▲ 스마트 팩토리가 휴머노이드 로봇과 산업용 메타버스 등까지 연결, 진보를 거듭하고 있어 제조업의 당면한 어려움을 해결하고 있다. 이에따라 인쇄산업계도 지속적인 관심을 가지고 적극 도입을 검토해야 할 것으로 관측되고 있다(사진은 로봇 전시회 모습).

로봇 도입부터 메타버스까지…제조업 자동화 시스템 가속도

코로나19 팬데믹으로 인해 공급망 문제가 제기되면서 세계 각국은 주요 품목에 대한 안전한 공급망 확보에 나서고 있다. 대표적으로 미국은 그동안 인건비가 싼 중국과 동남아시아 등을 주요 생산기지로 활용했지만 팬데믹으로 공급이 원활하지 않자 공급망 재편을 통해 생산거점을 자국, 또는 용이한 곳으로 바꾸는 정책을 추진하고 있다.

자국 기업들의 직접 생산을 지원하거나 글로벌 기업들의 투자를 유치하는 등의 정책을 통해 주요 품목들의 공급을 원활하게 하자는 목적이다. 이 같은 정책을 가능하게 하는 요인 중 하나는 스마트 팩토리, 자동화 생산시스템이다. 스마트 팩토리가 미국 내 제조업이 직면한 문제들을 일정 부분 해결해줄 수 있을 것으로 기대하고 있기 때문이다. 즉 노동력 부족과 임금인상의 문제, 생산 효율성 제고 등이 가능한 생산 시스템이라는 인식이다. 또 안전하면서도 지속 가능한 제조 여건 조성, 제품의 품질 향상, 비용 절감 등도 기대하고 있다. 인쇄산업이 당면한 문제들과 대동소이하고 해결책이 될 수가 있다. 고도화된 스마트 팩토리 도입을 본보가 지속적으로 주장하는 이유이기도 하다.

이를 뒷받침 하듯이 세계 4대 회계법인 중 한곳인 딜로이트가 최근 미국 제조업계 임원을 대상으로 실시한 설문조사에 따르면 설문 응답자의 86%가 스마트 팩토리 솔루션이 향후 5년간 제조업 경쟁력의 주요 동인이 될 것이라고 답했다. 또 향후 5년간 스마트 팩토리 솔루션이 제품 생산 방식을 전환할 것으로 내다보는 응답자는 83%에 달했다고 코트라가 전했다.

진보 거듭하는 스마트 팩토리

스마트 팩토리는 제품의 설계, 개발, 생산, 유통, 판매 및 물류 등 제조 공정의 모든 단계에 디지털 솔루션을 적용하는 것을 의미한다. 고도화 될수록 그 기능이 더욱 높아진다. 진보를 거듭해 갈수록 머신러닝, 인공 지능, 로봇 등을 활용해 제조 공정의 모든 단계에서 발생하는 데이터를 분석하고 스스로 조정해 나가는 지능형 생산 공장으로 변모하고 있다.

또한 실제 공정에 앞서 디지털트윈을 통해 가상공간에서의 시뮬레이션 시행으로 발생 가능한 문제점을 미리 파악하고 해결한 후 현실 제조 현장으로 투입되는 과정을 거친다. 이전의 공장 자동화는 단순히 생산라인에 사람 대신 기계를 도입하는 수준이었지만, 인더스트리 4.0은 기계들과 시스템이 서로 상호 연결돼 작업을 수행한다. 나아가 최근 유럽에서부터 논의가 시작된 인더스트리 5.0은 사람이 가장 중심에 놓이며 기계들이 사람과 작용하며 어떻게 사람을 위해 공존하고 협력할 수 있는가에 중점을 두고 있다고 코트라가 설명했다.

사람이 중심이 되는 스마트 팩토리를 잘 표현할 수 있는 기술이 바로 휴머노이드 로봇이다. 기존의 생산현장에 배치된 산업용 로봇은 안전상의 이유로 사람과 격리된 상태에서 작업을 진행하지만 스마트 팩토리에서는 사람과 로봇이 함께 작업이 이뤄지며 사람을 위해 함께 일하는 휴머노이드 로봇들이 주목받고 있다.

산업용 로봇 넘어 휴머노이드 로봇 도입

스마트 팩토리에 도입되는 로봇은 산업용 로봇과 협동로봇의 단계를 거쳐 휴머노이드 로봇까지 왔다. 산업용 로봇은 사람과 격리되어 작업을 수행하지만 협동로봇은 사람과 협력해서 일하는 로봇이다. 협동로봇은 휴머노이드 로봇처럼 사람의 형태를 취하고 있지 않는 경우가 많으며, 사람의 업무를 대체하도록 설계되지 않았으나 자동화의 강점과 숙련된 직원의 장점을 결합해 생산 효율성과 품질 향상을 높일 수 있다. 협동로봇을 활용해서 위험하거나 단순한 작업, 빠른 속도와 정확성이나 정밀도가 요구되는 작업을 자동화하고 사람은 복잡하고 창의적인 작업을 함께 처리할 수 있는 것이다.

이처럼 스마트 팩토리의 모든 기술이 협동로봇에 적용돼 안전하게 사람과 함께 작업할 수 있고 생산 공정에도 유연성을 발휘할 수 있다.

휴머노이드 로봇은 정교한 움직임으로 기존 산업용 로봇이 대체하기 어려운 작업에도 활용이 가능하기 때문에 필요성이 높다. 휴머노이드 로봇은 사람처럼 다양한 작업을 할 수 있고 충전 시간 이외에는 지속 작업시간이 길어 생산성을 높일 수 있으며, 장기적으로는 숙련된 기술자를 고용하는 비용보다 저렴하다는 장점을 가지고 있다.

미국과 독일 등은 제조 분야에서 로봇의 활용률이 높은데, 최근 자동화 공정이 확대되면서 그 수요는 더욱 더 증가하고 있다고 코트라가 설명했다.

지능형 로봇에 메타버스까지 접목

지능형 로봇은 외부 환경을 스스로 인식하고 상황을 판단해 자율적으로 동작하는 로봇이다. 지능형 로봇은 수동적, 반복적 작업을 수행하는 전통적 로봇과 달리 인공지능, 휴먼인터페이스, 사물인터넷(IoT)과 같은 IT 기술을 바탕으로 외부 환경을 인식하고 스스로 상황을 판단해 자율적으로 동작하는 로봇이다. 최근 대화형 AI, 생성형 AI, 예측 AI 등 다양한 AI 기술이 개발되면서 지능형 로봇은 더욱 더 진화된 단계로 나아가고 있다.

이처럼 로봇까지 무장한 스마트 팩토리에 산업용 메타버스 플랫폼을 도입하려는 노력이 계속되고 있다. 산업용 메타버스에서 디지털 트윈(현실세계의 기계나 장비, 사물 등을 컴퓨터 속 가상세계에 구현한 것)은 디지털 트윈 기술 자체 혹은 증강현실(AR), 가상현실(VR), IoT, 디지털휴먼 등 여러 기술과 접목해 제조 과정에서 다양한 작업을 수행할 수 있다.

인쇄산업도 이런 조류를 통찰하고 벤치마킹하여 자사에 맞고 최적화되는 자동화 시스템을 구축해 나가야 할 것으로 관측된다.