전문가들 여러 특장점 거론, ‘메타버스 설계, 블록체인 보안, 인간과 협업’
‘맞춤형 웨어러블 슈트, 사전 지능형 위해 방지, 위험 환경작업 로봇 등’
[애플경제 김향자 기자] 스마트팩토리가 활발하게 구현되면, 어떤 신개념의 공장시스템이나 작동 기술이 가능하게 될까. 다시 말해 스마트 팩토리를 도입하면, 어떤 점이 좋아지고, 달라지는가에 대한 많은 전문가들이 다양한 견해를 내놓고 있다. 그 중에서도 한국과학기술평가원과 한국전자통신연구원 등은 비교적 체계적이고, 분명한 개념을 정리한 스마트팩토리의 유망기술과 서비스를 제시한 바 있다. 자율지능 기반의 물류와 주문, 제조가 가능하고, 메타버스 기술에 의한 설계, 블록체인 기반의 보안, 사전 지능형 위해 탐지 기술 등이 그런 경우다.
애초 스마트 팩토리는 여러 가지 개념으로 설명될 수 있다. 그중 대표적인 개념을 보면, 상품이나 제품, 서비스의 기획과 설계에서부터 생산, 유통, 판매에 이르는 제조 과정에서 사물인터넷, 인공지능, 가상기술(VR, AR), 빅데이터, 5G 등을 적용, 생산성과 품질을 높이고, 필요한 경우 고객 맞춤형 생산을 시도하는 지능형 자동화 공장을 일컫는다.
구체적으로 그 효과와 기능을 보면, 우선 ▲자율지능 기반 실시간 개인 맞춤형 주문 생산 시스템을 들 수 있다. 개인의 취향과 건강, 특성, 트렌드, 사회적 지위 등의 데이터를 기반으로 인공지능 알고리즘이 이를 분석, 예측한다. 이를 토대로 스스로 알아서 고객이 선호하는 모양과 용도, 크기 등을 반영, 제품과 서비스를 디자인하고 주문, 생산하는 시스템이다.
다음으로 ▲ 인간과 협업하는 지능형 자율공장이다. 즉 자율지능을 지닌 로봇이 생산 과정에서 로봇끼리 또는 로봇과 작업가 간에 자율적으로 소통, 협업하며, 다양한 제품을 제조할 수 있다. 이를 토대로 최적의 공정을 계획, 수행하는 지능화된 공장이다. 스마트팩토리는 또
▲자율지능 제조 모듈 가변형 시스템도 구현할 수 있다. 즉 모듈화된 제조 공정에서 다양한 제품을 생산한다. 생산된 제품의 유형별로 다시 스스로 조립할 수 있는 가변형 제조 모듈 시스템이라고 할 수 있다.
이른바 ▲소비자 콜라보의 메타버스 가상 설계 및 제조 공장으로 전환하기도 한다. 즉, 메타버스 공간에서 소비자가 직접 참여, 신제품을 디자인, 설계, 제조, 시험검증 등을 함으로써 새로운 제품을 개발, 시연하고, 가치를 창출하는 가상 설계, 제조공장이다. 또한 ▲숙련 경험 모사형 제조공정을 고도화하는 기술도 그 장점 중 하나다. 생산 현장에서 고숙련 노동자의 작업 노하우와 다년간 축적된 경험을 학습하고 디지털화하는 것이다. 이를 통해 제조공정의 생산성이나 효율성을 크게 높일 수 있다.
스마트팩토리는 또 작업자들에게 ▲ 고숙련 직무 교육을 하며, 공정을 가이드해주는 역할도 한다. 인공지능과 증강현실 기기를 활용하여, 제조 전 과정에서 시뮬레이션을 함으로써 작업자의 업무를 시연하고, 공정상의 작업자 업무를 세부적으로 안내해준다.
이는 또 작업자의 안전과 물류, 보안, 환경 보호 등을 구현하기도 한다. 우선 ▲ 공장 내 자율주행 물류 시스템이 그 중 하나다. 이는 원재료나 부품 저장 창고와 공정, 물류 등 전체 제조공정에서 원재료와 부품과 제품을 공장 안에서 자율적으로 이동할 수 있도록 하는 시스템이다. ▲작업자 특성에 맞는 ‘맞춤형 웨어러블’ 증강 슈트도 스마트 팩토리의 기술 가운데 하나다. 공장에서 작업을 수행하는 작업자의 신체조건을 반영한 맞춤형 근력을 강화하기 위해 웨어러블 슈트를 착용할 수 있다.
또한 ▲지능형 위해(危害) 예측 및 안전 강화 기술도 발휘된다. 공장 안에서 발생하는 각종 안전사고에 대해 그 유형별로 인공지능 알고리즘 학습이 이뤄진다. 이를 통해 작업자의 위치나 자세 등과 같은 정보와, 가스 누출, 위험물 적재 등 작업 환경 등을 분석, 예측해서 실시간으로 작업자에게 미리 알려주는 기술이다.
이런 안전 기술과 함께 ▲ 위험 환경 대응 원격 공정 로봇이 작동하기도 한다. 안전상의 문제로 작업자가 접근하지 못하거나, 고난도의 작업을 필요로 하는 특수한 생산 현장에 투입되어, 작업자가 실시간 원격으로 작업을 하게 하는 특수환경 맞춤형 로봇이다. 이와 함께 ▲ 블록체인 기반 고도화된 스마트 제조 보안 시스템도 작동한다. 이는 전체 제조 공정에서 외부로부터의 해킹이나, 위변조 방지, 보안 신뢰성을 높이기 위한 블록체인 기술 활용을 위한 제조 및 보안 시스템이다.
스마트팩토리는 또한 ▲ 탄소인터넷 기반 온실가스 저감 시스템도 작동한다. 공장 안의 다양한 기기와 설비로부터 발생하는 탄소 데이터를 수집, 저작, 전송하는 과정에서 인공지능, 빅데이터, 센서, 디지털 트윈 등 첨단기술을 접목하는 것이다. 이를 통해 탄소 배출을 실시간 자율적으로 모니터링하고, 시뮬레이션을 할 수 있게 되는 것이다. 이 밖에도 스마트 팩토리에 의해 이른바 ▲ 글로벌 능동형 공급 체인을 예측하고 대응할 수 있는 시스템을 갖출 수 있다. 다시 말해 이는 글로벌 공급망 가치사슬에 문제가 생길 경우, 대체할 수 있는 공급기업을 실시간, 자율적으로 예측, 선정하고 연결할 수 있게하는 플랫폼이다.