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PLM은 스마트 제품, 스마트 공장을 가능하게 한다!

지멘스 PLM 소프트웨어 아시아태평양지역 마케팅 캠페인 이사 Dieter Klinke, 『PLM 베스트 프랙티스 컨퍼런스 2015』서 스마트 팩토리 주제로 발표

지멘스 PLM 소프트웨어 아시아태평양지역 마케팅 캠페인 이사인  Dieter Klinke 씨는 스마트 이노베이션 플랫폼(Smart Innovation Platform)이라는 디지털 전략을 활용하면 생산성을 높이고, 제품 출시시간을 단축해 혁신을 이룰 수 있다고 역설했다.

IoT나 Industry 4.0은 더 이상 미래의 트렌드가 아니다. 경쟁력 향상을 위해 전 세계의 모든 제조 기업은 이러한 새로운 트렌드를 활용하지 않으면 살아남을 수 없는 시대를 목전(目前)에 맞이하고 있는 것.

따라서 현재, 각 글로벌 제조 자동화 기업들은 Industry 4.0이나 IoT와 관련된 베스트 프랙티스를 구축하는데 역량을 집중하고 있으며, 지멘스는 독일정부의 제조업 이니셔티브인 Industry 4.0을 주도해나가고 있는 대표적인 거물 자동화 기업이다.

잘 알려져 있듯이, 지멘스는 인더스트리 4.0이라는 트렌드에 맞춰 사이버(Cyber) 세계와 피지컬(Physical) 세계를 긴밀하게 연결할 수 있게 해주는 디지털 엔터프라이즈(Digital Enterprise)라는 목표를 제시하고 있으며, 지멘스 PLM은 자사의 솔루션과 제품이 하나의 공통된 플랫폼에서 연동되고 적용될 수 있는 스마트 혁신 플랫폼(Smart Innovation Platform)을 지원하고 있다.

지난 6월 26일, 코엑스에서 『PLM 베스트 프랙티스 컨퍼런스 2015』가 개최됐는데, Dieter Klinke(디터 클링케) 지멘스 PLM 소프트웨어 아시아태평양지역 마케팅 캠페인 이사 가 컨퍼런스에 참석해, 스마트 팩토리를 주제로 발표를 진행했다.

           <취재 최교식 기자 cks@engnews.co.kr>

복잡한 환경에서 기업이 디지털화를 현실적으로 가능하게 하도록 관련 기업의 인수합병 등, 소프트웨어에 대폭적인 투자를 하고 있는 것이 지멘스의 최근 행보의 특징으로, 이번 발표에서도 지멘스의 솔루션을 이용해 디바이스 간에 서로  연계가 되고 커뮤니케이션이 이루어지고 있는 지멘스의 독일 엠버그(Amberg) 공장의 실제 제조라인이 동영상으로 소개가 됐다. 이 엠버그 공장은 지멘스가 자사의 Industry 4.0 베스트 프랙티스로서 마케팅을 하고 있는 대표적인 생산라인에 해당한다.

제품수명주기관리(PLM)를 이용해서 스마트한 아이디어를 만들 수 있고, 고객으로부터의 피드백을 수집해 실제 개발에 반영하여, 제품을 적시에 좋은 품질로 적절한 가격에 출시하고 관리하기 위해서는 디지털화 전략이 필요하며, 디지털화(Digitalization)는 스마트 혁신(Smart Innovation)을 실현하는 전략이라는 것이 지멘스 PLM의 핵심 메시지.

글로벌 제조시장을 관통하고 있는 메가트렌드는 무엇인가?

Klinke 이사는 사물인터넷(Internet of Things), 소셜 미디어, 클라우드 기술, 3D 프린팅 기술, 어드밴스트 로보틱스 등을 꼽았다. 그는 이러한 메가트렌드들은 제조 업계의 새로운 도전과제로서, 제조업체의 제조방식과 제품에 영향을 주고 있다고 말하고, 이러한 도전과제를 해결하기 위해 독일을 비롯한 각 국가별로 제조업 이니셔티브를 도입하고 있으며, 독일은 Industry 4.0을 통해 다양한 투자를 하고 있고, 지멘스는 이를 위해 다양한 기술과 솔루션을 개발해 나가고 있다고 서두를 열었다.

독일과 미국, 중국, 일본 등에서 추진하고 있는 각 국가의 이니셔티브를 어떻게 이용해서 새로운 스마트 제품을 만들어낼 것인가 하는 것이 현재 전 세계 제조 기업들이 당면한 도전과제로서, 자동차 업계의 예를 들어, 과거 신차개발에 걸리던 시간이 8년이었는데 지금은 3년으로 줄어들었고, 생산에 11년이 걸리던 시간이 3~6년으로 줄어들 만큼 개발 및 생산 프로세스가 크게 변화하고 있다고 말하고, 과거의 방식으로는 더 이상 경쟁력을 보장받을 수 없는 것이 현재 제조업계가 직면하고 있는 상황이라고 피력했다.

Klinke 이사는 스마트폰으로 인해 현재 비즈니스 생태계가 엄청난 변화를 겪고 있고, 모든 산업 분야에서 이러한 변화가 일어나고 있다고 역설하고, 이러한 역동적인 시장 상황에서 신기술을 이용하면 제조 기업은 개발 및 제조 프로세스를 혁신해 경쟁력을 강화할 수 있는 기회로 만들 수 있다고 말했다.

개발 및 제조의 프로세스를 바꾼 아디다스의 경우, 과거 한 번에 몇 만개의 제품을 생산했지만, 지금은 로컬시장에 따라 생산물량을 조정하고 있으며, 개발 및 제조 프로세스를 바꿈으로써 개발시간을 단축하고, 시장출시시간을 줄이고, 개별화된 양산시스템의 유연성을 증대시키고 있다고 설명했다.

또 글로벌 메가트렌드 가운데 하나로, 에너지 효율성 역시 중요성이 증대되고 있으며, 미래에는 자동화가 늘어날 것이라고 말하고, 자동화 도입이 확대되면서 사람은 로봇을 프로그램하고 모니터링하는데 활용되고 있다고 말했다.

스마트 이노베이션 플랫폼 활용한 디지털 전략 통해, 제조 기업은 생산성을 높이고, 제품 출시시간 단축해 혁신 이룰 수 있어

Klinke 이사는 현재 ‘무엇을 혁신할 것인가’로부터 ‘어떻게 혁신할 것인가’로 혁신의 초점이 바뀌고 있으며, 혁신은 Ideation(구상)-Realization(실현)-Utilization(활용)이라는 3 단계를 통해 이루어진다고 말했다.

제품수명주기관리(PLM)를 이용해서 스마트한 아이디어를 만들 수 있으며, 고객으로부터의 피드백을 수집해 실제 개발에 반영하여, 제품을 적시에 좋은 품질로 적절한 가격에 출시하고 관리하기 위해서는 디지털화 전략이 필요하다고 말하고, 디지털화(Digitalization)는 스마트 혁신(Smart Innovation)을 실현하는 전략으로서, 구상과 실현, 활용의 모든 국면을 통합하는 디지털 과정이며, 디지털화를 통해 제품은 지능과 수명주기를 갖고 의사결정을 위한 행동을 할 수 있도록 서로 연결되며, 이러한 디지털화된 혁신 환경은 미래의 제조 기업에게 지속적인 경쟁력을 제공한다고 피력했다.

또, 완전하게 디지털화된 비즈니스 모델은 모든 제품의 수명주기에 걸쳐 연결되고 통합됨으로써 완성이 되며, 디지털화 전략은 기업의 지속적인 경쟁력의 핵심이 된다고 설명했다.

그는 스마트 기기 간을 연결하고 통합하기 위해서는 디지털 환경과 디지털 전략이 필요하다고 말하고, 디지털 환경이 구축되기 위해서는  4가지 요소가 필요하다고 설명했다.

첫 번째 요소는 사용자의 참여(Engaged Users). 제품 디자이너와 제품계획자, 영업, 서비스까지 다양한 사용자가 참여해서 이들의 정보를 적시에 받아서 활용할 수 있는 디지털 모델이 필요하다는 것.

두 번째 요소는 인텔리전트 디지털 모델(Intelligent Model). 제품모델이 인텔리전스를 가지고 있어서 해당제품에 대한 목표를 정하고 스스로 생산할 수 있게 하는 것을 의미한다. 즉 인텔리전트 디지털 모델은 실제 제품과 제조환경을 정확하게 반영할 수 있는 모델을 말한다.
세 번째 요소는 가상세계와 현실세계의 끊김 없는 연결(Realized Products). 새로운 모델이 실제로 물리적 환경에서 제품으로 실현될 수 있도록 개발과 생산을 심리스하게 연결할 수 있어야 한다는 것.

네 번째 요소는 새로운 어플리케이션과 기술, 모델이 미래에도 사용될 수 있도록 장기적으로 고객의 투자를 보호할 수 있는 지속가능한 시스템(Sustainable System)이다. 쉽게 배치(Deployment)할 수 있고 미래에 변경사항이 생겼을 때 쉽게 반영될 수 있는 시스템이 필요하다는 것.

여기서 주목해야 할 부분은 세 번째 요소에 해당하는 ‘디지털 트윈(Digital Twin)’이다. 지멘스가 말하는 ‘디지털 트윈(Digital Twin)’이란 가상제품을 실제제품으로 연결하는 것으로, 제품설계 디자이너가 제품을 설계하거나 변경할 때 사용하는 데이터를 생산 엔지니어도 동일하게 동시에 접근할 수 있도록 함으로써, 제품설계에 디지털 변경이 일어나면 생산 프로세스도 쌍둥이처럼 그대로 변경이 되는 개념이다. 디지털 트윈을 통해 제품설계뿐만 아니라 생산프로세스에서도 시뮬레이션이 가능해지고, 시뮬레이션 결과에 따라 아이디어를 제품수명주기를 거쳐 현실화할 수 있게 되는 것.

실제 시제품을 만들어서 실제 환경에서 문제점을 발견하는 것은 많은 엔지니어링 비용과 시간이 소요되지만, 디지털 트윈은 생산 전에 모델을 만들고 실제로 제품이 만들어졌을 때 어떤 문제점이 있을 것인가를 미리 시뮬레이션 해봄으로써, 엔지니어링 비용을 절약하고 문제점을 파악하는데 도움이 된다는 것이 Klinke 이사의 설명.

기계들이 자가복제(Self-replicate)를 하는 스마트 팩토리 ‘엠버그 공장’

Klinke 이사는 또 디지털 엔터프라이즈를 구축하기 위해서는 세 가지 솔루션이 필요하다고 설명했다. 제품수명주기관리(PLM: Porduct Lifecycle Management)와 제조운영관리(MOM: Manufacturing Operations Management), 통합생산자동화(IPA: Integrated Production Automation)가 그것으로, Klinke 이사는 제조기업의 혁신 프로세스를 지원할 수 있는 요구를 충족시킬 수 있는 이러한 포트폴리오를 모두 갖추고 사업을 전개하고 있는 기업은 지멘스가 유일하다고 강조했다.

컨트롤러와 같은 모든 하드웨어가 제대로 돌아가기 위해서는 백본이 필요한데, 자사의 PLM 솔루션인 팀센터(Teamcenter)가 이 백본의 역할을 한다고 말하고, 지멘스는 솔루션이나 PLM 제품만 제공하는 것이 아니라 제조 역량을 지니고 있으며, 지멘스 제품으로 이런 솔루션을 이용해서 스마트 혁신 플랫폼을 구축해 제조를 하고 있는 스마트 팩토리로서 독일 엠버그(Amberg)의 지멘스 공장을 소개했다.

그는 2년 전에 엠버그 공장을 카피해서 중국에 똑 같은 공장이 세워졌다고 말하고, 지멘스의 이들 공장은 자가복제(Self-replicate)를 하는 단계까지 와있으며, 자동화 레벨은 75%로, 전체 프로세스는 기계 즉 컨트롤러와 센서에 의해 제어가 되고, 문제가 생기면 사람이 가서 고치는 단계까지 실현하고 있다고 소개했다. 1백 개 중에 12개의 에러율(12dpm)을 실현하는 99.9988%의 Quality Rate를 구현하고 있으며, 1초마다 새로운 제품이 만들어지고 있다고 설명했다.

뛰어난 품질과 24시간 이내의 납품을 실현하고 있는 이 앰버그 스마트 팩토리에는 설계와 생산을 연결하기 위해 PLM 솔루션인 팀센터와 MES 솔루션인 Simatic IT가 사용이 되고 있다고 말했다. 그는 엠버그 공장이 시사하는 중요한 점은 개발과 생산이 긴밀하게 체계적으로 연결된다는 것으로, 지멘스 PLM은 설계와 생산, 제품수명주기의 통합을 가능하게 한다고 강조했다.

Klinke 디렉터는 이 엠버그 공장은 설계가 변경되면 가상 시뮬레이션을 하고 설계와 분석을 해서 생산 환경으로 피드백되고, 스마트 컨트롤러 즉 PLC를 통해 자동화가 이루어지고 있으며, 앞으로 이러한 추세는 더욱 가속화될 것이라고 말했다.

그는 비용도 줄이면서 제품출시시간을 크게 단축시키고 품질을 최고수준까지 최적화할 수 있는 이 엠버그 공장은, PLM을 통해 지속가능한 생산을 보여주는 스마트 팩토리의 성공적인 사례라면서, 중요한 것은 자사의 소프트웨어인 팀센터와 NX, 테크노매틱스가 엠버그 공장의 백에서 돌아가고 있다는 점이라고 역설했다.

모든 가상현실과 생산 환경이 완벽하게 연결되는 것이 지멘스가 지향하는 Indusrty 4.0의 방향

Klinke 이사는 고객으로부터 새로운 오더가 들어오면 SIMATIC IT를 통해 생산주문을 생산 프로세스에 전달하고, 기계가 이것을 인식해서 최적화된 생산 프로세스를 돌려줄 수 있는 것, 이것이 바로 지멘스의 Indusrty 4.0이 지향하는 방향이라고 역설했다.

Klinke 이사는 디지털화된 환경은 유연성을 높여주고 제품출시시간을 단축시키며, 재원과 에너지를 효율적으로 사용할 수 있게 하기 때문에, 제조 기업은 디지털 비즈니스 환경을 만들어야 한다고 말하고, 모든 제조 기업이 디지털 비즈니스 환경을 생각하고 있는데, 지멘스는 스마트 혁신 포트폴리오를 통해 전체 가치망에서 사용할 수 있는 최상급의 제품을 제공하고 있다고 말했다.

그는 지멘스는 고객들이 디지털 엔터프라이즈를 통해 강력하게 혁신을 추진해 나가는데 도움을 주는데 초점을 맞추고 사업을 전개해 나가고 있다는 말로 발표를 마무리했다.