미래의 공급 체인 관리

통신하는 기계, 네트워킹으로 연결된 공장. 인더스트리 4.0으로 더 잘 알려진 “4차 산업 혁명”은 생산과 가치 체인의 디지털화와 스마트 네트워킹으로 설명할 수 있다. 여기에서 스스로 조직되는 스마트 팩토리에 대한 비전이 형성된다. 독일이 앞장서고 있는 이 프로젝트에는 많은 기업들에게 숨겨진 기회를 제공한다. 하지만 미래의 공급 체인 관리를 위해서는 몇 가지 해결해야 할 과제도 남아 있다.

랄프 베른하르트: Consilio IT-Solutions GmbH 파트너

지금 세계 경제는 다가올 미래의 거대한 산업 혁명이 눈 앞의 현실이 되고 있고, 그 중심에는 사물 인터넷이 있다. 사물 인터넷은 일상의 사물과 생활 형태를 네트워크로 연결하여 내일의 스마트 팩토리를 위한 토대가 될 것이다. 자율 주행 자동차나 식료품이 떨어지면 알려주는 냉장고는 사물 인터넷이 가상 세계로부터 현실 세계를 끌어 들이는 한 예시일 뿐이다. 이런 방식으로 일상의 사물에서 스마트 디바이스가 네트워크로 연결되고 이동성을 갖게 된다. 이와 같이 일상에서 나오는 미래 지향적인 시나리오는 산업 제조 현장에서도 비슷한 방식으로 전개될 것이다. 인더스트리 4.0은 기업의 경계를 넘어 협업할 수 있는 완전히 새로운 유형의 가능성을 제공하기 때문에 기업의 SCM (Supply Chain Management: 공급 체인 관리)를 획기적으로 바꾸게 된다. 공급 체인의 개별 콤포넌트로부터 스마트 디바이스와 장소에 상관없이 온라인 액세스를 이용하는 서비스 그리고 실시간으로 서버 인프라를 통한 정보들이 분석을 위해 제공된다. 여기서부터 스마트 팩토리에서 자동적으로 구현되고 인간의 개입을 포괄적으로 줄이는 행동 지침이 생기게 된다.

공급 체인도 변혁기를 맞다. 앞으로 더욱 디지털화되고 네트워크로 연결될 것이다
공급 체인도 변혁기를 맞다. 앞으로 더욱 디지털화되고 네트워크로 연결될 것이다

통신하는 기계

SCM을 자동화 레벨에 통합하는 장점은 종이를 사용하지 않고 생산이 이루어진다는 점이다

물리적 사물에 제공하고 가상 공간에서 식별 가능한 RFID (Radio Frequency Idenfication : 극소형 칩에 상품정보를 저장하고 안테나를 달아 무선으로 데이터를 송신하는 장치)칩, QR 코드, 바코드가 이를 가능하게 한다. 정보는 센서를 통해 클라우드에 전달하고 분석한 후 행동 권장사항으로 넘어간다. 이런 방식으로 스마트 팩토리는 넓은 스펙트럼의 고객별 제품을 개별적으로 계속 구성하지 않고 제작할 수 있는데, 이런 모든 프로세스가 거의 자율적으로 진행된다. SCM에서는 전체 공급 체인이 가상 이미지로 만들어지고, 언제든 공장 상황, 창고 재고, 상품 흐름 그리고 제조 상태를 알 수 있다는 장점이 있다. 이를 위해서는 하청업체나 운송회사와 같은 외부 서비스 업체도 연결되어 있어야 한다. 이렇게 되면 지연으로 인한 가동 중지나 결손을 줄일 수 있다. 적응력 있는 물류가 그 중심을 형성하는 스마트 팩토리는 자체적으로 통제되고 계획하는 생산 프로세스를 형성하며, 이 프로세스는 재차 SCM에 통합되어야 된다. 미래의 스마트 팩토리가 기능하는 상세한 모습을 다음 시나리오가 제시되는데, 전자 공학과 IT가 생산 자동화를 이룬 이후, 기계, 인간 그리고 제품의 커뮤니케이션을 통한 네트워킹이 뒤따르게 된다. 실제 계획과 가상 계획을 일찌감치 융합시켜 생산 공정을 최적화할 수 있다.

클라우드에 연결하다

4차 산업 혁명은 무엇보다 다양한 콤포넌트와 시스템의 연속적인 네트워킹을 특징으로 한다

제조 정보는 제품 컨피규레이션(일종의 매뉴얼)통해 디지털 형태로 고객에게 제공된다. 여기서부터 생산에 참여하는 콤포넌트와, 이들 콤포넌트의 데이터를 포착 저장하고 중앙에 전달하는 작업 단계가 생긴다. 모든 데이터는 클라우드에 수집되고 SAP Hana S/4와 같은 데이터 뱅크 시스템을 통해 연결되고 분석되어 전체 생산 프로세스가 기록되고 최적화된다. 지속적인 데이터 수집을 통해 스마트 팩토리는 생산 중에 이미 제품의 최종 단계를 예측할 수 있고, 경우에 따라 사전에 정해진 샘플과 데이터가 차이가 있는 경우 생산 공정에 개입할 수 있다. QR 코드를 판독하는 RFID 기술과 NFC(Near Field Communication : 10cm 이내의 가까운 거리에서 다양한 무선 데이터를 주고받는 통신 기술) 기술이 생산 공정과 제품 품질을 점검하여 생산 공정 중에는 품질 점검을 위한 지정된 측정 포인트가 필요하지 않게 된다. 이 기술을 이용하면 점검 공정을 모두 생략할 수 있다. 이상적인 경우 스마트 팩토리는 중대한 품질 변동을 허용하지 않기 때문이다. 이를 위해서는 기계가 항상 오류 없이 작동해야 한다. 이는 사고 이후 정비에서 예견적 정비로의 변화와 결부되어 있다. 기업들은 이를 위해 기계 데이터를 활용하게 되는데, 기계 데이터를 평가하면 기계 고장율을 예상할 수 있어 생산 설비의 가용률이 높이고, 정비 작업으로 인해 초래되는 가동 정지 시간도 줄일 수 있다. 또 한 예비 부품을 준비해두기 위한 비용도 절감된다.

네트워크화된 밸류 체인

인더스트리 4.0의 프레임에서는 여러 가지 차원을 고려해야 한다

CPS(사이버물리 시스템)는 스마트 팩

토리의 토대이며, 실제 세계와 가상 세계와의 접점을 형성한다. CPS는 정보 콤포넌트와 소프트웨어 콤포넌트를 인터넷을 통해 통신하는 전자 부품 또는 기계 부품과 연결하여 제조 공정과 물류 공정을 스스로 조정한다. 사이버 물리 시스템은 센서를 이용하여 막대한 양의 데이터를 처리하고, 네트워크를 기반으로 서비스를 사용할 수 있다. 여기에도 도전 과제는 있다. 제조 시설의 센서들은 하루에 수백만 데이터를 전달하는데 막대한 양의 빅 데이터를 효율적으로 이용하는 것이다. 또 다른 정보들은 통신 연결, RFID 판독 또는 제조 현장의 카메라와 마이크 기록으로 이루어진다. 생산 네트워킹은 스마트 팩토리 내부에서 끝나지 않는다. 사이버 물리 시스템, 사물 인터넷, 스마트 팩토리는 전체 공급 체인을 따라 협력과 가치 창출의 새로운 방법을 제공한다. 제품 주문에서 납품에 이르기까지 전체 가치 체인이 자동화된다. 이를 위해 전체 공정이 생산을 전후로 서로 조화를 이루고, 공급자, 물류 서비스 그리고 고객까지도 가치 창출 프로세스에 통합된다. 기업간 가치 창출 프로세스 융합은 사용하는 시스템과 데이터 품질의 신뢰도에 달려 있다.

새로운 도전 과제, 새로운 아이디어

뿐만 아니라 공급 체인의 모든 요소는 핵심적인 요건을 충족해야 한다. 공통의 IT 기반 플랫폼과 인터페이스는 일부일 뿐이다. 다른 단계로 정보 부족을 방지하기 위해 기계를 SCM(공급 체인 관리)과 연결하는 부분인데, 일반적으로 공구, 시험 수단 또는 직원의 능력에 대한 정보는 전혀 이용할 수 없거나 매우 경미한 수준으로만 제공된다. 이러한 데이터는 자동 장치에서 지연되는 경우가 많거나 SCM에 충분히 전달되지 않는다. 자동화 레벨을 통합하는 것은 종이를 사용하지 않는 생산이다. 기업은 자동화 레벨에서 필요한 경우 변화된 주문 요건에 신속하게 반응할 수 있고 적절하게 재조정할 수 있다. 생산 중에 일부 기계가 고장 나면, 이러한 정보를 함께 공유되기 때문에 생산 프로세스에 관련된 업체들은 실시간으로 변경을 시도할 수 있어, 산업 제조 공정의 효율성이 재빠르게 증대된다. 인더스트리 4.0은 기업들에게 매력적인 기회를 제공하지만 동시에 많은 도전 과제들이 뒤따라 오는데, 주로 표준화된 시스템 인터페이스, 생산 관리 시스템과 컨트롤 영역 간의 인터페이스와 관리 그리고 클라우드로부터 데이터 제공을 위한 인터페이스 등이다. 인더스트리 4.0은 기업들에게 사고의 전환을 요구한다. 미래의 공장은 개별 영역들이 서열 구조가 아닌 상호 커뮤니케이션하는 복잡한 네트워크 구조이다. 소프트웨어로 구동되는 스마트한 기계와 자동화 단계가 점차 더 많은 공정을 맡는 곳에는 일자리 붕괴도 내재해 있지만, 인더스트리 4.0으로 인한 일자리 감소 같은 우려할만한 일은 없다. 4차 산업 혁명은 직원들이 변화의 프로세스에서 새로운 기회도 제공하기 때문이다. 여기에서 핵심 개념은 증강 현실이다. 창고의 어느 지점에 어떤 부품이 있는지에 대한 정보를 가상으로 설명하는 것은 인더스트리 4.0이 제공하는 기회에 대한 예시이다. 이를 활용하려면, 기업들은 도전 과제에 적극적으로 대처하고 투자해야 한다. 이미 디지털화가 많은 것들을 바꾸고 있으며 미래에도 그럴 것이기 때문이다.