※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1877호(2018. 12. 19. 발행)에 기고한 원고입니다.


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중국 로봇산업의 성장을 적극 지원하는 독일 인더스트리 4.0의 속셈.pdf



[ 요 약 ]


메이드인 차이나 2025(Made in China 2025)’는 중국이 신속한 대량생산이 가능한 세계의 공장에서 고품질의 제조강국으로 변모하기 위해 마련한 2025년까지 액션 플랜임. 메이드인차이나 2025의 핵심 분야에는 첨단 자동화 제조장치의 기반 기술인 로보틱스가 포함되었는데, 중국 로봇산업의 질적 도약을 돕기 위해 기술 지원과 투자를 아끼지 않으며 적극적으로 협업에 나서고 있는 곳은 중국을 끌어들여 인더스트리 4.0 시스템을 글로벌 표준화하고 싶어 하는 독일임



[ 본 문 ]


201810월 말 독일 전기전자산업협회(ZVEI)는 중국 광둥성의 포샨(仏山, Foshan)시에서 중국-독일 스마트 제조 협력회의라는 주제로 컨퍼런스를 개최한 바 있음


독일전기전자산업협회(ZVEI)는 독일의 산업진흥 정책인 ‘Industrie 4.0(인더스트리 4.0)’을 추진 중인 업계 단체 중 하나로, 이날 컨퍼런스에서는 BMW와 지멘스(Siemens) 등 독일의 대표 기업들이 나와 경쟁적으로 중국에 대한 기대를 표명하였음


가령 BMW와 중국의 자동차 제조업체 화신자동차그룹(華晨汽車集団, Brilliance Auto)의 합자회사인 화신BMW(BMW Brilliance Automotive)’는 중국 공장에서 첨단 로봇을 활용하려는 노력이 시작되었다며, ‘중국이 첨단 자동화 기술을 조기에 검증하는 확인의 장이 되고 있다는 견해를 피력


광둥성의 성도인 광저우에 인접해 있어 자동차 및 제조 장치 등의 기계산업이 집적되어 있는 포샨시는 차세대 기간산업으로 로봇산업에 초점을 맞췄는데, 이를 상징하는 것이 컨퍼런스가 열린 장소인 포샨 로봇아카데미(Robotation Academy Foshan)’


포샨 로봇아카데미는 ‘Hannover Messe(하노버 메세)’를 운영하는 것으로 유명한 박람회 주최기업 ‘Deutsche Messe(도이체 메세)’2017년에 개설했는데, 이 기업은 독일에 비슷한 로봇아카데미를 가지고 있으며 포샨 로봇아카데미는 그것을 모방한 시설임


<자료> Hannover Messe

[그림 1] 도이체 메세의 포샨 로봇 아카데미 설립


포샨 로봇아카데미의 파트너로는 독일 등 유럽에 소재한 13개 기업과 연구기관, 중국의 미더그룹(美的集団, Midea Group)을 비롯한 8개 기업과 연구기관이 이름을 올리고 있음


포샨 로봇아카데미의 입구 홀과 전시실에는 파트너사들의 로봇과 모의 생산라인이 즐비하게 늘어서 있는데, 이는 중국 시장의 자동화 요구와 파트너사들의 기술을 매칭시키기 위한 것


특히 포샨시에 본사를 둔 미더그룹은 독일의 로봇 제조업체인 KUKA(쿠카)를 인수하여 독일과 관계가 깊기 때문에, 양국 간 연결 고리 역할을 할 것으로 기대되고 있음


포샨시가 로봇산업을 중시하는 배경에는 중국 정부가 제조업의 고도화를 위해 2025년까지 해야 할 액션 플랜을 담은 메이드 인 차이나 2025(Made in China 2025)’가 있음


중국 정부는 지난 2016년에 향후 30년간 제조업을 고도화하겠다는 목표를 수립했으며, 첫 번째 단계인 2016~2025년의 10년 동안 행동 계획을 담은 것인 메이드인차이나 2025


또한 중국의 제 135개년 계획(2016~2020)에서도 제조업의 고도화를 중요한 정책으로 자리매김하며, ‘속도 중시에서 품질 중시로 전환, 중국에서 창출하는 혁신이라는 테마를 설정하는 한편 ICT와 로보틱스, 신소재 등 10개 중점 분야를 선정한 바 있음


<자료> China US Focus

[그림 2] 중국제조(Made In China)2025


메이드인차이나 2025에서 로봇은 10대 중점 분야의 하나로 선정되었으며, 중국 정부는 보조금으로 기업의 자동화 투자를 촉진 등 노동집약형 제조업에서 탈피하고 중국의 로봇 제조업체를 육성하고자 함


로봇을 고도로 활용하는 중국 기업도 많아지고 있는데, 가령 포샨시의 광둥이주미정밀기계 (Guangdong Yizumi Precision Machinery)’는 원래 수지 사출 성형기계나 금속 주조기계 제조업체지만, 최근에는 로봇을 이용한 자동화 시스템을 만들고 있음


이주미정밀기계는 이미 자신들의 중국 내에서 최고 수준의 시스템 통합 업체이며, 앞으로 기계의 공급 사업에만 그치지 않고 고객 기업의 자동화 및 생산성 향상을 지원하는 사업에 주력하겠다는 계획을 밝히고 있음


앞에서 언급한 미더그룹도 엔지니어링 서비스 제공에 의욕을 보이고 있는데, 현재 미더그룹은 쿠카(KUKA) 로봇 이외에 원래 쿠카 산하였던 스위스 기업 스위스로그(Swisslog)의 자동 반송차(AGV: Automated Guided Vehicle) 2017년에 인수한 이스라엘 기업 서보트로닉스(Servotronix)의 서보 드라이브 등 생산 라인 자동화에 필요한 요소를 갖추고 있음


미더그룹은 이러한 제품군과 IT 시스템을 결합하여 스마트 공장 구축 및 운영 등의 서비스를 제공한다는 계획


<자료> Midea Group

[그림 3] 미더그룹의 스마트 공장 운영 솔루션


포샨시의 로봇 산업 진흥 정책으로 대변되는 중국 정부의 메이드인차이나 2025 정책을 강력하게 지원하고 있는 국가는 독일임


20177월 독일의 앙겔라 메르켈 총리와 중국 시진핑 국가 주석은 베를린에서 회담을 갖고, ‘인더스트리 4.0’메이드인차이나 2025’를 함께 추진하기로 합의한 바 있음


 중국 정부가 2015년에 메이드인차이나 2015’를 발표한 이후 메르켈 총리는 중국을 자주 방문했고, 그에 발맞춰 독일 기업들도 중국 진출과 투자를 가속화하고 있는데, 가령 지멘스는 지난 2016년에 메이드인차이나 2,5에 대한 지원 입장을 밝혔음


미더그룹의 쿠카 인수에 대해 독일 정부가 개입하지 않는다는 입장을 내놓으며 사실상 묵인한 것도 이런 배경이 있었기에 가능했음


쿠카의 로봇은 인더스트리 4.0의 한 부분을 담당하고 있는 것인데, 메이드인차이나 2025 정책을 현실화하는 데에도 필수적인 요소로 꼽히고 있음


독일이 중국에 뜨거운 관심을 보내며 메이드인차이나 2025 지원에 발벗고 나서는 이유는 크게 세 가지인데, 첫 번째는 성장 중인 중국 로봇시장에 대한 접근 우선권을 확보하기 위해서임


중국의 인건비가 상승하고 중국 공장에 요구되는 품질수준이 높아지면서 중국의 자동화 수요가 높아지고 있는데, 독일 기업들은 중국과 밀접한 관계를 구축함으로써 미국이나 일본의 경쟁 기업들보다 유리한 입장에서 중국의 자동화 요구를 가져오려 하고 있음


실제 쿠카의 경우 미더그굽 산하에 인수되기 전부터도 중국 시장에서 높은 점유율을 확보하고 있었지만, 인수된 이후 중국 시장에서 판매대수를 더욱 크게 증가하였음


앞서 언급한 것처럼 미더그룹이나 이주미정밀기계처럼 로봇을 자사의 엔지니어링 서비스에 활용하려는 중국 기업의 움직임도 나오고 있는데, 이런 서비스를 지원할 수 있는 제품이나 기술을 가진 독일 기업에게는 새로운 사업기회가 되고 있음


가령 독일의 Harting(하르팅) 그룹은 인더스트리 4.0의 전략 제품으로 자리매김 하고 있는 산업용 PC ‘MICA’와 센서 모듈을 이주미정밀기계에 제공하고 있음


이주미정밀기계는 이 제품들을 이용해 자사의 사출 성형기계나 자동화 시스템 등에서 각종 데이터를 수집하고 분석 할 수 있는 시스템을 개발하여 새로운 엔지니어링 서비스의 라인업에 추가하였음


즉 하르팅의 산업용 PC나 센서가 이주미정밀기계 제품의 지능화에 기여한 것으로, 중국 기업의 고급화 서비스를 독일 기업이 지원하는 사업모델을 만들어 낸 것임


한편 중국에서 자동화가 진전되다 보니 독일 기업들의 중국 내 합자기업에서도 공장 자동화의 중요성이 높아졌는데, 이 때문에 독일기업들은 이용자로서 자동화에 대응할 필요도 있었음


가령 모두에 언급한 화신BMW의 공장에서는 자동반송차(AGV)의 차량간 통신 (Vehicle-to-vehicle Communication)에 의한 운행 시스템, 로봇과 카메라를 결합한 도장 품질 자동판정시스템, 기계학습 기술을 적용한 섀시 품질판정시스템, 협동 로봇 등을 도입하며 생산 라인에 적용했을 경우의 효과성 검증을 진행하고 있음


<자료> BMW Brilliance Automotive

[그림 4] 로봇과 카메라를 이용한 도장품질 자동판정


도입 시스템들 중에는 독일 BMW 본사의 공장보다 선진적인 것도 있다고 하는데, 화신BMW는 향후 중국에서 생산 대수를 끌어 올릴 계획을 세우고 있으며 생산 기술의 연구 개발에도 적극 투자한다는 방침


폴크스바겐(Volkswagen)과 중국 제일자동차그룹(China FAW Group)의 합자기업인 이치따중자동차(FAW-Volkswagen Automotive)의 포샨 공장에서도 독일 수준의 자동화가 이루어지고 있음


이 공장의 생산 라인은 전반적으로 작업자 수가 많지 않아 예전 중국 공장에서 흔히 볼 수 있었던 인해전술의 모습은 찾아볼 수 없음


특히 자동화가 진전되고 있는 것은 섀시와 바디를 조립하는 공정인데, 이 공장의 생산 라인에서는 폴크스바겐의 주력 차종인 골프와 같은 그룹인 아우디(Audi)A3를 혼류 생산(混流生産)하고 있음


, 하나의 차종을 연속해서 여러 대 흘려보내는 것이 아니라 주문 상황에 따라 1대 단위로 흘려보내는데, 실제로는 두 차종이 거의 번갈아 가며 통과함에도 불구하고 섀시와 바디는 자동으로 차례차례 조립되어 감


이처럼 골프와 A3를 하나의 라인에서 혼류 생산할 수 있는 것은, 폴크스바겐의 ‘MQB(가로 배치 엔진 자동차용 모듈 매트릭스)’라는 모듈형 구조의 섀시 설계 철학에 따라 두 차종이 섀시를 공통화 하고 있기 때문


조립 공정을 보면 흘러나오는 차종에 따라 볼트 체결 공구의 위치 등을 자동으로 조정하는 것을 확연히 볼 수 있는데, 이러한 자동화 시스템을 통해 차량의 차이를 넘어 작업 시간을 평준화하고 혼류 생산을 실현하고 있음


독일이 메이드인차이나 2025 지원에 적극 나서는 두 번째 이유는 중국 IT기업과 협업을 통해 디지털 시대의 플랫폼 비즈니스를 겨냥한 생태계를 구축하기 위해서임


이미 소비자 시장은 GAFA(구글, 애플, 페이스북, 아마존)으로 대표되는 미국의 IT 대기업들이 패권을 쥐고 있기 때문에, 독일 기업들은 산업 부문에서 반격을 꾀하고 있음


그러나 아무리 독일 기업이 제조업에 강점이 있다 해도 디지털 기술에서는 미국 기업들이 압도적으로 우세하기 때문에, 독일은 미국 못지않은 높은 기술력을 가진 것으로 평가받는 중국의 IT 기업들과 손을 잡으려 하는 것임


가령 공장자동화(FA) 기기 제조업체인 독일의 Phoenix Contact(피닉스 컨택트)PLC (Programmable Logic Controller)용 애플리케이션의 생태계를 강화하기 위해 중국의 IT 기업들과 협업을 적극 추진하고 있음


제조 장치 등의 제어를 담당하는 PLC는 일반적으로 독자 사양을 가진 폐쇄형 시스템이기 때문에, 응용프로그램을 개발할 수 있는 것은 기업 자신이나 FA 분야의 시스템 통합 업체 등으로 한정되기 마련


하지만 피닉스 컨택트는 현재 개방형 시스템의 PLC 제품군인 ‘PLCnext Technology’를 앞세워 이 위에서 실행될 수 있는 응용프로그램을 공개적으로 모집하고 있음


이 회사가 PLC의 개방을 추진하는 이유는 IoT를 비롯한 디지털화의 물결 때문인데, 기존에는 PLC의 데이터를 현장에서만 활용했지만, 디지털화에 따라 인공지능(AI) 기반 고급 데이터 분석 및 핵심 IT 시스템과 연계가 보다 중요해지고 있는 추세


따라서 PLC용 애플리케이션에서도 IT 기업의 지식과 경험이 필수 요소가 되어가고 있는데, 이 회사는 이미 유럽에서 많은 IT 기업들과 협업해 오고 있으며 그 대상을 중국으로도 확장하는 것임


피닉스 컨택트는 중국의 IT 기업과 협업에 그치지 않고 핵심 기술을 보유한 기업에는 투자 및 인수도 검토하겠다는 입장


<자료> Phoenix Contact

[그림 5] 중국과 독일 IT 기업의 생태계 구축


독일이 중국과 관계에 공을 들이는 세 번째 이유는 역사적으로 독일 기업들의 핵심 성공전략이었던 국제 표준화를 인더스트리 4.0에도 적용하려한 것임


독일은 인더스트리 4.0의 다양한 시스템을 국제 표준화함에 있어 중국을 독일 진영에 포섭함으로써 국제 표준화를 자국에 유리하게 진행한다는 복안을 가지고 있음


인더스트리 4.0과 메이드인차이나 2025의 협업에서는 표준의 상호운용성에 대해서도 검토되고 있는데, 그 대부분은 독일의 표준을 중국이 도입하는 방식이 될 것으로 보임


한편 위의 세 가지 이유로 독일이 중국에 적극 손을 내밀고 있고 구체적 성과도 나타나고 있지만, 최근 들어 견고하게 보이던 양국 관계에 먹구름을 드리우는 사건들도 벌어지고 있음


제일 큰 악재는 양국의 협력을 주도해 온 메르켈 총리의 퇴임 의사 표명인데, 201810월 독일 지방선거에서 자신이 당수를 맡고 있는 독일기독교민주동맹(CDU)이 대패하면서 메르켈은 원래 2021년에 임기가 끝날 예정이던 총리 자리를 물러나겠다는 뜻을 밝혔음


메르켈은 201812월의 당대표 선거에도 출마하지 않는데, 메르켈이 인더스트리 4.0의 추진에서도 리더십을 발휘해 왔기 때문에 앞으로는 구심력의 저하가 불가피 해 인더스트리 4.0과 중국의 협력 속도도 둔화될 가능성이 있음


잠시 휴전하기로 했지만 중국과 미국의 관세를 둘러싼 무역 마찰도 골칫거리인데, 중국 내 설립된 독일의 합작기업들은 중국 내수시장의 수요에 대응하기 위한 것일 뿐 아니라 미국을 비롯한 세계 시장을 향한 수출 거점으로서 아주 중요한 역할을 하고 있음


중국에서 만들어져 수출되는 제품에 미국이 높은 관세를 부과한다면, 독일 기업들에게 협업과 투자의 대상으로서 중국의 매력은 옅어질 수밖에 없음


현재 중국에서 로봇 등 자동화 시스템에 대한 수요가 증가 추세에 있긴 하지만, 중국 정부의 보조금에 의해 투자가 촉진되는 측면이 있어 실제 산업적 효과에 대해 의문이 제기되고 있는 것도 부담거리


실제 최근 중국 정부가 태양광 발전에 대한 보조금을 대폭 삭감하자 수요가 급격히 떨어지는 일이 벌어졌는데, 로봇 분야에서도 같은 일이 일어나지 말라는 법이 없기 때문


이런 국내외 정세의 변화와 중국의 정책 일관성에 대한 불신 때문인지, 독일에서도 중국 일변도의 협업 추진 전략을 재검토하려는 움직임도 눈에 띄고 있음


20188월 독일 정부는 중국 옌타이 타이하이 그룹(Yantai Taihai Group)이 독일 공작 기계 제조업체인 Leifeld Metal Spinning(라이펠트 메탈 스피닝)을 인수하겠다고 한 제안에 거부 방침을 발표하였음


라이트펠트의 공작 기계는 항공기와 원자력 발전소의 부품 제조에 사용되고 있어 국가 안보상 우려가 있다고 판단했기 때문인데, 옌타이 타이하이 그룹은 독일 정부의 인수 거부 방침을 전해 듣고 곧바로 인수 제안을 철회하였음


독일 정부는 유럽연합(EU) 역외 기업에 의한 인수에 대한 규제를 2017년부터 강화해 왔으며 이번에 이를 발동한 것인데, 아이러니하게도 미더집단에 의한 쿠카의 인수가 규제 강화의 계기가 되었다는 분석이 있음


최근 화웨이가 독일 뒤셀도르프에 지사를 설립한 것을 비롯, 다수의 중국 기업들이 독일에 진출하고 있고 독일의 중국에 대한 의존도가 커지고 있는데, 이에 대해 독일 산업계에서 거부감을 가지고 있다는 말도 들려오고 있음


화웨이의 경우 정보 누출 의심이 제기되고 있는 상황이어서 독일 정부가 5G 관련 입찰을 진행하며 화웨이를 포함한 중국 기업의 배제를 검토 중이라는 보도도 나온 바 있음


이렇듯 독일과 중국 간 관계에는 인력과 척력이 함께 작용하고 있는데, 결말이 어떻게 나든 협업 과정에서 중국 로봇산업은 어쨌든 발전할 것이기에, 우리로서는 우려할 일이 아닐 수 없음


기술과 정보 유출 등을 우려한 독일이 중국과 좀 더 거리를 두려 할 수도 있고, 따라서 양국 간 관계가 앞으로도 계속해서 밀월을 유지할지는 알 수 없음


그러나 어쨌든 지금까지 독일 기업들은 중국에서 많은 혜택을 입고 있으며, 중국 기업들은 독일에서 많은 것을 배우고 있음


밀월이 언제 끝날지는 모르나, 협업이 유지되는 동안 중국에서 세계적인 로봇 제조업체나 시스템 통합업체가 출현할 가능성은 충분함


통신 및 IT 등의 분야에서 한국을 능가하며 미국에 도전하는 중국 기업들이 속속 등장하고 있는데, 이와 같은 일이 로봇산업에서도 일어나지 말라는 법은 없으며 사실 확률적으로는 그렇게 될 가능성이 더 높음


블룸버그에 따르면 메이드인차이나 2025가 계획대로 실현되었을 때 가장 큰 손실을 입을 국가는 독일, 한국, 대만이 될 것으로 예상되기 때문


<자료> Bloomberg

[그림 6] 중국제조 2025로 피해를 입을 국가들


사실 독일이 중국의 메이드인차이나 2025를 지원하는 것도, 자신들이 협력하지 않더라도 중국의 제조산업과 로보틱스는 어떻게든 고도화 될 것이라고 보기에, 그럴 바에는 차라리 중국과 협력을 통해 피해를 최소화하자고 결정한 측면도 있음


우리나라도 서둘러 저임금과 낮은 원재료 가격 덕분에 저가로 승부하는 중국 제조업체는 이제 머릿속에서 지우고, 독일 기업들의 전폭적 후원을 등에 업고 빠른 속도로 글로벌 선도 로보틱스 업체로 발전해 나가고 있는 중국 제조업체들과 어떻게 경쟁할 것인지 고민해야 할 때임

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※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1835호(2018. 2. 28. 발행)에 기고한 원고입니다.


▶ IITP에서 PDF 포맷으로 퍼블리싱한 파일을 첨부합니다. 가독성이 좋으니 참고하시기 바랍니다.

‘디지털 트윈’ 기능 강화하는 PLM(제품생명주기관리) 도구들.pdf



ž 4차 산업혁명의 핵심 개념인 사이버-물리 시스템(CPS)을 실현하기 위한 기술인 디지털 트윈(Digital Twin)의 실행은 크게 3단계로 이루어짐


Ø 4차 산업혁명이 전개되는 스마트 공장에서는 사이버 시뮬레이션 기술을 오프라인의 공장에 적용하는 CPS(Cyber-Physical System)를 통해 공장의 생산 라인을 수시로 교체할 수 있고, 각 부품 및 공정마다 센서들이 연결되어 제품의 완성도를 높일 수 있음


Ø CPS를 구현하는 것이 디지털 트윈 기술인데, 실제 물리적 자산 대신 소프트웨어로 가상화한 자산의 쌍둥이를 가상으로 만들어 시뮬레이션 함으로써 실제 자산의 현재 상태, 생산성, 동작 시나리오 등에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있게 해 줌


Ø 디지털 트윈은 GE가 제창한 것으로 현재 에너지, 항공, 헬스케어, 자동차, 국방 등 여러 산업 분야에서 디지털 트윈을 이용하여 설계부터 제조, 서비스에 이르는 모든 과정의 효율성을 향상시켜 자산 최적화, 돌발 사고 최소화, 생산성 증가 등의 효과를 얻고 있음


Ø 디지털 트윈의 실행은 크게 세 단계로 구성되는데, 첫 번째 단계는 실제 정보를 수집하여 가상의 쌍둥이 모델에 반영하는 단계로 여기에서는 센서 및 센서 데이터를 수집하기 위한 IoT 기술이 사용됨


Ø 다음 두 번째 단계는 디지털 세계의 쌍둥이를 분석하는 단계로, 여기에서는 컴퓨터를 활용한 수치 시뮬레이션, 빅데이터 분석, AI(인공지능) 등의 기술이 중요함


Ø 마지막 세 번째 단계는 분석 결과를 장비와 생산 설비의 각종 매개 변수, 유지보수 일정 등을 결정하는 판단 자료로 생성하여 현실 세계에서 활용하는 것인데, 이 때 분석 결과를 사람에게 알기 쉬운 형태로 표시하는 AR(증강현실)/MR(복합현실) 기술이 사용되고 있음


ž 디지털 트윈의 3단계 중 첫 단계에서는 장착 센서가 공간의 제약을 받지 않도록 경량화하는 것이 좋은데, 최근에는 더 나아가 부품 자체를 센서로 만드는 흐름도 등장하고 있음


Ø 만일 첫 번째 단계에서 얻고 싶은 물리량을 기존 센서에서 얻을 수 없는 경우, 기존의 센서가 취득한 물리량에서 원하는 물리량을 유추하거나 센서를 새로 추가 설치하게 됨


Ø 이 때 새로 장착하는 센서는 공간의 제약을 받지 않도록 소형·경량화하는 것이 바람직하며 전원 및 통신 수단도 확보해야 하기 때문에, 최근에는 부품 자체를 센서로 만들어 버리는 움직임도 나타나고 있음



Ø 예를 들어 독일 쉐플러(Schaeffler)가 개발한 센소텍트(Sensotect) 코팅 시스템은 베어링과 브래킷 등의 부품 표면에 배선 패턴을 만들고 거기에 전류를 흘림


Ø 부품의 변형량에 따라 배선을 흐르는 회로의 저항값이 변화하기 때문에 이를 통해 부품에 가해지는 힘과 토크 등을 측정할 수 있게 되는데, 배선 패턴은 부품 표면에 특수 합금을 코팅하고 미리 정해 둔 패턴이 남도록 깎아 제작함


<자료> Schaeffler


[그림 1] 센서가 각인된 베어링과 브래킷


ž 한편 최근 주요 PLM(제품생명주기관리) 도구 공급업체들은 자사 제품이 디지털 트윈 활용의 세 단계를 모두 지원하도록 기능 확장을 추진하고 있음


Ø PLM(Product Lifecycle Management) 도구는 CAD 데이터 등의 제품 설계 정보와 BOM(Bill of Materials, 자재 명세서)를 관리하고 사용자에게 그 정보를 편집· 가공하는 기능을 제공하는데, PTC나 다쏘 시스템 (Dassault Systems) 등이 대표적 PLM 도구임


Ø PTC 2013년에 씽웍스(ThingWorx)라는 솔루션 개발업체를 인수했는데, 씽웍스는 건설 기계와 공작 기계의 가동 정보를 실시간으로 획득하여, 분석 애플리케이션을 직관적으로 개발할 수 있게 해 주는 IoT 플랫폼임


Ø PTC는 씽웍스가 획득한 부품 정보와 PLM 도구의 3D 데이터를 연계시켜 실제 세계와 디지털 가상세계의 융합을 실현하겠다는 목표를 내걸고 있음


Ø 다쏘 시스템은 PLM 도구와 생산 라인을 감시·관리하는 MES(제조실행시스템)를 연계하여 PLM 데이터에 대한 시뮬레이션 결과에 따라 작업을 임기응변으로 변경하는 기능을 제공함으로써 생산 라인의 디지털 트윈 활용을 지원하고 있음


Ø 현재 기술 수준에서 실제 세계의 정보를 획득하여 디지털 트윈에 반영하기까지는 약간의 시간 지연이 발생하며, 수집된 정보 역시 실제 그대로라 말하기는 어려움


Ø 가령 자동차라면 수만 개에 달하는 부품 모두를 반영한 ​​디지털 트윈은 아직 구현이 어렵고, 현실적으로는 우선 타이어 등 소모율이 높고 안전성과 직결되는 부품을 중심으로 부분적인 디지털 트윈을 모델링 하여 유지 관리에 이용하는 수준이라 할 수 있음


Ø 그러나 IoT, AI, 시뮬레이션 분야는 계속 발전하고 있으며 앞으로도 다양한 기술 혁신이 기대되기 때문에, 디지털 트윈은 ‘현실 세계의 쌍둥이’에 대한 완전한 정보를 가지고 그것의 동작을 가상세계에서 충실하게 재현해 내는 이상적인 모습에 근접해 나갈 것임


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※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1771호(2016. 11. 09 발행)에 기고한 원고입니다. 


▶ IITP에서 PDF 포맷으로 퍼블리싱한 파일을 첨부합니다. 가독성이 좋으니 참고하시기 바랍니다.

독일 IBM 왓슨 IoT 사업부 제조업4.0.pdf



[ 요 약 ]


105년 역사의 글로벌 기업 IBM은 주요 연구소와 사무소를 미국 밖에 두고 있지만 사업본부만큼은 계속 미국에 두어 왔음그러나 이런 전통은 2015 12월 IBM 왓슨 사물인터넷 사업본부의 글로벌 헤드쿼터를 독일 뮌헨에 설치하면서 깨졌고, 10개월 여가 지난 지금 IBM은 뮌헨의 사업본부에 2억 달러를 추가 투자하기로 결정하였음. IBM의 행보는 제조업 4.0의 글로벌 선두인 독일의 환경과 왓슨 IoT 플랫폼을 결합해 기업 AI 시장을 주도하기 위한 것으로 보임




[ 본 문 ]


IBM은 지난 10 4일 독일 뮌헨의 왓슨 사물인터넷(Watson IoT) 사업 본부 2억 달러를 투자할 것이라 발표했는데, 이는 IBM의 유럽 내 투자로는 사상 최대 규모임


IBM은 왓슨 인지 컴퓨팅(cognitive computing) IoT에 접목하기 위해 총 30억 달러 규모의 글로벌 투자 계획을 밝히고 있는데, 이번 2억 달러의 투자는 그 일환임.


IBM에 따르면 이번 투자는 IoT와 인공지능(AI) 기술을 결합해 현재 사업을 변혁할 것을 모색하고 있는 고객들의 수요가 높아지고 있는 상황에 대응하기 위한 것임



<자료> IBM.

[그림 1] 뮌헨의 왓슨 IoT 사업본부


IoT가 이만큼 커진 이상 초점을 맞추지 않을 수 없게 되었으며, 지난해 특히 IoT에 전문성을 가진 사업부문으로 첫걸음을 내디뎠는데, 이 선택이 좋은 시작이었다고 IBM은 자평


현재 IBM은 무게중심을 조금 바꾸고 있는데, 글로벌 초점을 갖는 것이 중요하다고 생각하고 있으며, 작년 12105년 기업 역사상 처음으로 IBM의 글로벌 헤드쿼터를 미국 밖인 독일 뮌헨에 설치하였음


독일에 글로벌 헤드쿼터를 설치한 것은 일단 수치 상으로는 성공적으로 보이는데, 왓슨 IoT 솔루션과 서비스를 이용하고 있는 고객의 수는 8개월 전에 전세계적으로 4,000개였지만 현재는 6,000개로 급격히 증가하고 있음


IBM은 이번 2억 달러 투자로 왓슨 IoT 글로벌 헤드쿼터가 최초의 인지적 IoT 가상 네트워크 연구소 집단(Collaboratory, 콜래보러토리)이 될 것이라 설명하고 있음


가상 네트워크 연구소 집단은 각기 다른 지역에 위치하고 있지만 공동 프로젝트를 위해 네트워크로 연결된 연구소 집단을 의미하는 신조어임



<자료> Collaboratory Gothenburg.


[그림 2] 콜래보러토리 마인드 맵


IBM의 설명은 뮌헨의 헤드쿼터가 전세계 IBM의 고객과 파트너들이 IBM의 연구원, 엔지니어, 개발자, 비즈니스 전문가들이 함께 모이는 산업 연구소로 기능하게 될 것이라는 의미


가상의 네트워크 연구소 집단은 자동차, 전자, 제조, 헬스케어, 보험 산업 등에서 혁신을 촉진한다는 목표 아래 활동을 전개해 나가게 될 것이라고 함


◈ 왓슨 사물인터넷 사업본부의 브렛 그린슈타인 부사장은 독일을 선택한 이유에 대해 제조와 공업 분야 글로벌 리더인 독일은 IBM의 정책 추진에 있어 완벽한 파트너라 설명


IBM은 보도자료를 통해 전세계 기업들이 엄청난 기술 변혁 시기의 혜택을 입고, 사람들의 일상을 변화시킬 수 있는 새로운 제품과 서비스를 개발할 수 있도록 IBM은 광폭 행보를 해나갈 것이라 밝히고 있음


독일은 제조업 4.0(Industry 4.0) 흐름의 최선두에 서 있기 때문에, IBM은 자신들의 고객과 파트너들을 뮌헨으로 불러 모으고, IBM의 기술을 그들에게 개방함으로써 IoT 비전의 구현을 지원함으로써, 협업적 혁신(collaborative innovation)을 위한 글로벌 거점을 설립하려 한다는 것임


IBM IoT 사업 전개를 위한 노력을 독일에 집중시키려는 것을 잘 보여주는 고객 기업 중 하나가 독일 에닝겐에 있는 자동차 및 제조 산업의 공급업체인 셰플러(Schaeffler)



<자료> Manufacturers' Monthly.


[그림 3] 셰플러와 IBM의 제휴


• 셰플러는 올해 10 4 IBM과 다년간의 제휴를 맺는다고 발표했는데, 왓슨과 IoT를 사용하여 사업 전체와 고객 솔루션의 디지털 혁신을 추진하는 것이 제휴의 목적임


셰플러는 이제 제조업체들은 부품 스스로 성능을 모니터링하고 평가하며, 필요할 경우 대체 부품을 요구하는 시대에 접어들고 있으며, 자신들의 목표는 인지적 솔루션을 보유한 글로벌 선도 제조업체가 되는 것이라 밝히고 있음


셰플러는 제품의 개발과 제조에서 세계 선도업체이고, IBM은 하이브리드 클라우드와 인지 컴퓨팅의 글로벌 리더이기 때문에, 양사의 제휴를 통해 셰플러는 새로운 공업시대의 막을 열고자 한다는 것


셰플러는 기계용 정밀 부품 전문 기업으로 자동차 클러치 시스템부터 풍력 터빈에 사용되는 산업용 베어링까지 다양한 부품을 생산하고 있는데, 왓슨 IoT를 활용하여 전체 공업 시스템을 표현하는 가상 모델을 구축한다는 계획을 가지고 있음


이 가상 모델은 운영 과정 전반에 걸쳐 수백만 개의 센서와 기기에서 수집한 데이터들을 제공받게 되며, 이를 통해 제품 설계, 제조 및A/S에 대한 새로운 접근 방식을 가능케 할 것으로 기대되고 있음



◈ 뮌헨 북서쪽 네덜란드에 위치한 산업용 무인 항공기 시스템의 설계 및 개발 전문업체 에어리얼트로닉스(Aerialtronics)도 왓슨 IoT 고객 기업 중 하나임



<자료> Aerialtronics.


[그림 4] 왓슨 IoT 결합 드론


이 기업사의 드론은 IBM의 클라우드에서 실행되는 왓슨 IoT 플랫폼의 인지 컴퓨팅 기능을 이용한 검사 서비스를 제공하고 있는데, 도시의 교통 패턴 파악에서부터 풍력 터빈, 석유 시추 장비, 휴대폰 기지국 최적화 검사까지 다양한 용도로 사용할 수 있음


드론은 왓슨 비주얼 인식(Watson Visual Recognition)이라는 분석 도구를 통해 목표 대상물이 어떻게 보이는지를 이해할 수 있는데, 가령 통신 관련 시설이라면 배선의 풀림이나 열화 장비의 손상 등 통신 품질에 영향을 줄 수 있는 상황을 파악할 수 있음


에어리얼트로닉스는 드론의 탁월한 조감 능력과 검증된 왓슨 IoT 솔루션의 처리 능력을 결합해 어느 곳에서든 모든 것에 관해 행동에 반영 할 수 있는 통찰력을 얻을 수 있었으며, 이 지식을 통해 비즈니스의 중요한 의사 결정을 지원할 수 있었다고 설명


◈ 무게중심을 유럽에 두고 있지만, 왓슨IoT 사업부문은 여전히 자신들의 뒤뜰인 미국에서 사업을 따내고 있는데, 대표적 예가 토마스 제퍼슨 대학병원


필라델피아 주에 자리한 957 병상의 응급 처치 시설을 갖춘 이 병원은 제퍼슨 헬스(Jefferson Health) 소속이며, IBM은 이 대학병원과 협력하여 왓슨 IoT를 기반으로 하는 인지적 기능을 갖춘 병실 개설 사업을 진행하고 있음



• 병실의 환자들은 왓슨 IoT 플랫폼과 연결되어 있는 실내 스피커에 말을 건넴으로써, 실내 조명과 창문 블라인드를 제어할 수 있고, 또한 병원 시설에 대해 질문하거나 자신들의 담당 의사에 대한 배경 정보를 얻을 수 있음



<자료> Gizmag.


[그림 5] 왓슨 기반 병실 스피커


소비자들은 이미 애플 시리(Siri)나 아마존 에코(Echo) 스피커, MS의 코타나(Cortana) 등을 통해 음성 인식"라는 서비스를 통해 초보적인 음성 인식을 경험하고 있음


IBM 측은 이들 서비스가 미리 정해진 명령어를 처리하는 수준이라면, 왓슨 IoT 기반의 인지 병실에서는 복잡한 문장의 해석이 가능하다며 차별성을 설명하고 있음


간단한 회화도 가능한데, 가령 환자는 스피커에 온도를 물어보고 그 대답을 듣고 나서, 너무 더우니 온도를 좀 낮추라 등의 지시를 내리는 것도 가능하다고 함


◈ 이처럼 산업 특화 서비스에 초점을 맞춘 IBM의 최근 행보는 기업 시장의 터줏대감답게 산업용 인공지능 시장의 주도권을 선점하기 위한 것으로 볼 수 있음


최근 기술의 소비재화(consumerization)가 급격히 진전됨에 따라, 소비자 시장에서 검증된 기술과 서비스를 기업 환경에 적용하거나, 아예 기업 환경에서 그대로 사용하게 하는 흐름이 나타나고 있음


스마트폰 및 관련 서비스 시장이 점차 포화 상태에 이르면서, 애플과 구글 등은 법인 시장으로 확장을 도모하기 위해 기존 법인 시장 플레이어들과 제휴도 늘려가고 있음


이런 흐름에 대응하기 위해 IBM은 인지 컴퓨팅 왓슨 기술의 산업 현장 적용을 위해 과감한 투자를 해오고 있는데, IBM의 발 빠른 행보는 경쟁기업들 역시 대응 속도를 높일 수밖에 없도록 추동하는 효과를 가져올 것임


인공지능 기반 서비스들이 하나 둘씩 선보이기 시작한 가운데, 기업 부분 인공지능 시장의 주도권을 차지하려는 IBM, 법인시장의 강자인 MS는 물론 법인 시장 진출을 모색하고 있는 애플, 구글의 경쟁 역시 치열한 경쟁을 시작할 것으로 보임


◈ 한편 IBM은 왓슨 IoT 글로벌 사업본부에 2억 달러 투자를 발표하는 자리에서, 블록체인, 보안 솔루션, 자연어 인터페이스 등 새로운 기능과 서비스에 대한 발표도 병행


IBM은 왓슨 IoT 플랫폼을 통해 IoT의 데이터를 블록체인과 연결하는 새로운 기능을 제공하는데, 이로써 기업들은 사람과 제품이 복잡하게 얽힌 네트워크 상에서 비즈니스를 수행하는 데 따르는 비용과 복잡성을 줄이며, 안전하고 사전인 블록체인 안에서 IoT 데이터를 공유할 수 있게 되었다고 설명


이 기능은 IBM 블록체인에 완전히 통합되어 있는데, 핀란드 기업 키노(Kinno)는 왓슨 IoT 플랫폼을 이용하여 기기들을 블록체인에 연결하고 있음


키노는 이 기술을 이용하여 컨테이너의 상태와 위치에 대해 추적, 모니터, 보고할 수 있는 솔루션과, 선박 항로를 따라 수하물의 포장과 운송을 최적화 할 수 있는 솔루션을 개발하고 있음


IBM은 또한 왓슨 IoT 플랫폼을 통해 강화된 새로운 IoT 보안 솔루션 및 서비스를 사용하여 기업이 잠재적인 위험을 미연에 파악하고 기기에 대한 보안 침해를 방지 할 수 있는 기능을 제공하려고 함


새로운 보안 기능은 네트워크 전체에 걸쳐 잠재적인 취약점을 시각화하거나 즉시 경고를 통지할 수 있으며, 각 기업 고객의 개별 환경에 맞게 운용을 자동화할 수 있음


또한 변칙적 상황을 식별하는 위협 정보분석, 그리고 데이터 활용도를 극대화하면서 데이터 프라이버시를 보호할 수 있는 데이터 익명화 기능도 포함하고 있음


왓슨 IoT 플랫폼을 이용해 집, 자동차, 상점, 호텔, 사무실에서 사용할 수 있는 새로운 음성 인터페이스를 개발할 수 있는 방법도 지원하고 있음


미국의 로컬 모터스(Local Motors)는 자연어로 승객과 상호작용하는 자율운전 차량 올리('Olli)를 개발 중인데 여기에 왓슨 기반의 자연어 인터페이스를 도입하고 있음


인지 IoT 조리법(CookBook)은 개발자를 위한 새로운 가이드 북으로 왓슨의 자연어 API를 이용해 인지 IoT의 도전과제를 해결하기 위한 코드와 모범 사례를 포함하고 있음


새로운 기능과 서비스들은 특히 보안에 초점을 두고 있는데, 이는 보안에 민감한 법인시장을 겨냥한 것으로 볼 수 있으며, 왓슨 IoT를 기업용 인공지능 시장에 빠르게 확산시키기 위한 노력의 일환이라 할 수 있음

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