인간의 역할을 대신하고, 고객과 소통하며 디자인을 개발해 나가고, 생산공정에 있어서도 유연한 소싱이 가능해 이와 함께 기존과는 다른 디자인 개발 또는 인증 과정이 필요할 것으로 내다보고 있다. 판매에 있어서도 고객의 경험(Customer Experience)을 교류하고 상호 커뮤니케이션을 통해 제품을 서비스의 일부로 제공해야 한다고 말했다. 여기서 인더스트리 4.0은 사물인터넷 등을 통해 기업과 고객을 연결하는 서비스 제공해주는 역할을 하게 될 것이라고 전했다.

□ 3D 프린팅과 SW를 활용한 건축기술 선도 사례, 제조업의 패러다임을 바꾼다

대표적 기업 성공 사례로는 SLM Solutions Group AG과 쉬코 서비스(Schueco Service)가 소개됐다. SLM은 1957년 설립된 뤼벡(Luebeck) 기업으로 총 매출 3400만 유로, 고용인원 총 260명, 전 세계 85개의 거점을 보유하고 있는 기업으로 금속 3D 프린터를 전문으로 제조하는 기업이다. 이 기업은 소재의 무게를 약 25% 감축하는 데 성공해 항공 분야 프로젝트에 참여하고 있으며, 아울러 견고성을 확대하고 기존의 부품 수를 19개에서 1개로 줄이는 등 신기술을 활용해 분야 내 적용 분야를 확대해 나가고 있다. 3D 프린터 기술은 건설이나 공구 분야 외에도 치과 기자재나 의료 분야에까지 확대 적용이 가능해 인공 임플란트 등의 모델을 개발하는 데 있어서 수술 시기를 훨씬 앞당기고, 수술 시간 역시 감축하는 효과가 있어 향후 성장이 크게 기대되는 분야이다. 산업 혁명이라 불러도 과언이 아닐 혁신 기술을 통해 절삭 가공의 경우에도 기존의 절삭 공정이나 금형 제조가 필요 없게 돼 비용을 70% 감소할 수 있다고 한다.

SLM Solutions의 금속 3D 프린팅을 통한 의료분야 프로토타입

자료원: SLM Solutions 홈페이지

독일 빌레펠트(Bielefeld)에 소재한 Schueco Service의 경우, 알루미늄 창문이나 문 등을 전문으로 하는 세계 선도기업으로 현재 1000여 개의 기업과 파트너 관계를 맺는 기업이다. 이 회사는 고층 빌딩 건설 시 제각기 다른 크기나 색상으로 개별적으로 만들어진 창문을 투입하는데, 이는 모두 소프트웨어를 통한 설계로 이뤄진다. 아래에서 볼 수 있는 것과 같이 2013년 프랑크푸르트 시내에 새로 건설된 쇼핑센터 Skyline Plaza의 창문도 이 기업 제조품으로 각 창문이 모두 다른 크기와 다른 색상을 갖고 있다. 이러한 전 과정은 현재 자동화 기술을 통해 사전에 공장에서 완성된 각 요소들을 조립하는 식으로 건물이 완성된다. 특히 ‘Rabbit Software’ 등의 소프트웨어를 활용해 기하학적인 디자인의 하이테크 건물 외벽 제조가 가능하다고 한다. 이로써 특색 있고 개성 있는 건물 외관을 창출해낼 수 있으며, 각 개별 건축요소 역시 바코드 등을 통해 자동 인식 가능해 카탈로그 등에 포함시키거나 공정시 부품 투입이 아주 수월해질 수 있다고 한다.

쇼핑센터 Skyline Plaza와 Schueco의 창문 시스템

자료원: fassadentechnik.de, Schueco 홈페이지

□ 현재 독일이 안고 있는 난제를 통해 우리가 나아가야 할 방향 직시 필요

이어진 패널 토론에서는 독일 내 인더스트리 4.0을 중심으로 미래 제조업으로의 전환을 앞두고 있는 시점에서 신속성, 품질, 아이디어 등이 문제점으로 지적됐다. 무엇보다 신속하면서도 품질이 떨어지지 않는 제품을 생산해내는 것이 관건이며, 이러한 품질 공정을 효율화해나가야 하는 문제는 인더스트리 4.0이 짊어지고 나갈 도전 과제이다. 다만, 아직까지는 기업의 비용 부담이 크고, 미래에 대한 불안과 아울러 노하우 결여, 데이터 보안, 변화를 위한 용기 부족 등의 문제에 따라 전략 추진과 관련한 기업의 움직임이 활발하지 않은 점이 가장 큰 문제점으로 지적되고 있다.

무엇보다 독일 기업의 약점은 이러한 요인에 대한 두려움 등으로 ‘미래의 속도’에 발 맞추지 못하는 점으로, 기계와 소프트웨어 등을 보다 긍정적으로 활용하는 방안에 대한 탐구가 필요한 상황이다. 비용의 경우 5~6년 전에 비해 많은 비용이 소요되지 않는다는 지적도 있었다.

Schueco는 이미 11년 전 글로벌 고객 확보를 위해 자체 소프트웨어를 20개 언어로 제작해 성장이 기대되는 시장 진출에 대한 빠른 대처를 통해 현재의 성공이 가능했다고 평가하며, 이러한 제품 개발 주기가 보다 가속화될 것으로 내다보았다. 즉, 시장을 미리 내다보고 미래를 위한 투자 결정을 빨리 내린 탓에 현재 창문 시스템 디지털 생산과 관련해 선도적인 입지를 확보하고 있다고 밝혔다.

일부 기업은 법적 데이터 보안의 중요성과 관련해 특허 취득을 위시해 장기적으로 데이터 보호를 위한 대응이 필요하다고 지적했다. 일례로 SLM Solutions Group이사는 3D 프린팅과 같은 경우, 1만2000개의 특허 신청 건 중 약 8000건이 출원돼 아이디어의 정글과 같은 상황에서 특허 등과 관련해 보다 적극적으로 대응해 나가야 한다고 강조했다. Schueco는 자체적으로 직원들 간에 아이디어를 제안하고 이를 평가해 포상하는 시스템을 통해 지속적으로 제품을 개선해 나가고 있다고 밝히고, 지속적인 아이디어 개발의 중요성을 강조했다. 아울러 핵심 능력을 지속적으로 개선해 나가면서도, 기업 간 상생 협업이 그 어느 때보다도 중요하다고 입을 모았다.

미래 트렌드는 첨단 디지털화를 요구하고, 이는 제조업의 패러다임을 바꾸고 있다. 소비자의 새로운 수요에 맞는 새로운 영업 모델이 필요하고 이에 맞는 기초를 다지는 것이 그 어느 때보다 중요하다. 신 미래 성장 시장을 내다보며 선도적 대응을 해야 할 시점이다.

독일은 현재 주요 산업 부품 관련 영국 등의 의존도가 높고 3~5년 정도 뒤처져 있다고 자체 평가하며, 중국이나 한국 등에 대해서도 추월 당할 수 있다는 경계심을 갖고 있는 상황이다. 따라서, 독일 기업 전문가는 디지털 세계와 물리적 세계를 연결하는 인더스트리 4.0 전략 추진을 위해 미래를 두려워하지 않고 단계적인 변화를 도모하는 자세가 필요하다고 강조한다.

미래가 주는 기회, 인간과 기계와의 커뮤니케이션, 자동화 솔루션을 추구하는 가운데, 보다 빠른 의사 결정과 신소재를 사용해 공정을 간소화한다면 현 산업을 스마트 제조로 이끄는 초석이 될 것이다. 글로벌 스마트 산업 주도권 경쟁의 주사위는 이미 던져졌다.