현 제조 산업은 국제적 환율 상승, 유가폭등, 인건비 상승, 원자재 가격의 상승 등에 의해 재정운영의 어려움에 직면해 있다. 더욱이 적은 인건비용으로 박리다매를 추구하고 있는 중국 등 아시아지역의 제조 산업이 경쟁력을 갖게 되면서 국내 제조 산업은 기존과는 다른 생산원가 절감 혹은 생산성을 향상시킬 수 있는 또 따른 경쟁우위 요소가 필요한 실정이다.

▲ 김수영 소장

최근 3D 시뮬레이션을 활용한 디지털팩토리(가상공장)를 구축함으로써 제조현장에서 발생할 4M(Man, Machine, Material, Method) 중심의 제조 낭비 요인들을 미리 인지하고 제거한 뒤 새로운 공장을 설계하거나 기존의 공장을 리모델링하는 이른바 디지털팩토리 활용기술이 국내 제조경쟁력을 향상시킬 수 있는 새로운 기술로 주목받고 있다.

국내 개발 디지털팩토리 기술 MI-NPS
호서대 디지털팩토리연구센터의 총 책임자인 호서대학교 벤처전문대학원 디지털팩토리전공 김수영 책임교수는 “디지털팩토리는 실제 공장을 짓기 전에 미리 디지털로 구축해보는 시스템”이고 “전문가가 제조현장을 직접 찾아가 4M인 작업자, 설비, 작업방법, 재료를 분석하여 문제점을 찾아낸 후, 평가 및 분석해서 찾아낸 답안이 정말로 업체의 시스템에서 정확히 들어맞는지 3D 시뮬레이션에 실제와 같은 4M을 입력하여 현재의 생산 사이클 그대로를 적용해서 정확히 몇 개를 생산하는지, 라인이 중단될 경우 대응하는 정도가 어떠한지, 문제가 발생할 경우 관리자에게 전달되어 업체의 중대한 의사결정에 얼마 동안의 시간이 걸리는지 모두를 체크하고 만약 전문가의 분석과 약간의 오차라도 발견되면 바로 개선점을 찾아내 수정하는 방식으로 이루어진다.”고 설명한다.
김수영 책임교수는 “국내에서 디지털팩토리 기술을 활용해 최초로 만든 솔루션이 지능인지형 신생산시스템(MI-NPS: Meta Intelligent-New Production System) 디지털팩토리”라면서 “이는 2차원 및 3차원 시뮬레이션과 제조업체의 고유기술, 메카트로닉스 기술, IE, 교육기술 등을 다각도로 활용, 분석해 최적화된 생산 시스템을 구축하기 위한 시스템”이라고 설명했다. MI-NPS를 이용한 디지털팩토리를 통해 제조업체들은 공장 신축 후의 실제 제조라인 가동 상태를 충분히 검증할 수 있으며, 설비도입, 라인구축 등 신축 후의 문제점을 사전에 해결할 수 있게 된다. 제조업체에서는 이 디지털팩토리를 통해 공장 신·증축, 리모델링과 설비도입, 생산라인 구축까지의 문제점을 사전에 확인 및 해결할 수 있으며 생산성을 향상시킬 수 있다.

생산시스템의 혁신교육
호서대 벤처연구사업에서 출발한 디지털팩토리연구센터는 2008년 한국생산성본부와 벤처전문대학원 산학공동프로그램으로 디지털팩토리 기술 활용 생산시스템 혁신 교육을 수행하였고 대학원과 생산성본부에서 배운 지식을 활용하여 R&D와 컨설팅을 수행하고 있다. 디지털팩토리 구축기술은 디지털팩토리 기술 교육과 기술에 대한 R&D 연구, 연구를 통해 기업 컨설팅을 수행하고 컨설팅 한 업체의 실 사례를 바탕으로 디지털팩토리 교육을 수행하는 사이클을 유지하고 있다. 이를 바탕으로 2009년에는 벤처기업 인증과 기업부설연구소 인증을 받았으며 지난 2010년에는 디지털팩토리 구축기술과 관련하여 특허 출원 2건과 1건의 특허를 등록하였다. 특히 지난해교육과학기술부 주최 산학연 연구협력네트워크에 ‘디지털팩토리 구축기술’이 선정되어 주관기관으로 12개의 참여기관과 월 정기모임, 워크샵을 개최하면서 디지털팩토리 구축기술에 대한 연구를 진행하고 있으며 중소기업청 서비스연구개발사업 ‘중소제조산업 경쟁력 향상을 위한 제조라인 IT진단 소프트웨어’를 개발 중이다.

▲ 디지털팩토리 구축시술 워크샾

디지털팩토리 적용에 관한 연구 및 토론 진행
지난해부터 교육과학기술부 주최 산학연 우수연구실 사업인 산학연 연구협력네트워크를 진행하면서 총 12개 참여기관과의 연구협력을 통해 다양한 분야에 대하여 디지털팩토리 적용에 관한 연구 및 토론을 진행했다. 올해 2차년도 사업을 6월 제부도 워크샵을 기점으로 시작하였으며, 김수영 책임교수는 “2차년도 사업에는 생산제조기업과 더불어 건설 분야에 디지털팩토리 기술을 적용할 수 있는 방법에 대하여 연구할 것이며 이 분야의 기업과 전문가들의 의견을 들어 각 분야에 맞춤형 프로세스를 개발하고자 한다.”면서 “IT기술을 이용한 디지털팩토리 활용기술의 본격적인 R&D를 통해 국내 생산 제조 산업에 디지털팩토리 기술을 보급하는데 최선을 다하고 있다”고 피력했다.
현재 디지털팩토리 기술은 국내외 일부 항공, 자동차, 선박 등 규모가 큰 기업에서 활용되고 있으며 이에 활용되는 외국 소프트웨어는 고가이고 사용하기가 어려워 대기업을 제외하고는 거의 활용하지 못하는 실정이다. 이러한 애로사항을 해결하기 위하여 작년 산학연 연구협력네트워크에서 애로기술을 도출하여 올해부터 2년간 교육과학기술부의 지원을 받아 중소기업의 디지털생산운영관리를 위한 소프트웨어 개발과제를 수행 중에 있다. 국내 GDP의 65%를 차지하는 제조업체의 생산성 향상을 위한 호서대 디지털팩토리연구센터의 연구는 상당히 고무적이다.
특히 디지털팩토리의 보급화를 위해 생산제조기업체 디지털생산혁신을 위하여 디지털팩토리연구센터에서는 현재 디지털팩토리 기술 소개, 디지털팩토리 우수성공사례를 1시간에 걸쳐 특강을 하고 있다. 희망하는 기업에는 무료로 방문발표를 하므로 디지털생산혁신에 관심 있는 생산제조업체에서는 특강을 신청하여 들어볼 만하다. NM (홈페이지 : www.df.re.kr)