공학 대학원 강좌용[스마트 제조_3]
스마트 제조와 협업의 중요성을 다루고 있습니다. 4차 산업혁명에서 인공지능 기술이 기업의 생산성을 향상시키기 위해 협업(Collaboration)을 통해 새로운 기술 발전을 이루는 방법을 모색합니다. 협업은 구성원 간의 다양한 이해 관계와 정보 공유를 바탕으로 하며, 기계와 사람 간의 협력도 중요합니다. 성공적인 협업을 위해서는 체계적이고 표준화된 데이터와 협력 네트워크가 필요하며, 거시적인 사회적, 경제적 변화도 고려해야 합니다.
스마트 제조와 Collaboration/ 기술과 기업
제4차 산업혁명의 도래로 인공지능 기술은 기업에서 어떻게 적용되고 기술 혜택을 받고 있을까? 미래는 과거의 경험과 교훈을 분석하고 예측하는 경우가 많다. 기계화 시대를 열었던 1차 산업혁명 이후, 2차, 3차 산업혁명을 가능하게 한 기술의 발전이 인류 삶의 방식에 많은 변화를 가져온 것이 3차 산업혁명까지 이루어진 일이다. 그러나 기업 생산성에 있어 기술 발전은 노동 생산성 향상에 기여하지 않았으며, 새로운 기술 변화는 노동 생산성을 저하시키기도 하였다. 따라서 4차 산업혁명은 “협업 Collaboration”을 통해 새로운 기술적 발전이 기업 발전과 연결될 수 있을 것 같다.
협업(Collaboration)이란
Collaboration은 “Customization”과 “Connectivity”을 통해 새롭게 변화되는 제품, 공장, 기업의 새로운 패러다임을 실현하며, 기업의 중복 투자와 개발 비용 절감에 영향을 미치고 있다. 협업은 구성원들의 다양한 이해 관계, 정보 접근성과 보유, 상호 간의 의존관계가 중요한 요소이다. Collaboration은 연동, 협력, 소통으로 구성되며, 연동(Coordination)은 참여 주체들의 상호 활동으로 의존 관계를 관리하는 것이고, 협력(Cooperation)은 총 목표 달성을 위해 공동 노력을 의미한다. 소통(Communication)은 협업 과정에서 정보 공유와 상황 인지를 위해 필수적인 도구이다. 이러한 요소들은 정보, 장비, 인력들을 적재적소에 배치하여 공동 목표를 인지하고 서로 간 정보를 주고받으면서 운영하는 기술들이라 할 수 있다.
협업의 대상
제조 시스템에서 협업의 대상은 기계-기계, 사람-기계, 사람-사람으로 보인다. 모든 부품은 식별 코드화되어 가공 상태, 이동 과정, 검사 내용을 확인하고 추가 공정과 소비자 전달 시점의 정보를 기입할 수 있다. 기계와 로봇(장비)은 소비자가 원하는 방식대로 제작되어 공동 목표 하에 각 기기마다 정보를 교환하므로 우선순위 작업을 결정하여 수행한다. 즉, 부품과 기계 간의 협업이 이루어지는 것이다. 또한 사람마다의 가치와 역할이 매우 중요함을 거의 모든 사람들이 알고 있고 동의한다는 점을 고려했을 것이다. 어느 분야에서와 마찬가지로 스마트 제조에서도 사람의 역할과 중요성은 매우 크다. 사람과 기계의 협업은 사람이 오류나 잘못된 판단을 할 수 있기에, 자동화 도입 시 설계 과정에서 고려되어야 하며, 프로세스를 모니터링하고 통제 불가능한 이상 상황을 감지하는 감독자 역할(Supervisor)이 필요하다. 사람과 사람은 경영자, 관리자, 작업자, 판매자들이 모두 다른 경험, 취향, 선호도, 지식 수준 차이가 있으므로 이를 고려해야 한다.
스마트 제조의 시대 변화는 쟁탈, 경쟁의 개념보다는 상호 협력, 보완의 개념이며, 협업에는 제도적 운영 방안과 법제화 등의 장치가 필요해 보인다. 협업의 결실은 많은 시간과 인내, 투자가 필요하지만, 기업 입장에서는 생존과 지속적 성장에 대한 투자와 인내가 필수적이기 때문이다. 따라서 기업의 현재 자원에 대한 객관적이고 체계적인 분석이 필요하며, 제조 기업들 간의 협력 네트워크가 구축되어야 한다. 그래야만 기업 자원 분석과 이에 대한 가치 분류, 공유, 피드백의 선순환 사이클이 구축될 수 있을 것이다. 스마트 제조 플랫폼을 활용하여 유사 산업 기업들 간의 상호 협업을 형성하고, 유사 데이터를 공유하여 제조 프로세스를 분석해 보며 결과와 효용성 데이터를 공유하는 것이 좋을 것 같다. 이를 위해 기업 데이터는 표준화되어 체계적이고 상호 호환성을 갖추어야 한다. 이러한 점에서 제조 데이터를 기반으로 체계화하고 표준화는 유사 제조 기업들의 일반적인 공법, 제조 프로세스 운영, 장비 활용 등과 같은 문제를 공동 해결책을 모색할 수 있는 협업의 장으로 물리적 스마트 제조 플랫폼이 필요하다.
시사점
협업(Collaboration)은 “Customization”과 “Connectivity”을 통해 구성원들의 다양한 이해 관계, 정보 접근성과 보유, 상호 간의 의존관계의 중요한 항목이며, 연동, 협력, 소통으로 구성되어 있다. 연동, 협력, 소통은 정보, 장비, 인력들이 공동 목표를 인지하고 서로 간 정보를 주고받으면서 운영하도록 하는 기술들이다.
제조 시스템에서 기계-기계, 사람-기계, 사람-사람이 협업의 대상이며, 각각의 대상 간에 우선 순위 운영과 오류 및 판단을 할 수 있는 프로세스 관리 감독자 역할(Supervisor)이 필요하다. 또한 지위와 운영 계통에 따른 사람들 간의 경험, 취향, 선호도, 지식 수준 차이를 고려해야 한다.
어떻게 협업할 수 있을까?
협업에는 제도적 운영 방안과 법제화 등의 장치가 필요해 보이며, 기업의 데이터는 표준화되고 체계화되어 유사 제조 기업들의 일반적인 공법, 제조 프로세스 운영, 장비 활용 등과 같은 공동의 문제를 해결하도록 협업의 장인 물리적 스마트 제조 플랫폼이 필요하다.
Discussion Points
In collaboration, it is essential to consider not only technical factors but also macro-level changes such as social (aging population), economic (resources), and climatic conditions (global warming) in order to predict future situations and respond to market growth effectively. Smart factories enable flexible operations within a limited market, but competitive issues between companies can arise, leading to problems such as patent infringement, technological data leaks, and privacy violations for individuals. This raises questions about how far and how strongly institutional regulations and legal frameworks need to be developed to address these challenges.
스마트팩토리(Smart Factory)에 대해서_2022 산업 공학 대학원 강좌 정리
강좌 자료(책) : 스마트 제조
지은이 : 신동민외 3인
