전자산업·조선업, 공간정보·IoT기술 산업현장 접목

전자산업·조선업, 공간정보·IoT기술 산업현장 접목

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조선회사, 모바일 조선포털 공간데이터 활용 업무 효율 높여

'제조업 혁신 3.0전략'에도 사물인터넷 등 첨단기술 활용

우리나라에서 글로벌 경쟁력을 갖춘 세계 1위 산업을 꼽으라면 누구나 주저하지 않고 전자산업과 조선업을 꼽을 것이다. 하지만 지난 몇 년간 중국의 맹렬한 추격으로 그 1위 자리가 위태로운 상황이다. 중국의 넓은 국토와 값싼 노동력에다 최근 이루어진 기술 발전까지 가미되며 그들의 경쟁력은 날로 증진되고 있다. 이에 우리에게는 더욱 혁신적인 기술력 확보가 중요한 과제이지만 이에 못지않게 ‘생산성 향상’ 또한 매우 중요한 경쟁요소임을 인지해야 한다.

산업현장에서의 ‘생산성 향상’이란 산업혁명 이전부터 우리에게는 피할 수 없는 숙명이자 골칫거리였다. 산업혁명을 통한 대량생산의 길이 열린 이래, 우리는 효율적인 인력 운영, 획기적인 원가 절감, 효과적인 생산 방식 등을 위해 혼신의 힘을 기울여왔다. 특히 산업 사이클의 시작점이자 가장 중요한 단계인 ‘생산현장’, 그 현장을 효율적으로 혁신하고 관리하기 위한 끊임없는 도전과 비약적 도약이 이어져 왔다.
인류의 수많은 혁신 노력 중에서 1990년대와 2000년대까지 열풍을 일으켰던 ‘6시그마(6σ)’라는 기업 혁신 방법론이 있다. ‘6시그마’란 기업에서 전략적으로 완벽에 가까운 제품이나 서비스를 개발하고 제공하려는 목적으로 정립된 기법이다. 기업 내의 다양한 문제를 구체적으로 정의하고 현재 수준을 계량화 및 평가한 후 이를 개선하고 유지·관리하는 품질경영 기법이자 철학이다. 시그마(σ)는 통계학에서의 표준편차(Standard Deviation)를 의미한다. 6시그마는 100만개의 생산제품 중 3.4개의 불량품이 발생하는 수준의 품질관리를 뜻하지만, 실제 ±6시그마 수준은 100만개 중 0.002개의 불량품 수준으로 사실상 불량 ‘0(제로)’를 목표로 한다. 당연히 산업현장을 효율적으로 관리해야 하는 기업 입장에서는 매우 매혹적인 혁신도구였다.

원래 ‘6시그마’는 모토로라가 등록한 상표명이다. 1987년 모토로라에 근무하던 마이클 해리에 의해 창안됐기 때문이다. 그가 획기적인 품질 향상 방안을 고민하던 중 통계지식을 활용하며 탄생하게 되었다. 이는 1970년대 말부터 로버트 갈빈 회장이 추진해온 품질개선 운동과 결합하여 모토로라 이외의 기업에도 적용이 가능한 경영기법으로 발전하게 되었다. 1990년대에 들어서며 텍사스 인스트루먼트(Texas Instrument)를 시작으로 제너럴 일렉트릭(GE), SONY, IBM 등의 여러 기업으로 확산되었고 우리나라에서도 큰 인기를 모았다.

이처럼 기업들은 품질과 생산성 향상을 위해 과학기술 개발은 물론 다양한 통계학적 기법까지 동원하는 수고를 아끼지 않는다. 더욱이 뛰어난 생산라인의 자동화와 무결점 시스템 도입 등의 치열한 경쟁이 이뤄지는 산업현장의 모습은 흡사 전쟁터와도 같다. 군수품의 안정적인 보급과 전선의 효율적 관리를 위해 치밀한 작전을 수립하는 것처럼 기업들은 산업현장의 시스템을 더욱 효율적으로 운용하기 위해 끊임없는 혁신의 노력을 기울여왔다. 때로는 이러한 과정에서 생기는 작은 변화로 ‘세계 1위’라는 영광의 왕좌를 차지하기도 하고, 작은 실수로 인해 도태되어 시장에서 사라지기도 했다. 산업현장, 그곳은 매일 피를 흘리며 싸우는 전쟁터와 다름없는 치열함이 숨 쉬는 곳이다. 전쟁의 승리를 위해서는 우수한 무기를 적기에 충분히 공급할 수 있어야 한다. 기술력은 물론이요, 생산성이 매우 중요하다는 의미다. 효과적인 산업현장 관리가 전쟁의 승패를 좌우한다고도 할 수 있을 것이다.

우리나라를 대표하는 기업인 삼성전자와 현대중공업, 두 기업의 드라마와 같은 성공스토리는 국내외 경영학계와 언론계에서 수없이 다루어져 왔다. 한 기업은 ‘경박단소’, 또 다른 기업은 ‘중후장대’라고 표현되기도 한다. ‘작고 가볍고 빠른 제품’에 집중하는 기업과 ‘크고 무겁고 웅장한 제품’에 주력하는 기업이라는 의미다. 이 두 기업이 세계 1위를 차지하는 데는 여러 가지 복합적인 요인이 작용했겠지만, 오늘은 그중 하나였던 ‘공간정보기술의 역할’에 대해 알아보겠다. 두 기업은 모두 공간정보시스템(GIS: Geographical Information System)을 활용해 산업현장을 관리 운용한다. 전 세계 어떤 기업보다도 먼저 우리나라의 공간정보기술과 사물인터넷(IoT) 기술을 산업현장에 접목했다. 물론 이런 엄청난 생산성 향상의 비밀을 알고 있는 사람들은 극히 드물다. 이유는 해당 기업들이 최첨단 공간정보시스템 활용 사례의 구체적인 내용을 보안사항으로 분류해 공개하지 않기 때문이다. 오늘 필자는 공개 가능한 범위 안에서 세계 최고 수준의 우리나라 기업들에서 활용되고 있는 공간정보시스템의 역할과 기능을 소개하고자 한다.


세계 최고의 기업들에서는 어떤 목적으로 공간정보시스템을 도입하게 되었을까? 수 십조 단위의 매출을 올리는 기업에 1%의 생산성 향상은 천문학적인 경제적 이득을 가져온다. 이는 생산자는 물론 구매자에게도 이익으로 돌아간다. 그들이 새롭게 등장하는 첨단 기술에 대해 집중적인 연구를 진행하는 이유는 바로 산업현장에 대한 적용 여부와 최적의 방식을 찾기 위한 것이다.
조선업계 관련 학술논문부터 살펴보자면 ‘시뮬레이션 기반 디지털 조선소 구축 및 활용(한상동 외, 2008 한국CAD/CAM학회 논문집, 제13권 제1호, pp.18~26)’이라는 논문의 결론부에서는 디지털 조선소 구축 및 활용에 반드시 고려되어야 할 사항을 세 가지로 정리한다. 첫째, 산업의 특성을 고려한 적용 범위 및 구축 방법에 대한 철저한 사전 검토 및 준비가 필요하다는 것이다. 둘째로는 정보화 전략(Information Strategy Plan)과 연계한 전사적인 지원 체제 구축이 필요하다는 것이며, 마지막으로 디지털 모델을 활용한 시뮬레이션 기능의 개발은 지속적으로 이루어져야 하며, 현업의 참여가 성패를 좌우한다고 명시하고 있다. 디지털 조선소의 활용 및 효과로는 경영전략의 검증, 조립을 위한 일정 계획, 검증 사전 검토, 투자영향도 분석 등에 효과를 볼 수 있다는 것이다. 이미 현업에서는 이러한 시스템을 도입하여 각 시스템 간의 간섭 없이 업무연관성을 확인할 수 있다. 심지어 현장관리 관련자들에게 스마트폰 애플리케이션을 통해 공정 상황을 실시간으로 살펴볼 수 있도록 하고 있다.

우리나라 최고의 조선업체의 경우 기존에 구축된 2차원 공간데이터와 모바일 조선포털에서 사용하는 공간데이터의 저장 위치 및 좌표계가 달라 동일한 형상을 표현하는 공간데이터를 가공함에 있어 GIS관리시스템의 인트라맵의 공간데이터와 최신 모바일 조선포털의 공간데이터를 활용해 업무효율성을 높였다. 산업현장 실무자들이 디지털 위치지도를 통해 현장의 시설물들을 더욱 편리하고 효율적으로 통제하게 되었다. GIS기반의 응용 기술들을 활용함으로써 생산현장의 시설물과 조립공정 관련 데이터에 대한 수정과 추가도 가능하다. 언제 어디서든 스마트폰만 있다면 조선모바일 포털을 통해서도 생산현장에 대한 다양한 파악과 관리가 가능해진 것이다.

통신업계의 공간정보기술 활용 사례

통신회사에서는 수많은 통신 시설물을 종합적으로 관리하기 위해 공간정보관련 시스템을 사용한다. 우선 [figure3]에서 보이는 지하통신구에 들어가는 많은 시설물 관리는 물론 지점별 시설물, 통신구 관리 등을 위해 공간정보시스템을 활용한다. 둘째, 통신구 점검 관리에도 공간정보기술이 중요한 역할을 한다. 각종 시설물에 대해 정기, 우기, 해빙기, 동절기, 정부 특별점검 등으로 분류해 필요한 과제 및 사례별로 관리한다. 셋째, [figure4]처럼 현재 설치된 시설물에 대한 공간정보를 활용한 예산관리로, 각 소요부품에 대한 예산 신청과 배정 및 집행 관련 자료를 저장하고 준공관리에도 사용한다. 다섯째, [figure5]를 보면 통신선로 공사 후 준공도면 관리 등 시설물, 통신구 등에 대한 정밀점검 계획 및 결과 관리에 활용한다. 또한 통계관리용으로 시설물 현황, 예산 현황, 정밀점검 현황 등에 대한 통계 처리 및 자료 관리도 가능하다.


우리나라에서 최대 규모 중 하나인 어느 반도체기업의 생산현장에서 몇 해 전 큰 화재가 발생했다. 해외 언론과 전문가들은 현장 복구에 한 달 이상이 걸릴 것으로 예측하고 보도했지만, 해당 기업은 공간정보기술을 활용한 복구작업을 펼친 덕분에 불과 1주일 만에 성공적으로 마무리 지은 사례가 있다. 지하와 공장 내부의 반도체 공정에 들어가는 매우 복잡한 시스템을 도면화하고 이를 3차원으로 모듈화함으로써 유사시에는 신속한 대응에 활용하고, 피해복구 과정에서도 효율성을 높일 수 있다.

산업현장 관리의 미래

산업현장에서는 머지않아 생산라인에서부터 이동, 물류, 배송 등의 모든 부분까지 공간정보기술이 적용될 것으로 많은 전문가들은 예측하고 있다. 사물인터넷(IoT)을 활용한 무인화, 신속화, 경량화와 함께 관리의 정확도를 높이려면 대상물의 위치와 조립 방식과 순서 등이 매우 중요하기 때문이다. 효율적인 생산을 위해 각 산지에서 부품이 정시에 정확한 장소로 배송되어야 하며 조립 후 품질 테스트 및 물류 배송 등에 공간정보 기반의 소프트웨어와 솔루션이 적용되어 생산현장 관리가 이루어질 것으로 예상된다.

정부의 ‘창조경제 구현’과 ‘미래대비 투자’를 위한 주요 정책을 살펴보면 ‘제조업 혁신 3.0전략’의 본격적인 추진을 통해 생산현장과 품질 등 제조업 전반을 근본적으로 혁신해나간다는 계획이다. 올해부터 생산현장에 정보통신기술(ICT)을 적극적으로 접목한 ‘스마트형 공장’을 확산해 2020년까지 2·3차 기업을 중심으로 1만개 공장의 스마트화를 추진한다는 것이다. 이를 실현하기 위해서는 테스트베드 구축과 함께 표준화 작업이 필수적이며 공간정보기술(GIS), 사물인터넷(IoT), 3D프린팅 등의 첨단 기술들을 적극 활용해야 할 것이다.

“바둑에서 정석을 공부하지 않고 일류 기사의 기보만 외워 대국하는 것은 어리석은 일이다. 혁신도 마찬가지다”라고 ‘6시그마 전도사’로 유명했던 손욱 교수(서울대학교 융합과학기술대학원)는 말했다. 이는 기업과 산업현장을 혁신함에 있어 무조건적으로 선진국의 사례와 기술을 앙모하기보다는, 이에 대한 철저한 학습과 분석을 통해 우리나라의 기업 경영과 생산 환경에 어울리는 방식으로 녹여내는 것이 중요하다는 의미로 해석된다.

신토불이(身土不二)라는 말이 있다. 우리나라에는 이미 오래전부터 대한민국의 산업발전을 위해 기여해온 다수의 ‘착한’ 기술들이 존재한다. 이들은 우리나라 생산현장의 혁신을 위해 맞춤형으로 개발된 우수한 기술들이다. 우리나라의 공간정보기술 또한 그중 하나라고 자신 있게 말하고 싶다.
김인현 (주)공간정보통신 대표