[글 한국인더스트리4.0협회 박한구 명예회장] SDM(Software Defined Manufacturing)은 제조 시스템을 하드웨어 중심이 아닌 소프트웨어와 데이터 중심으로 정의, 운영하고, 공급기업 중심에서 수요기업으로 전환하는 새로운 패러다임이다. 이는 설비·공정·자재·인력 등 제조의 모든 구성요소를 소프트웨어적으로 정의해 실시간으로 유연하게 조정할 수 있도록 하며, 이를 통해 생산성 향상, 품질 개선, 비용 절감, ESG 대응까지 달성할 수 있다.

데이터스페이스(Dataspace)는 이러한 SDM을 가능하게 만드는 핵심 기반 구조로, 기업 간 또는 산업 간에 데이터를 안전하고 신뢰성 있게 공유하고 협업할 수 있도록 설계된 디지털 생태계다. 단순히 데이터를 저장하는 것이 아니라, 국제 표준 기반(AAS, OPC-UA 등)의 데이터 모델을 통해 데이터 흐름과 상호운용성을 보장하고, 블록체인 기반 보안과 계약 기반 공유 체계를 통해 데이터 주권과 신뢰를 동시에 확보한다. Gaia-X, Catena-X와 같은 유럽의 사례는 국가 또는 산업 단위로 데이터스페이스를 구축해 경쟁력과 지속가능성을 동시에 확보하고 있으며, 이는 한국형 데이터스페이스 ‘DataArirang-X’를 통해 산업별로 실현돼야 한다.

2025년, 우리는 더이상 개별 기업의 스마트화만으로는 글로벌 시장에서 생존할 수 없다. 세계는 ‘산업과 산업’이 연결되는 시대, 즉 가치사슬 전체가 데이터로 흐르고 연결되는 구조를 중심으로 재편되고 있다. 특히 2027년부터 본격 시행되는 유럽연합의 디지털 제품 여권(DPP) 제도는 자동차 배터리, 가전, 섬유 산업을 시작으로 모든 제품에 대해 탄소배출 추적, 원산지 정보, 수명 주기 데이터의 투명한 공유를 요구하고 있다.

이를 위해 기초 소재를 생산하는 철강 산업(POSCO, 현대제철 등)과 정유·석유 화학 산업(현대오일뱅크, SK이노베이션, S-OIL, GS칼텍스 등)의 역할은 결정적이다. 이들은 배터리, 가전, 섬유 등 수요 산업의 탄소 배출량과 원료 추적 정보를 제공하는 ‘가치사슬의 출발점’으로 SDM과 데이터스페이스 생태계의 중심축이 된다.

또한 생산계획과 실적 정보를 공급망 기업간에 실시간으로 공유함으로써 재고를 최소화하고, 품질 데이터를 연계해 불량률을 줄이는 등 새로운 가치가 창출된다. SDM은 단순한 자동화가 아니라, 산업간 디지털 신뢰와 협업을 기반으로 한 제조 혁신 모델이다.

이제 우리는 단일 기업의 혁신을 넘어서 산업 전체가 유기적으로 연결되는 SDM/Dataspace 생태계를 구축해야 한다. SDM은 단순한 기업 내부의 디지털화가 아닌, 산업 간 데이터 흐름과 협업이 핵심이 되는 체계다. 지난 칼럼에서 SDA를 중심으로 개별 공장 차원의 OT의 변화와 디지털전환을 다뤘다면, 이번 호에서는 대한민국의 주요 산업군이 어떤 방식으로 SDM과 데이터스페이스를 구축해 나가야 하는지를 산업별 시나리오로 제시하고자 한다.

철강 산업(K-SteelSpace), 소재에서 탄소까지 연결하라

철강 산업은 제조업의 뼈대를 구성한다. POSCO와 현대제철을 중심으로 탄소 실측, 열처리 데이터, 물성 데이터 등을 AAS 기반으로 구조화하고, 이를 자동차·가전·건설 등 수요 산업에 연동하는 ‘K-SteelSpace’ 구축이 필요하다. 예를 들어 철강 공정에서 발생한 탄소배출 데이터를 자동차 OEM이 활용해 CBAM, DPP 대응에 활용하고, 소재의 특성 데이터를 디지털트윈으로 시뮬레이션해 경량화 설계를 가능하게 한다.

SDM의 실현은 철강 생산자가 아닌 철강 사용자와 연결될 때 완성된다. 배터리 산업(K-Battery-X), 전 주기 데이터가 경쟁력이다. 배터리 산업은 전기차, 에너지저장장치(ESS) 등 미래 산업의 핵심이다. 셀 제조, 모듈 조립, 완성차 탑재, 수거·재사용까지 전 생애 주기에 걸친 데이터스페이스가 필요하다.

LG, SK, 삼성 등의 배터리 기업은 제조단계의 품질, 수명, 온도 이력 등의 데이터를 AAS 기반으로 표준화하고, 이를 완성 차 기업, 충전 인프라 사업자, 재활용 기업과 공유하는 ‘K-Battery-X’ 모델을 통해 SDM을 구현할 수 있다. 이는 곧 EU의 배터리 패스포트 제도와 완벽히 호환되는 대한민국 SDM 전략이 된다.

섬유 산업(K-TexSpace), 디지털 패스포트와 ESG의 선봉장

EU는 2027년부터 섬유 제품에 대한 디지털 제품 여권(DPP)을 본격 도입할 예정이다. 이는 섬유 원료, 염색, 봉제, 유통, 폐기까지 전 과정의 데이터를 요구한다. 한국 섬유산업은 영세한 기업이 많고, 공정도 복잡하지만 바로 그렇기 때문에 공공 기반의 클라우드형 ‘K-TexSpace’가 필요하다.

한국섬유산업연합회를 중심으로 AAS 기반의 섬유 공정 모델을 정의하고, 중소 섬유기업이 SaaS 방식으로 데이터를 저장·전송·분석할 수 있도록 해야 한다. 이는 대한민국이 섬유 DPP 규제에 가장 빠르게 대응하는 국가가 되는 길이다.

석유화학 산업(K-PetroChain), 정유에서 플라스틱까지

정유 및 석유화학 산업은 다양한 제조산업의 기반이 되는 원료를 공급하는 산업이다. 탄화수소 기반의 정제, 나프타 분해, 고분자 합성 등의 공정을 거쳐 플라스틱, 합성수지, 섬유 원료 등으로 전환되는 이 과정은 탄소배출과 환경영향 측면에서 핵심적인 관리 지점이다.

SK이노베이션, S-OIL, 현대오일뱅크 등은 공정 데이터를 AAS 기반으로 표준화하고, 이를 최종 제품 제조업체와 공유해 전 주기 탄소 추적 및 자원 순환 실현이 가능한 ‘K-PetroChain’ 데이터스페이스를 구축해야 한다. 이는 재활용·재사용·친환경 인증까지 확장 가능한 SDM 기반 지속가능 제조로의 전환을 이끈다.

가전 산업(K-ApplianceNet), 제품 설계에서 폐기까지

가전 산업은 생활과 가장 밀접한 소비재 산업으로 탄소규제와 제품여권의 가장 빠른 적용 대상이다. 제품 단위의 소재, 에너지 소비, 수리·교체 이력, 재사용 가능성 등을 포함한 데이터를 관리해야 하며, 제조사·부품사·서비스센터·재활용업체가 하나의 데이터 흐름 안에 있어야 한다.

LG전자, 삼성전자 등은 AAS 기반으로 가전제품의 구조 데이터를 정의하고 고객에게 투명한 제품 정보를 제공하며, 디지털 패스포트 체계를 통한 SDM 가전 생태계를 실현해야 한다. 이를 통해 고객 신뢰, 탄소 감축, 글로벌 수출 규제 대응이라는 세 가지 목표를 동시에 달성할 수 있다.

산업별 SDM/Dataspace ECO System 구축을 위한 7단계 전략

산업별 SDM 실현은 단일 기업을 넘어 공급망 전체가 데이터로 연결되는 ‘산업 간 자율생산 체계’로 진화해야 하며, 이는 곧 ‘친환경·친인간적 소프트웨어 정의 자율생산 및 서비스 체계’의 실현으로 이어진다. 이를 구체적으로 실현하기 위해 다음과 같은 추진 전략이 필요하다.

① 국제 표준 기반 데이터 모델 정의 및 수집체계 구축

산업별 공정·설비·품질·에너지·탄소데이터 항목을 정의하고 AAS(IEC 63278), OPC-UA, eCl@ss, CDD 등 국제 표준에 따라 디지털화하며 IIoT 센서, PLC를 통해 실시간으로 데이터를 수집한다. 생산공정 데이터, 탄소측정 데이터 등 다양한 센서로부터 측정되는 정보를 AAS 데이터 모델로 구조화해 OPC-UA 통신을 통해 클라우드 기반 SDM 플랫폼으로 전송하고 저장해야 한다. 이렇게 국제 표준에 따라 구조화된 데이터는 4M2E의 디지털트윈, AI 분석, DPP/CBAM 대응 등의 SaaS 기반 솔루션을 연계·활용할 수 있는 핵심 기반이 된다.

반면 IT 기업별로 상이한 기준에 따라 수집·저장된 데이터는 새로운 SaaS를 적용할 때마다 반복적인 커스터마이징과 협업 비용이 발생하고, 데이터 신뢰성을 확보하기 어렵다. 새로운 기술을 도입하는 데 있어 큰 장애요인이 되므로, 데이터 표준화는 SDM 구현의 가장 기초이자 필수조건이다.

② 클라우드 기반 저장·분석 인프라 구축

중소기업도 쉽게 접근 가능한 공공 또는 하이브리드 클라우드 기반 데이터 허브를 구축해, 기업 내/외부 데이터의 수집·저장·조회·공유가 가능한 구조를 마련한다. 자체 전산실(On-Premise) 방식으로 데이터를 저장·분석할 경우, 소비되는 모든 전력이 생산 제품의 탄소 배출량으로 귀속되기 때문에 이는 오히려 ESG 측면에서 불리한 구조가 된다.

따라서 보안성, 최신 디지털 기능, 글로벌 대응 가능성까지 고려하면 최신 Run-Time Library를 탑재하고 AI 및 디지털트윈 분석에 최적화된 SaaS형 Public Cloud Platform을 사용하는 것이 바람직하다.

또한 특정 CSP(Cloud Service Provider)에 종속되지 않도록 멀티클라우드 전략을 수립하고, 공급망 참여기업간의 물리적·논리적 분리를 고려한 Multi Tenant 아키텍처를 구성함으로써, 탄소배출 관리와 자율생산·자율서비스가 가능한 최적의 클라우드 운영 환경을 확보해야 한다.

③ 디지털트윈 및 AI 시뮬레이션 적용

수집된 데이터를 기반으로 공정 시뮬레이션, 품질 예측, 탄소배출 저감 전략을 수립하며, AI 기반 최적화를 통해 공정 효율성과 ESG 성과를 동시에 달성한다. 특히 기존에는 작업자나 운영 기술자(OT)가 모니터링하고 분석하며 판단하던 업무를 디지털트윈과 AI가 대체하고, 이상을 사전에 감지하고 판단해 자율적으로 조치할 수 있도록 한다.

또한 유연한 생산이 가능하도록 설비를 소프트웨어로 제어하며, 제품 사양 변화에 신속하게 대응하는 SDA(Software Defined Automation) 기반 자율생산 체계를 구축한다. 이는 SDM이 단순한 자동화 기술이 아니라, 인간의 사고·판단·실행 과정을 디지털화하고 자율화하는 궁극적인 지능형 제조 체계임을 의미한다.

④ ERP 연계 및 DPP/CBAM 자동화 체계 도입

ERP 시스템과 연동해 원가·공급망 정보를 반영한 제품 단위 탄소배출량을 자동 산출하고, EU GHG 프로토콜에 따라 DPP 및 CBAM 보고서를 자동 생성하도록 한다. 이상적인 방식은 제품별로 정밀한 탄소배출량을 실측해 보고하는 것이지만, 현실적으로는 공장 전체의 Scope 1, 2 탄소배출 총량을 기준으로 ERP 원가 배분 체계에 따라 제품별로 합리적이고 타당성 있는 방식으로 탄소 배출량을 할당하는 전략이 중요하다. 이러한 배분 방식은 국제 인증을 받아야 하며, 배출 산정의 신뢰성과 투명성을 확보함으로써 글로벌 규제에 대한 대응력을 높일 수 있다.

⑤ 보안형 데이터 공유 체계 도입

EDC(Eclipse Dataspace Connector)와 블록체인 기술을 활용해 공급망 참여기업간 데이터 위·변조 방지, 권한 기반 보안 공유, 인증된 상호 교환이 가능하도록 한다. 보안은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 현대 사회에서 컴퓨터와 네트워크 없이 돌아가는 기업은 없으며 모든 기업의 핵심 노하우는 시스템에 저장돼 있다. 따라서 보안에 대한 투자는 비용이 아니라 생존 전략이며, 해킹 피해를 입고 기업 운영이 마비된 이후에야 조치를 취하는 ‘소 잃고 외양간 고치기’식 대응은 더이상 용납되지 않는다.

이러한 맥락에서 AWS, Azure, GCP와 같은 글로벌 퍼블릭 클라우드는 고도화된 보안 체계와 국제 인증을 갖추고 있으며, 최신 보안 기능을 반영한 PaaS를 지속적으로 공급한다. 국내 CSP 기업들 역시 보안 투자에 과감하게 나서지 않는다면 향후 클라우드 시장에서 경쟁력을 잃게 될 것이다.

해외 CSP를 무조건 배척하기보다는 어떻게 효율적으로 활용해 경제성과 보안성을 동시에 확보할 수 있을지에 대한 전략적 접근이 필요하다. 보안은 SDM 기반 제조 생태계의 근간이자, 데이터 신뢰 생태계 구축의 핵심이다.

⑥ Korea Dataspace ECO system(DataArirang-X)과 연계

산업별 SDM 플랫폼을 코리아 데이터스페이스(DataArirang-X)와 연계하고, 포털·디지털트윈 레지스트리·마켓플레이스 등 생태계 기반 기능을 활용하며, Catena-X, Gaia-X 등 글로벌 플랫폼과의 상호운용성도 확보한다. 이와 함께 공급기업 중심에서 수요기업 중심으로 패러다임이 전환되는 SDM 시대에는 각 수요기업이 자사에 맞는 SDM 플랫폼을 구축해야 한다. 이는 국제 표준에 따라 개발된 설비가 클라우드 기반의 디지털트윈 및 AI 환경에서 작동하며, 하나의 동일 설비가 다양한 제품을 생산할 수 있도록 소프트웨어를 지속적으로 개발·개선하는 구조다.

이러한 소프트웨어 정의 기반의 제어 시스템은 클라우드에서 시뮬레이션을 통해 성능이 검증되면, 바로 현장 설비에 제어 소프트웨어를 다운로드해 원하는 제품을 즉시 생산할 수 있도록 한다. 즉 하드웨어와 소프트웨어가 국제 표준에 맞춰 공급자측에서 개발되고, 수요기업은 신설비 및 공장 신축 시 SDM 구조와 요구 사양을 명확히 정의한 구매사양서를 작성해 공급기업에 전달함으로써, 공급자 중심이 아닌 수요자 주권 기반의 혁신 생태계가 조성돼야 한다.

⑦ 산업간 Tier 1~N 기업간 실시간 SDM 협업 체계 운영

OEM부터 1차~N차 협력사까지 생산계획, 품질 데이터, 탄소정보를 실시간으로 연계하고, 이를 바탕으로 예측 가능한 생산, 재고 제로화, 품질 불량률 감소, 자율서비스 등 자율생산 및 서비스 생태계를 산업 전반으로 확산시킨다. 각 제조기업은 Scope 1, 2 탄소 배출량을 정확하게 산출하고, 자체적인 SDM 플랫폼 기반의 자율생산 체계를 구축해야 한다.

동시에 공급망 내 기업 간에는 Scope 3 배출량·생산계획·품질정보·수요변동 등 주요 데이터를 실시간으로 교환하고 협업하는 구조를 마련해야 한다. 이를 위해 산업별 가치사슬 기업이 공동으로 활용하는 산업별 Dataspace ECO System으로부터 신뢰 기반 인증을 받아야 하며, 인증된 데이터 흐름을 바탕으로 기업 간 안전하고 투명한 협업이 가능하다.

이러한 구조를 통해 각 기업은 글로벌 탄소규제가 무역 장벽으로 작동하는 상황에서도 선제적으로 대응할 수 있으며, 궁극적으로는 AI 기반 자율생산 체계를 단계적으로 확장하는 전략을 실행해야 한다. 이를 경제적이고 신속하며, 보안성이 확보된 방식으로 Tier 1~N까지 전파할 수 있도록 범산업적 거버넌스와 기술 인프라가 뒷받침돼야 한다.

이러한 7단계 추진 전략은 SDM을 기반으로 한 산업 간 데이터 협업 및 자율생산을 구체적으로 실현하며, 국내 제조산업이 글로벌 DPP/CBAM 규제에 선제적으로 대응하고, 지속가능한 경쟁력을 갖추는 데 실질적인 전환점을 제공한다.

산업을 연결하면 나라가 움직인다

산업별 SDM/Dataspace는 단지 기술 혁신이 아니다. 이는 대한민국 산업의 구조적 경쟁력을 바꾸는 게임체인저다. 개별 기업의 디지털화는 이제 기본이다. 진정한 승부는 산업간 데이터 흐름, 국가간 데이터 신뢰에서 결정된다. 우리는 지금 ‘저장’의 시대에서 ‘흐름’의 시대로 이동하고 있다. 이제는 하나의 산업만 잘해서는 안된다. 연결되는 산업이 경쟁력을 갖는다. K-SteelSpace, K-Battery-X, K-TexSpace는 단지 모델이 아니라, 대한민국 제조업의 미래를 여는 열쇠다.

2025년 산업간 연결을 통해 SDM의 궁극적 완성에 다가서자

이를 달성하기 위해서는 정부, 공공기관, 산업계, 대학, 연구기관 등 모든 주체들이 함께 참여하는 열린 협업 플랫폼이 필수적이다. 부처간·기업간·산업간·사람간 소통과 신뢰를 바탕으로 한 데이터 기반 협력 체계가 작동돼야만 SDM과 데이터스페이스 생태계가 실질적으로 구현될 수 있다.

특히 최고경영자(CEO)들의 혁신적 마인드와 실행 의지가 핵심이다. 기술은 사람을 바꾸지 않는다. 사람이 바뀌지 않으면 아무리 좋은 기술도 허사가 된다. 기술의 성공은 결국 이를 실행할 ‘사람의 변화’에 달려 있다.