전 세계 경기가 뉴 노멀(New Normal) 시대로 진입했다. 뉴 노멀은 저성장·저소득·저수익률로 특징지을 수 있는 시대로, 국가경제의 근간을 이루는 뿌리산업인 공작기계산업을 비롯한 각종 제조 산업 역시 예외가 아니다. 이에 공작기계 제조 기업은 공작기계와 생산 현장의 디지털화를 통해 생산 효율을 높이고자 자동화 통합 솔루션을 채택하고 있다. 생산 기기와 제품, 생산과 관리 업무 등 공장 전체의 가치 체인을 연결해 상호 소통 체계를 구축하고 전체 생산 운영의 최적화를 구축하는 인더스트리 4.0에 따른 양상이다. 인더스트리 4.0은 사물인터넷(IoT)과 자동화 기술, 클라우드, 다양한 디지털 솔루션의 발전을 배경으로 급속도로 확산되고 있다.

Point 1. 국내외 공작기계산업 날씨 ‘흐림’

세계 공작기계시장, 저성장세 지속
세계 공작기계시장은 전반적인 경기 불황의 영향으로 매해 감소세를 보이며 둔화되는 양상이다. 미국의 시장조사기관인 가트너사의 발표에 따르면, 지난해 세계 공작기계 시장은 전년대비 11.2%의 감소를 기록한 것으로 나타났다. 지난해 세계 공작기계 생산은 780억달러를 기록하며 전년대비 11.2% 하락, 4년 연속 감소세를 지속했다.
저성장세의 장기화로 세계 경제에 큰 영향을 미치고 있는 중국이 221억달러로 전년대비 9.4%나 하락했지만, 여전히 세계 공작기계 생산국 1위의 자리를 유지했다. 일본이 135억달러, 독일이 124억달러로 뒤를 이었다.

수출은 406억달러로 전년대비 13.4% 감소했다. 독일이 88억달러를 기록하며 전년대비 13%의 하락세를 보였지만, 일본을 제치고 세계 수출 1위의 타이틀을 탈환했다.
전체 수입은 338억달러로 전년대비 11.6% 감소했다. 이런 와중에 일본이 수입 총액 9억달러를 기록하며 전년대비 가장 큰 폭의 성장을 기록, 16위에서 9위로 껑충 뛰어올랐다. 반면, 브라질은 6억달러로 29%나 하락해 11위에서 17위로 물러났다.

국내 공작기계산업 여전히 ‘불안’
한국의 경우, 세계 공작기계의 수요 감소와 함께 국내 설비투자 부진으로 수출을 제외한 생산, 수입, 소비가 모두 감소했다. 생산은 47억달러로 전년대비 15.3% 감소, 수출은 23억달러로 4.7% 상승, 수입은 14억달러로 5.9% 감소, 소비는 38억달러로 21.6% 감소했다.

한국공작기계협회에 따르면, 지난해 12월 국내 공작기계 수주는 3조1,784억 원으로 전년대비 13.8% 감소한 것으로 나타났다.
한국공작기계산업협회 관계자는 국내 공작기계 산업의 성장이 주춤한 이유로 세계 경기의 부진, 특히 한국의 최대 수출국인 중국의 불황이 장기화되는 영향을 꼽았다. 여기에 불안정한 내수 여건과 지난해 메르스 여파가 더해져 수출입 성장세가 저하된 것으로 추측했다.

Point 2. 인더스트리 4.0에서 돌파구 찾다!

사물인터넷 기반, 통합화·이동성 강조
산업의 뿌리 역할을 하는 공작기계산업은 국가 경쟁력을 가늠하는 중요한 지표 가운데 하나다. 그런데 최근 공작기계산업의 저성장세가 장기화되면서 돌파구를 찾기 위한 노력이 전개되고 있다. 이런 과정 속에서 공작기계산업은 점차 통합화·자동화·융합화를 통해 생산효율을 높이는 방향으로 변화되고 있다.
제조 강국이자 공작기계산업이 가장 발달한 독일에서 인더스트리 4.0이 시작됐다는 것은 우리에게 시사점을 준다. 2012년 독일 정부에서 제조업의 경쟁력을 강화하기 위해 도입한 미래 프로젝트 인더스트리 4.0은 사물인터넷 기반으로 전체 제조공정의 가치체인을 연결하고, 상호 소통 체계를 구축해 생산효율을 최대치로 끌어올리는 것을 목표로 한다.

세계경제포럼(다보스포럼) 연차총회에서 독일 총리 앙겔라 메르켈은 “우리는 디지털 산업화로 나아가야 한다. 그것은 번영을 위해서 아주 중요하다. 우리는 그 목표를 인더스트리 4.0이라고 이름 붙였다”고 언급했다.
이는 제조업에 사이버 물리 시스템(CPS), 사물인터넷(IoT : Internet of Things), 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing)을 적용, 스마트팩토리를 구현하는 것으로 나타나고 있다.
이전에는 공장자동화의 생산구조가 수동적이었던데 반해, 인더스트리 4.0 시대의 생산설비는 상황에 따라 유연하게 대처하며, 능동적으로 작업방식을 결정할 수 있다.

그야말로 보다 지능적인 공장자동화가 구현되는 것이다. 이런 측면이 정보기술(IT)과 산업을 결합한 3차 산업혁명과의 큰 차이점이다.
특히, 네트워크 연결이 견고해지고 스마트폰과 태블릿 PC 등 이동기기가 보편화되면서, 통상적으로 시간과 공간의 제약을 많이 받는다고 여겨졌던 제조분야에도 모빌리티가 적용되고 있다.

독일에서 발원한 인더스트리 4.0은 현재 전 세계적으로 확산되며, 제조업의 판도를 뒤바꾸고 있다. 제조 강국인 독일에서 이 같은 정책을 시행하고 있는 이유는 제조 후발국의 추격으로 기술 평준화가 이뤄지고 있는 세계 시장에서 경쟁력을 확보하기 위한 움직임으로 풀이된다. 전문가들은 “이는 점차 인구감소와 고령화가 심화되고 있는 선진국이 낮은 인건비와 향상된 기술력을 내세워 도전해오는 신흥국에 대비한 효과적인 전략”이라고 설명한다.

미국 역시 인더스트리 4.0에 대응하는 ‘리쇼어링(Reshoring)’ 전략을 내놓았다. 리쇼어링을 통해 스마트팩토리를 도입하고 최첨단 기술을 동원해 제조업의 강화한다는 방침이다.
중국 역시 IT, 신에너지, 첨단설비 제조 등의 신산업 육성과 ‘제조 2015 프로그램’ 착수에 돌입했다.

‘스마트 공장’ 중소기업까지 확대 적용
국내에서도 2014년 이러한 제조 트렌드를 반영한 ‘제조업 혁신 3.0 전략’을 발표했다. 이 전략은 융합형 신제조업 창출, 주력 산업 핵심 역량 강화, 제조 혁신 기반 고도화 등 3대 전략을 중심으로 추진되고 있다.
특히, 2020년까지 전국에 스마트공장 1만개 구축을 목표로, 올해 말까지 스마트공장을 2,000개 증설한다고 발표해 눈길을 끈다. 현재 총 1,240개의 공장을 지원했으며, 완료된 스마트공장은 891개다.

이외에도 지난해 6월 ‘스마트공장추진단’을 설립, 관련 사업의 관리체계를 일원화하고 수요자 중심의 사업 전개 기반을 마련하는 등 효율적인 운영에 박차를 가하고 있다.
경영난으로 도산할 위기에 빠졌던 중소기업이 스마트공장으로 전환하면서 기사회생한 사례가 속속 등장하면서 중소기업의 관심도 높아지고 있다.
2014년 시범사업으로 지원받은 277개사의 적용 실태를 분석한 결과, 불량률 33% 감소, 원가 23% 절감, 납기 27% 단축 등의 가시적인 성과가 나타났다. 또한 스마트공장을 구축한 기업의 81.3%가 스마트공장을 도입한 뒤 높은 만족도를 표시한 것으로 알려졌다. 하지만 전문가들은 아직도 스마트공장 구축에 대한 비용 부담과 인식개선이 부족하다고 지적한다.

이에 대기업이 중소기업을 대상으로 스마트공장 지원에 발 벗고 나서고 있다. 9개의 대기업에서 중소기업 335개사에 스마트공장을 지원하고 있다.
삼성전자는 스마트공장 추진단에 제조 전문 인력을 파견하고 경북창조경제혁신센터에 ‘스마트공장 아카데미’를 설립했다.
스마트공장 구축 지원을 업종별로 보면 전자 부문에서는 삼성전자와 LG전자가 120곳을 지원하고, 자동차 부문에서는 현대차가 100곳을 담당한다. 기계 부문에서는 두산과 효성이 50곳, 패션 부문은 제일모직이 25곳, 통신 부문은 SK텔레콤이 20곳, 철강 부문은 포스코가 15곳, 전기 부문은 LS산전이 5곳을 각각 지원하는 등 모두 9개 대기업이 나서고 있다. 제약협회도 2·3차 협력사 등 중소기업의 업종 특성을 고려한 스마트공장 모델 구축을 지원 중에 있다.

인더스트리 4.0, 퍼스트 무버가 움직이는 시대
다보스포럼 연차총회에서 클라우스 슈밥 다보스포럼 회장은 “4차 산업혁명은 현재의 불평등을 더욱 심화시킬 것”이라며, “이미 준비된 기업가나 재능이 있고 혁신을 추구하는 사람은 4차 산업혁명을 통해 승리를 쟁취하겠지만, 그렇지 않은 이들은 패배하게 될 것”이라고 지적했다.
불평등이 심화될 것이라고 주장하는 핵심에는 기술 수준의 격차 문제가 놓여있다. 독일, 미국을 비롯한 선진국은 소프트웨어 기반 산업이 발달했지만, 후발국의 경우 주로 하드웨어 중심 산업구조를 이루고 있다. 한국도 예외가 아니다.

그런데 GE CEO 제프리 이멜트는 “현재는 소프트웨어를 기반으로 해야 성공할 수 있는 시대”라고 충고한다. 산업연구원의 서동혁 선임연구위원도 ‘미래 제조업 분야의 성장역량과 발전전략 방향’이라는 보고서를 통해 “한국 역시 급변하는 글로벌 경쟁 환경에 발맞춰 하드웨어 중심의 산업 구조를 소프트 융합 중심의 산업으로 변화시킬 필요가 있다”고 피력했다.
인더스트리 4.0 시대는 패스트 팔로워가 아닌, 퍼스트 무버에 의해 움직이는 시대다. 서울대학교 산업공학과 이정동 교수는 “제조업과 ICT의 결합은 우리 사고방식의 변화를 요구한다. 열린 사고를 할 필요가 있다”면서, 기존 방식을 고집하지 말 것을 촉구한다. 이석준 미래부 차관도 “획기적으로 바꾸려는 노력을 지금부터라도 해나가지 않으면 또 다른 실업과 기업 도산이 일어날 것”이라고 경고했다.

Point 3. 제조업의 변화, 어디로 흘러가나

제조업의 서비스화
국내의 최신 트렌드는 변화하는 제조 흐름에 가장 발 빠르게 대처하는 굴지의 기업으로부터 엿볼 수 있다. 지난 4월에 일산 킨텍스에서 개최된 ‘심토스(Simtos)’에서 만난 한국지멘스, 로크웰오토메이션코리아 등도 사물인터넷 기반의 제조 가치 체인의 연결성과 ICT 융합을 강조했다.

세계 산업을 선도하고 있는 글로벌 기업은 기업과 기업, 공장과 공장, 공장 내 장비부터 최상위 운영체제까지의 수직적이고 수평적인 네트워크 연결을 중시하고 있다. 네트워크 인프라를 토대로 전체 공급망을 제어하는 커넥티드 엔터프라이즈(Connected Enterprise)를 구현하고 있다. 커넥티드 엔터프라이즈를 통해 제조업은 고품질의 제품을 제조하고 판매하던 단순한 형식에서 탈피, 운영 최적화를 목적으로 토털 자동화 솔루션을 제공하는 서비스로 진화하고 있다.

세계 자동화 시장을 견인하고 있는 로크웰오토메이션도 커넥티드 엔터프라이즈를 스마트 매뉴팩처링의 비전으로 제시하고 있다. 로크웰오토메이션 김유리 차장은 “제조업의 디지털화가 진행되면서, 단순히 좋은 제품만 판매해서는 치열한 경쟁에서 생존할 수 없게 됐다”면서, “제품과 혁신적인 연계 서비스를 함께 판매하는 시대가 왔다”고 언급했다.

디지털 혁신기술로 제조업 진화
디지털 혁신기술의 적용 확대는 제조업의 진화를 가속화하고 있다. 디지털 신기술은 전통적 의미의 규모경제와 범위경제를 허물어뜨리며, 산업 전반에 걸친 대대적인 변화를 야기하고 있다. 이 기술을 통해 산업의 수요를 창출하며 제조 방식에 영향을 미치는 소비자로서 인간의 삶을 혁신적으로 변화시킬 것으로 예상된다. 또한 기계·자동차·소재·IT·바이오 등 산업간 융합뿐만 아니라, 현실과 가상의 지평을 융합하면서 새로운 가치가 창출될 것으로 보인다.

지멘스는 인더스트리 4.0 시대의 제조 트렌드를 ‘디지털 엔터프라이즈’로 정의하고 있다. 한국지멘스 한병엽 이사는 “현재 공작기계산업은 디지털 엔터프라이즈를 향해 나아가고 있다”면서, “디지털 엔터프라이즈는 자동화 개념 이상의 스마트 솔루션을 구현한다”고 말했다.
디지털 기술 외에 빅데이터 기술, 사물인터넷, 클라우드, 3D프린팅, 웨어러블, 가상현실, 인공지능, 초정밀 센서 등이 제조업의 발전을 촉진할 신무기로 꼽힌다.

제품의 시스템화
제조업은 제품의 시스템화가 확산되는 방향으로 발달할 전망이다. 앞으로 산업 활동의 가치는 단일 제품에서 시스템으로 점차 이동할 것으로 예상된다. 시스템의 구성요소에 지나지 않는 하나의 제품으로 고객과의 관계에서 비중 있는 가치를 확보하기 어려워질 것으로 보인다. 선진국을 중심으로 부품을 활용해 완성품을 만드는 모듈화에서 필요한 기능을 통합한 시스템화에 의해 부가가치를 높이려는 움직임이 확산되고 있다.
시스템화는 IT와 OT의 연결과 통합을 통해 실현된다. 로크웰오토메이션에서 추구하는 커넥티드 엔터프라이즈 역시 스마트 디바이스로부터 스마트 머신, 플랜트, 엔터프라이즈로 수직 통합 연결을 핵심으로 한다.

R&D에서 M&A로
신기술 및 지식재산의 획득, 사업시너지 확대 등을 위한 인수·합병과 제휴의 확산이 예상된다. R&D(연구개발)에서 M&D(인수개발)로 경쟁전략의 틀이 빠르게 전환될 전망이다. 그동안 기업은 M&A를 사업 시너지를 통해 수익성을 높이려는 목적으로 추진한 경우가 많았지만, 앞으로는 미래의 신사업을 발굴하고 육성하는데 더 큰 관심을 기울일 것으로 보인다. 기업은 인수개발을 통해 상대기업이 보유한 핵심역량을 소유할 수 있다. 즉 인수개발은 현재가치보다는 미래의 비즈니스 기회를 확보하는 차원의 선제적 투자인 셈이다.
로크웰오토메이션 역시 급변하는 시장에 대응하기 위해 다양한 기업과의 인수합병을 추진하고 있다. 이미 시스코(CISCO)와 파트너십을 맺고, 표준화된 Ethernet을 바탕으로 Ethernet이 경영 시스템과 공장 전체에서 가동될 수 있도록 하고 있다.

Point 4. 새로운 제조 환경, 우리에게 필요한 것

급변하는 제조 환경, 직관력·유연성 강조
산업 패러다임 변화에 따라 제조업의 환경도 빠른 속도로 변화하고 있다. 급속한 스마트화가 진행되는 인더스트리 4.0 시대에 낙오하지 않기 위해서는 환경변화에 대한 적기대응 능력이 중요해진다. 앞으로 제조업은 더욱 빠르게 변화할 전망이다. 먼저, 기술 변화와 발전 속도가 점차 빨라질 것이며, 고객의 니즈가 다양화되고 개인화되면서 고객맞춤형 대응능력 요구 수준도 크게 높아질 것으로 보인다.
제품 기능과 관련한 선호도 변화, 제품과 서비스의 기술변화, 신제품 개발에 필요한 기술예측 어려움 등은 더욱 심화될 것으로 예상된다. 제품과 연계된 서비스에 대한 요구 역시 다각적인 측면에서 펼쳐질 것으로 판단된다. 따라서 공작기계를 비롯한 제조 기업은 급변하는 산업 변화에 대응할 수 있는 미래 대응능력을 배양하는데 역점을 둬야 한다.

먼저, 시장의 변화를 미리 예측하고 사전에 대비할 수 있는 능력이 필요하다. 앞서 언급했듯이 빠르게 변화하는 산업 환경에 적기 대응하지 못하면 도태될 가능성이 커진다. 필립스, 크라이슬러, 모토로라, 소니 등의 글로벌 기업이 새로운 산업 환경에 적응하지 못하고 실패한 사례만 봐도 직관력과 유연성이 얼마나 요구되는지 가늠할 수 있다.

새로운 사업기회를 포착하는 능력도 필요하다. 이미 형성된 트렌드를 뒤쫒아가는 것으로는 경쟁력이 없다. 먼저 시장의 수요를 예측하고 적합한 비즈니스 모델을 개발하며 새로운 시장을 개척해야 한다. 변화가 가장 급격하게 일어나는 산업 분야 중 하나가 바로 자동차산업이다. 친환경자동차와 스마트카의 등장은 자동차산업의 지형을 변화시키고 있다. 친환경자동차산업에서는 제조기업과 IT기업의 경계가 모호해지는 등 이종산업간 경쟁이 치열해질 것으로 전망된다. 이처럼 급변하는 제조 환경 속에서 원천기술에 더해 새로운 비즈니스 모델의 핵심 역량을 갖추지 못한다면 기회가 찾아와도 잡을 수 없을지 모른다.

외부 환경 변화에 유연하고 신속하게 대응하기 위해서는 보유기술이나 핵심역량 등 내부자원의 효율성을 높이는 일도 필요하다. 내부적인 조직과 보유 기술이 변화하는 시장의 수요에 적합한지 분석하고, 기술적이고 마케팅적인 변화를 내부 조직에 적용함으로써 변화에 탄력적으로 대응할 수 있도록 대비해야 한다.

제조업의 소프트화·시스템화·네트워크화 필요
제조업의 이러한 변화는 선진국형 산업으로의 전환을 촉구하고 있다. 인더스트리 4.0은 독일에서 먼저 시작했지만, 지금은 일본, 미국 등 선진국을 중심으로 확산되고 있다.
선진국형 제조업으로 전환하기 위해서는 하드웨어 중심의 제조 산업에서 탈피해 소프트웨어가 주도하는 유연하고 개방적인 생산체제로 방향을 바꿔야 한다.

또한 지금까지 부품과 부분품에서 모듈화로 발전을 해왔다면, 이제는 통합화·시스템화를 통해 새로운 가치를 고객에게 제공하는데 주력해야 한다.
아울러 향후 제조업에서 소비자 맞춤형 생산이 중요한 트렌드로 떠오를 것으로 전망된다. 이에 따라, 대량생산 체제를 벗어나 커스터마이징에 초점을 둔 다품종 소량 생산이나 대량 맞춤형 생산 체제로의 변화를 시도해야 한다.
마지막으로, 커넥티드 엔터프라이즈 구현을 위해서는 제품 중심의 사업구조에서 네트워크에 기반한 서비스 연계 사업을 강화해야 한다.

인더스트리 4.0
인더스트리 4.0(Industry 4.0)은 독일 정부에서 제조업의 경쟁력을 강화하기 위한 목적으로 추진하고 있는 제조업 성장 전략을 일컫는다.
독일은 제조업 경쟁력에 있어서 부동의 1위를 유지하고 있지만, 중국의 무서운 추격과 신흥국의 도전 등 경쟁이 심화되자 2010년부터 이 정책을 적극적으로 실시하고 있다.
인더스트리 4.0은 사물인터넷을 기반으로 생산 공정 전체에 걸친 데이터를 교환함으로써 제조업 운영의 극대화를 목적으로 한다. 이는 제4세대 산업생산시스템이라고 부르기도 한다. 1차 산업혁명은 증기기관 발명을 필두로 하는 기계적 혁명이었고, 2차 산업혁명이 대량생산과 자동화를 특징으로 하며, 3차 산업혁명이 정보기술시대라면, 4차 산업혁명의 핵심은 사이버물리시스템(CPS)과 기술융합이다.

FA Journal 홍 보 영 기자 (fa@infothe.com)

<저작권자 : FA저널 (http://www.fajournal.com) 무단전재-재배포금지>