최근 기계를 더욱 쉽고, 편하고, 스마트하게 사용하고자 하는 최종 고객의 니즈에 발맞춰 스마트 기계로 업그레이드하고자 하는 기계 제조기업이 늘어나고 있다. 하지만 정부의 관련 정책이나 지원이 중소 제조기업 및 소공인들의 현실과는 동떨어져 있다는 지적도 있다.

이런 기계 제조기업들의 니즈를 반영해 ‘데이터 얼라이언스’라는 중소 기계 제조사들을 위한 통합 플랫폼 기반 냉동공조 장비의 데이터 표준화에 나선 한국스마트데이터협회 김문겸 회장을 만나 추진 계기와 필요성에 대해 들어봤다.

김문겸 한국스마트데이터협회(KASAD) 회장은 일리노이대학교 대학원 재무관리학과 박사 학위를 취득했으며 제2~3대 중소기업 옴부즈만(차관급), 숭실대학교 중소기업대학원 원장, 글로벌경영학회 학회장, 한국중소기업학회 부회장, 아시아태평양경제협력체 APEC 중소기업분과 소기업위원회 한국대표, 아시아생산성기구 APO 국제자문교수 등을 역임했다.

▶한국스마트데이터협회는 어떤 단체인지

한국스마트데이터협회는 중소 제조기업과 소공인의 스마트공장 도입과 확산을 위해 2019년 8월, 중소벤처기업부의 승인을 받아 설립된 비영리 사단법인이다.

4차 산업혁명시대를 맞이해 제조업 부문은 IoT, AI 등의 기술과 결합한 스마트팩토리(Smart Factory)의 새로운 지평을 열어가고 있다. 그러나 중소기업이나 소공인의 입장에서는 스마트팩토리가 무엇인지, 그 범위는 어디까지인지, 도입 후 생산성 효과는 어느 정도인지 알 수 없는 게 현실이다.

더욱이 스마트팩토리로의 전환을 추진한다 해도 어디에서 정보를 얻고 비용은 얼마나 소요되는지, 그리고 스마트팩토리를 운용하기 위한 인력은 어떻게 조달해야 하는지 모든 것이 알 수 없는 블랙박스다.

우리 협회는 바로 이런 부분을 해결하고자 2018년 하반기부터 산업 및 학계의 전문가들이 세미나와 자문회의를 통해 뜻을 모으고 실제 이 부문에서 활동을 하는 기업들의 요구에 의해 만들어진 단체다.

우리 협회의 목적은 단순하고 명료하다. 중소기업과 소공인의 디지털 전환과 제조 현장의 스마트화를 통해 제조장비 각각의 다양한 운영 데이터의 수집·분석·활용 등 데이터 전주기 관리를 활성화해 제조업체의 경쟁력을 높이는 것이다.

▶중소기업의 스마트팩토리 현황과 협회의 사업 방향성은

스마트팩토리는 자동화된 설비로부터 제조 Raw Data를 실시간으로 수집, 저장하고 1년 이상 축적된 데이터를 이용해 공장에 있는 많은 설비 상태를 분석, 판단해 돌발 고장을 사전에 예측하고, 설비 상태 및 운전자의 조작, 모드 변경 등 작업자의 실수로 발생하는 공정 이상을 신속 판단하고, 품질 불량을 사전에 예측하고, 신속하게 조치하는 공장을 말한다. 모든 설비, 장치에 무선통신으로 연결돼 있어, 데이터를 자유롭게 연계할 수 있으며 이를 통해 보다 유기적이고 통합적인 생산 환경을 조성할 수 있다.

많은 기업 특히 대기업이나 중견기업, 그리고 일부 중소기업들은 스마트팩토리를 적용해 인력 비용 절감은 물론 자동화 생산을 통해 대량 생산 문제 등을 해결하기 위해 노력하고 있다.

협회의 출범 계기도 디지털 전환을 통한 중소기업들의 스마트공장 도입과 확산이었던 만큼 ‘스마트팩토리데이터협회’라는 타이틀로 시작했다. 그래서 주요 회원사들을 보면 IoT·센서, 통신, 클라우드, AI·솔루션 등 제조 현장의 데이터를 유기적으로 연계할 수 있는 IT 공급기업이 대부분이었다.

하지만 현장에서 마주한 중소기업들 대부분은 스마트팩토리 전환에 대한 전반적인 인식이 부족한 게 현실이다. 우리나라 제조업의 90% 가까이가 매출 100억 원 전후, 직원 50명 이하의 중소기업이다.

일반적으로 스마트팩토리사업은 IT 솔루션 기업을 중심으로 사업을 추진하다 보니 제조 현장과 소통이 잘 안돼 제조업의 효율성이 제대로 반영되지 못한 것이 현실이다. 그래서 협회는 2023년부터 IT 솔루션 기업 외에 제조 관련 기계를 생산하는 기업으로 회원사 및 협력관계를 확대해 제대로 된 중소기업 디지털 트랜스포메이션(Digital Transformation)을 활성화하기 위해 ‘데이터 얼라이언스’도 출범시켰다.

그 기반이 되는 것이 각 기계장비의 데이터 표준화다.

▶협회 데이터 얼라이언스의 역할과 혜택은

2021년 협회가 주관이 돼 중소벤처기업진흥공단, SK텔레콤 그리고 △솔루션(MES, ERP 등) △데이터 수집 △설비모니터링 등 스마트공장 공급기업 30여 개사가 참여해 ‘스마트공장 공급기업 얼라이언스’로 출범했다. 공급기업을 중심으로 협력사, 대기업, 유관협회 등과의 상호 교류 및 협력 기반을 확대해 스마트공장 활성화를 위한 상생모델 구축에 나섰지만 얼라이언스 내 다양한 이해관계와 후속 사업의 부재로 인해 뚜렷한 성과를 내지 못했다.

제조혁신 분야에서 공급기업은 통상적으로 소프트웨어(SW)/솔루션(IT) 업체를 의미하는데 사업을 추진하다 보니 스마트공장 첫 단추를 제대로 꿰기 위해서는 중소 제조기업 현장의 현실과 애로사항, 니즈 등이 반영돼야 한다는 결론에 도달했다. 그래서 내부 조율을 거쳐 기계(HW) 공급업체의 디지털 전환 및 기계 데이터 활용 활성화를 위해 2023년에 하드웨어(HW)/장비(OT) 업체를 포함한 ‘데이터 얼라이언스’를 새로 출범시키게 됐다.

데이터 얼라이언스는 공급기업 간 교류 협력과 기술 개발, 스마트 기계 업그레이드, 데이터 표준화 등 중소기업 및 소공인의 디지털 전환을 선도하고 스마트 산업 및 제조 데이터 산업의 경쟁력 확보와 시장 확대를 위한 디딤돌 역할을 수행할 예정이다.

데이터 얼라이언스에 가입하면 기계 1대 스마트화 개발 무상지원, 기계 종류별 데이터 표준 제정, 정부 지원사업 연계, AI를 위한 기계 데이터 활용 지원, 클라우드 연동 SaaS 서비스 제공(APP) 등의 혜택이 주어진다.

▶정부의 스마트팩토리 사업 지원도 꾸준히 추진되고 있는데, 현실은

그동안 정부의 중소기업 스마트팩토리 지원 사업을 통해 단계적으로 PLC·MES·ERP 시스템 등이 도입돼 운영되고 있지만 이들 중 많은 기업들이 실제로는 기초 단계에 머물러 있는 게 현실이다. 드릴링 머신, 절단 및 절곡설비, 냉각장치 등 설비 몇 대 갖추고 가동 데이터를 정리하는 엑셀조차도 잘 운영 못하는 열악한 상황의 중소기업들이 대부분이다. 보통 스마트팩토리는 1단계부터 5단계까지 단계적으로 추진하게 되는데 중소기업 대부분은 1단계 진입도 하기 어려운 형편이다.

중소기업들 실상은 이런데 정부는 AAS(Asset Administration Shell, 자산관리쉘)라는 설비, 장비, 부품 등 공장 내·외부에 있는 모든 제조자산을 디지털로 구현하기 위해 독일에서 개발한 데이터 표준체계 도입을 고려하고 있다. 이 표준은 분명 우수하기는 하지만, 중소기업 입장에서는 어린아이에게 어른 양복을 입히는 과도한 표준이 될 소지가 있다.

제조분야의 기계설비 스마트화가 되기 위해선 현장지식(Domain knowledge)과 IT 지식이 기반이 돼야 한다. 하지만 정부가 스마트 공장 지원을 한다고 하면 일부 중소기업들은 컨설팅업체를 통해 자부담 10~20% 내고 정부 지원으로 신형기계 한 대 들여놓으면 된다는 인식을 가지고 있기도 하다.

그래서 우리 협회는 공장 전체의 스마트화라는 큰 틀의 접근보다는 제조기계의 스마트화라는 중소기업에 적합한 개념을 적용해 생산라인상의 각 장비, 예를 들어 드릴링 머신, 절곡기, 냉각기 등의 데이터 표준화를 통해 중소기업이 활용할 수 있는 디지털 전환을 가속화할 계획이다.

▶기계(장비)의 디지털 전환이란, 또 냉동공조 분야의 데이터 표준화는 어떤 의미인지

앞에서도 언급했듯이 중기부 산하 스마트제조혁신추진단에서 추진하고 있는 독일의 데이터 표준 ‘AAS’는 기업들이 도입하는 데만도 수백만 원에서 수천만 원의 비용이 들어간다. 규모가 큰 기업들은 비용 부담이 크지 않겠지만 중소기업 및 소공인에 적용하는 것은 맞지 않는 옷을 억지로 입는 것과 같다.

중소기업의 디지털 전환은 그 접근법이 달라야 한다. 그 이유는 중소기업과 대기업은 다르기 때문이다. 예를 들면, 사출기는 AAS 적용할 수 있지만 기계 또는 설비에 장착돼 온도를 조절하는 주변 냉각장치나 공장 내 온습도 조절 항온항습기 등은 데이터 표준이 쉽지 않다.

이런 장비 제조업체들도 컨트롤 협력업체로부터 기술지원을 받다 보니 자체 IT기술은 빈약하고 장비의 데이터 형식도 표준화가 안 돼 있다.

그런데 냉동공조 관련 장비는 공장에 안 들어가는 곳이 거의 없고 장비별 자동제어 시스템도 업체별로 다르기는 하지만 기본적으로 복잡하지 않아 어느 분야보다 데이터 표준에 빠르게 접근할 수 있다고 판단돼 그 첫 번째 사례로 냉동공조기기부터 추진하게 됐다. 기기 제조사, 컨트롤러 제조사 등 관련 공급업체라면 누구나 참여 가능하다.

우리 협회 ‘데이터 얼라이언스’를 기반으로, 업종별·기계별 데이터 표준화를 추진할 예정이다.

기계별 데이터 형식을 표준화하는 것은 디지털 전환을 위한 기초 인프라를 구축하는 것이며 향후 데이터 수집·저장과 연동·활용에 쉽고 빠르게 적용할 수 있다.

▶스마트 기계로 전환되면 좋은 점은, 또 데이터 표준화로 인한 효과는

기업 내에서 인간, 기술, 자본 만큼이나 데이터의 중요성이 대두되고 있는 가운데, 기계에서 수집된 데이터에 AI와 빅데이터 분석 기술을 접목한다면 기계의 고장 예측, 수명 예측, 기계 동작 최적화, 작업장 환경 개선 등 고객에게 다양한 부가가치를 제공할 수 있다.

각 장비의 스마트화 및 데이터 표준화가 되면 어떤 제어시스템을 사용하든지 산업 사물인터넷(IIoT)과 AI 기술 등을 기반한 플랫폼에서 기계와 현장의 다양한 데이터를 실시간으로 모니터링 및 분석하고 수집된 데이터를 기반으로 상용 SW 연동 및 자체 솔루션 개발도 가능하다. 또 기계간 상호 연결·통신을 통해 원격 제어, 고장 예측 등 데이터 기반의 기계의 운용과 생산관리가 가능한 스마트 기계로 업그레이드할 수 있다.

장비 제조업체 입장에서 보면 실시간 데이터 수집·저장·모니터링을 통해 솔루션 연동 등 신규 비즈니스 발굴이 가능하고 기기 이상 탐지 및 선제적 정비를 통해 AS 효율 증대 및 원격 정비, 고객 및 제품 관리 시 효율 증대 효과를 거둘 수 있다.

장비 사용고객 입장에서 보면 기존 MES, ERP 등에 쉽게 적용할 수 있어 로스 타임 최소화, 공장 운영 효율 증대, 기계 활용도 제고 등을 기대할 수 있다. 스마트화 구축 비용 절감과 에너지절감 및 운영비도 최소화할 수 있다.

특히 업체 간 데이터 표준화가 이루어지면 협회 인증을 통해 정형화된 데이터를 제공하므로 향후 정부지원사업인 스마트팩토리나 스마트 HACCP 구축시에도 클라우드 연계로 데이터를 쉽게 활용할 수 있게 된다.

▶향후 데이터 표준화 사업의 추진 일정은

우선 데이터 표준화 정착을 위해 적용사례를 많이 만들어야 한다. 이를 위해 협회 지원을 통해 얼라이언스에 가입한 제조업체의 기계 스마트화 개발을 진행할 예정이다. 이런 스마트화 적용 사례를 기반으로, 중기부와 제조혁신·추진단 등 유관기관과 협의해 지원 확대를 위한 정부 사업화를 추진하고, 이를 토대로 단체표준 등 표준화 작업을 본격 시작할 계획이다.

협회는 기계 스마트화와 데이터 표준화 사업의 원활한 진행을 위해 ‘데이터 얼라이언스’ 참여업체와 관련 전문가들로 위원회를 꾸려 올 1월 19일 숭실대 베어드홀에서 냉동공조 및 기계설비 제조기업, 관련 장비 컨트롤업체 대상으로 ‘2024 KASA DATA ALLIANCE SEMINAR’를 개최할 예정이다. 냉동공조 및 기계설비 업계의 관심과 참여 부탁드린다.