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4차산업혁명

박정수의 일자리와 4차 산업혁명 이야기

by 가시나무 posted Sep 10, 2019
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4차 산업혁명시대 스마트 팩토리(Smart Factory)는 스마트화

 

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스마트(smart)라는 용어가 지능화 사회를 요구하고, 4차 산업혁명을 묘사하는 핵심 화두로 이야기되고 있다. 스마트 팜, 스마트 팩토리와 스마트 시티 등의 개념이 제조산업(제조업, 농업,수산업)에 혁신을 가져올 변화의 물결로 주목 받고 있기 때문이다. 과거에 스마트는 감지(sensing) 기능처럼 각 종 기구나 도구에 붙어 똑똑한 기능을 묘사하는 제한적 의미로 사용했지만 4차 산업혁명 시대에는 정보통신의 기술혁명과 관련한 모든 용어와 기능을 설명하고 묘사하는 수식어로 개념화되고 있으며, 더 나아가 제조업의 핵심역량을 경쟁우위로 가져올 패러다임(paradigm)의 핵심 축으로 주목 받고 있다.

스마트 팩토리는 고객과 시장의 반응관리부터 출발해 제품의 기획, 설계, 생산, 유통, 판매 등 전 과정을 자동화, 지능화하는 미래형 공장이다.

각 단계에서 생산, 물류, 판매에 이르기 까지 제조업 내부의 모든 업무과정(internal process)을 정보통신 기술을 활용해 정립시키고 디지털 자동화 솔루션을 결합해 궁극적으로는 제조업(공장)의 생산성과 품질 수준을 끌어 올리는 것이다. 궁극적으로는 최소 비용과 최소 시간으로 다품종 소량 생산과 대량생산을 고객 대응력 관점에서 극대화하기 위해서 인공지능(AI)를 활용해 지속 가능한 지능형 공장을 만들어 가야 한다. 제 4차 산업혁명의 기반을 만들어 가기 위해서는 CPS(cyber physical system)와 IoT가 핵심이다. CPS는 사이버 상에서 물리적인 정보(데이터) 처리 결과로 현장의 기존 시스템과 프로세스를 제어하는 믿을 수 있는 시스템(dependable systems), 즉 개념상으로 컴퓨터와 현장이 매끄럽게 상호작용해 시스템 상에서 최적의 성능을 유지하는 네트워크 시스템이다.

더 나아가 CPS는 다양한 임베디드 기기가 현장의 물류시스템의 상태를 관찰해 취득한 정보를 바탕으로 연산 후 연산결과가 다시 현장의 물리적인 시스템에 영향을 미치는 시스템이고, IoT는 사물과 사물이 인터넷으로 상호작용(대화)을 나누는 통신 기능을 사용하게 한다. 다시 말해 인터넷에 모든 사물이 네트워크로 연결돼 새로운 서비스를 제공하게 된다. 아래 그림은 임베디드 시스템(embedded systems)의 IoT로의 확대를 보여주고 있다.

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따라서 스마트화의 기본은 인공지능(AI)이다. 통신기술의 발달로 인터넷이 보급된 후 20년만에 누구나 쉽게 스마트 폰과 PC로 공부하듯, 업무를 수행하듯, 이제 곧 전공에 상관없이 AI를 이해하고 AI와 소통하는 능력이 중요해 질 것이다. 더 나아가 AI는 이공계는 물론 인문 사회계열 학생이 사용 할 "미래 언어"라고 강조했다(성균관대 신동렬 총장).

생산 현장에서 주로 사용되고 있는 각종 설비들을 비롯해 통신기기, 자동차 등에는 이들을 운용 및 제어할 수 있는 특화된 컴퓨터가 정착돼 있다. 제조업 생산 현장에서 제어가 필요한 설비의 두뇌 역할을 하도록 내장된 시스템을 임베디드 시스템(embedded systems)이라고 한다. 임베디드 시스템이 내장된 생산 현장의 설비들은 사용자 요구에 따라 동작하기 때문에 단방향이고 폐쇄적인 물리 시스템이라고 볼 수 있다. 기존의 물리 시스템은 환경, 시간 및 인간과의 상호작용에 따라 시스템의 상태가 변화하게 되는데 임베디드 시스템의 경우 이런 요인들에 따른 결과에 대해 종합적인 고려없이 주어진 기능만을 수행한다.

그러나 5G, 산업용IoT 센싱(industrial IoT sensing), 엑츄에이팅(actuating) 기술과 더불어 분산 네트워킹(distributed networking) 기술이 발전하고 이에 따라서 클라우드 컴퓨팅(cloud computing, edge computing)이 가능해졌으며, 통신과 제어 기술의 발전에 따라 임베디드 시스템은 인간과의 양방향 작용(상호 작용)이 강조되는 형태로 진화하기 시작하였다. 그 결과 임베디드 시스템의 개념을 확장한 사이버 시스템과 현실 세계의 물리적인 개체들(physical entities)을 통신 기술로 아우르는 새로운 패러다임이 도래했다.

따라서 4차 산업혁명 시대에는 사람, 교통 시스템, 빌딩, 집, 전자제품, 전력망 및 통신망 같은 사회 기반 시설, 로봇 등이 물리적인 실제 공간에서 존재하고 있다. 이러한 물리공간의 개체(entities)들을 포괄하는 시스템을 물리 시스템이라고 한다.

그러나 이에 반해 이들을 제어하기 위해 데이터를 수집하고 연산이 이루어지는 소프트웨어가 존재하는 가상의 컴퓨팅 공간을 총괄해 사이버 세계라고 한다. 그러므로 CPS는 사이버 세계와 스마트 오브젝트(smart object), 인간, 사물, 그리고 운영 시스템을 포함하는 물리 세계의 다양한 상호작용을 위한 실시간 자율제어 시스템이다.

더 나아가 이동성(mobility)을 아우르는 실시간 자율제어 시스템을 활용하는 스마트 팩토리 구축이 절실하다.그러기 위해서는 스마트화의 기본이 인공지능(AI)이여야 한다.

왜냐하면 스마트 팩토리를 중심으로 물류와 판매, 그리고 고객의 경험 디자인(UX-design)까지 데이터를 수집하고 분석해 제조업 경영활동에 활용되어야 하기 때문이다. 빅데이터 시대 그 엄청난 데이터 관리를 인간이 할 수 있다. 그렇게 하기 위해서는 천문학적인 시간이 필요하다. 다시 말해 불가능하다. 그래서 그러한 미래의 제조업 문제를 해결하기 위해서는 소프웨어, 인공지능, 데이터 분석능력을 갖추어 나아가야 한다. 그러한 미래의 핵심 해결책은 인공지능(AI)를 활용해서 미래의 문제를 해결해 나가야 한다는 것이다. 그래서 인공지능이 `미래 언어`이자 `스마트化`다.

 

출처: 매일경제

 

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