자동차 산업의 디지털 방식 제조

인더스트리 4.0의 가장 중요한 동력은 유연성이다. 주문의 변형이 많고 특수 사양이 많은 자동차 제조업이 특히 그러하다. 한 설문 조사가 놀랄만한 결과를 보여주었는데, 자동차 부품업체 23%와 OEM사의 34%의 응답자는 인더스트리 4.0에 대해 개념 조차 이해하지 못하고 있었다.

라인홀드 쉐퍼
전통적인 컨베이어 벨트가 디지털 방식의 자동차 생산 현장에 아직 남아있을까? 사실 이보다 더 효율적인 무엇을 찾기는 매우 어렵다.
전통적인 컨베이어 벨트가 디지털 방식의 자동차 생산 현장에 아직 남아있을까? 사실 이보다 더 효율적인 무엇을 찾기는 매우 어렵다.

“인더스트리 4.0 – 자동차 산업과 제조 산업의 입지 결정“이라는 MHP 연구를 자세히 들여다보면, 1970년대 독일의 유명한 석유 회사가 사용한 이 광구 문구 “할 일이 많습니다. 자 시작합시다!”처럼 사람들은 자기도 모르는 사이에 의식 없이 일을 한다. 연구 결과에 의하면 인더스트리 4.0이라는 개념을 설문 조사하였는데 자동차 부품업체의 23%가 조사에 응할 때까지 의미를 모르고 있었다. OEM 업체는 더 많은 34% 정도가 개념을 이해하지 못하고 있었다. 이에 비해서 기계나 시스템 엔지니어링 분야 참가자들의 92%는 인더스트리 4.0이라는 개념에 익숙해 있었다.

인더스트리 4.0의 자신들의 분야에 대한 중요성에 관한 질문에는 자동차 부품업체 관련 응답자 가운데 53%가 높다 또는 매우 높다는 평가를 보였고, OEM 분야의 58%는 인더스트리 4.0이 중요하다 또는 매우 중요하다고 인식했다. 기계와 시스템 엔지니어링의 경우 응답자의 79%가 인더스트리 4.0이 큰 역할을 한다 또는 매우 큰 역할을 한다고 응답했다.

 

인더스트리 4.0이 노동자 계층에는 아직 잘 알려져 있지 않다

이번 조사에서 인더스트리 4.0 개념에 대한 인지도가 직급에 따라 다르다는 점도 확인시켜주었다. 기업의 상위 경영자 계층에서는 85%가 이 개념을 이해하고 있었지만 노동자 계층에서는 44%만 알고 있었다.

이는 어떤 분야에 개선할 부분이 있는가에 대해 열심히 생각한 부서가 이해도가 높다는 결과이다. 자동차 콘체른도 연결점을 잃지 않기 위해 부지런히 계획 중이다. 작년 4월 페더본에서 열린 “과학 및 산업 포럼 스마트 기술 시스템 2015“라는 주제의 강연에서 자동차 산업 외에 다른 분야에서도 많은 관심을 보였는데, 프라운호퍼 노동 경제 및 조직관리 연구소(IAO)의 슈테판 게르라하 박사는 휴먼-사이버 물리 시스템에서 스스로 조직화되는 시스템 유연성이 어떤 모습인지, 즉, 노동자가 어떻게 광범위하게 스스로 조직하고, 유연하게 생산 절차 중에 작업에 참여하는지를 보여주었다.

 

작업자들은 Kapaflexcy를 이용하여 작업 투입 지시를 자신의 핸드폰으로 받고 있다.
작업자들은 Kapaflexcy를 이용하여 작업 투입 지시를 자신의 핸드폰으로 받고 있다.

스스로 조직하고 작업에 참여하다

게르라하 박사는 경기 활황 시에는 타임 크레딧을 만들고 경제 위기 상황에서는 이를 줄이기 위해 이른바 XXL-유연 계좌 제도를 도입할 것을 기업에 제안하였고, 이렇게 하면 계획 가능한 즉흥성이 생기고 단기적인 변화에도 대응할 수 있다고 한다. 제조 현장에서 작업자들이 더 많은 융통성을 요구하는 상황이 되었다. 아직까지는 많은 공장에서 반장들이 작업자들에게 전화나 이메일로 작업 진행 정도를 체크하였다. 이는 시간도 많이 걸리며, 번거롭고, 정확한 자료를 만들 수도 없으며 생산적 비용이 많이 든다는 점이다. “이런 점을 Shift-Doodle로 어렵지 않게 개선할 수 있습니다.“(게르라하 교수) 작업자들은 지정된 시간에 찾고 있는 작업자 수에 도달할 때까지 작업 참여 여부를 결정할 수 있다. 그러니까 이 그룹은 이미 알고 있는 오픈소스 캘린더 툴인 Doodle과 비슷한 방식을 활용하여 완벽하게 Doodle로 찾는 것이다.

마스터 콕핏을 통해 작업 현황을 조회하면 스마트 어시스턴트를 통해 어느 직원이 어느작업에 적합한지 결정할 수 있고, 해당 직원에게만 관련 작업을 지시할 수 있게 된다. 지시를 받은 직원은 스스로 작업 수행을 계획할 수 있다. “이러한 shift—Doodle 덕분에 직원들은 스마트폰을 통해 서로 협의하는 것이 가능합니다. 우리는 shift-Doodle을 Employee Selfservice를 위한 초기 모델이라고 봅니다.“(게르라하 교수) Kapaflexcy 연구 프로젝트에 대한 광범위한 정보는 www.kapaflexcy.de에서 볼 수 있다.

프라운호퍼 노동경제 및 조직관리 연구소(IAO) 슈테판 게르라하 박사,
프라운호퍼 노동경제 및 조직관리 연구소(IAO) 슈테판 게르라하 박사, “우리는 shift-Doodle을 Employee Selfservice를 위한 초기 모델로 봅니다.“

Iwepro(스스로 조직하는 제조 현장)의 이상적인 모습은 어떤지, 스마트폰과 태블릿이 제조 현장의 효율을 어떻게 높일 수 있는지에 대해서는 자동차 메이커 Opel의 Iwepro 프로젝트 코디네이터인 벤야민 쿠르케 박사가 강연하였다.

중요한 점은 통상적인 라인 생산이 주문형 생산 방식에 적용되어야 한다는 것이다. 주문형 생산방식을 통해 기계 부하가 균일하게 유지하면, 많이 투자하지 않아도 되기 때문이다. 또한 유연한 기계 사용으로 장애 취약점이 줄이고, 분량 유연성과 제품 융통성이 높아진다. “해결해야 할 과제는 물질 흐름이 훨씬 복잡한 새로운 생산 시스템을 형성해야 한다는 점입니다.“ (쿠르케 박사)

차체, 도장, 조립 섹션의 주문 기준 생산 수량이나, 프레스 섹션의 로트 기준 생산 수량 아니면 First time Ok와 같은 품질 데이터는 상관이 없다. “우리는 모든 정보를 직원들의 휴대폰을 통해 거의 실시간으로 받고 있습니다. 따라서 보통 사무실에 있는 PC를 이용하는 것보다 훨씬 신속하게 대응할 수 있습니다.“ (쿠르케 박사)

스마트폰을 통해 바로 Bottelneckviwer를 불러올 수 있다. 작업자들은 어느 파트에서 일이 진척되지 않고 있으며 조치가 필요한 지 즉각 알 수 있다.
스마트폰을 통해 바로 Bottelneckviwer를 불러올 수 있다. 작업자들은 어느 파트에서 일이 진척되지 않고 있으며 조치가 필요한 지 즉각 알 수 있다.
벤야민 쿠르케 박사, Opel Iwepro 프로젝트 코디네이터,
벤야민 쿠르케 박사, Opel Iwepro 프로젝트 코디네이터, “해결해야 할 과제는 물질 흐름이 훨씬 복잡한 새로운 생산 시스템을 형성해야 한다는 점입니다.“

스스로 조직하는 주문형 생산 방식

이전에는 책상에 있는 PC 때문에 개입하거나 결정하는데 시간이 지연되었다면, 요즘은 스마트폰과 태블릿을 사용함으로써 잠복 시간이 줄이고, 실시간으로 결정을 내릴 수 있다.

쿠르케 박사의 말에 따르면 Opel사는 변속기 기어휠 생산 현장에 주문형 생산 방식이 적용되었다고 한다. “하지만 아직까지는 자동차 생산에 있어서 주문형 생산 방식은 아직은 먼 이야기입니다. 현재 자동차 생산 공정에서 스마트폰 정도를 사용하고 있습니다만 앞으로는 엔진/변속기 콤포넌트로 확장할 계획입니다.“라고 선을 그었다. 인더스트리 4.0 국가 과학 컨설팅 풀랫폼의 대변인인 다름슈타트 공과대학의 라이너 안더를 교수는 “전략적 혁신과 미래의 네트워크화된 스마트 시스템“, 사업 모델 프로세스 그리고 노동 현장이 어느 방향으로 발전할지에 대해 이야기하였다. 라이너 안더를 교수가 확인한 몇 가지 추세를 언급하면, 전통적인 혁신 프로세스에서 Open Innovation으로, 생산 체인 및 공급 체인을 통한 가치 창출에서 데이터로 구동되는 가치 창출로 나아갈 것이라고 한다. “Use Cases“, 사용 시나리오가 중요하다고 한다. “모든 기업들은 인더스트리 4.0으로 어떤 부분을 개선할 수 있는지를 알고 싶어 합니다.“

안더를 교수는 인더스트리 4.0 콤포넌트에 “큰 잠재성“이 있다고 한다. “앞으로 구성품은 정보 매체가 될 것입니다.“ 미래의 구성품은 관리 쉘을 갖게 된다. 이 쉘은 가상의 표시일뿐만 아니라 기능성도 갖는다고 한다. 앞으로 차축 시스템은 설계에 관한 정보, 공정 스케치, 마모 데이터, 컨디션 모니터링 그리고 가이드북을 담고 있을 것이다. “좋은 점은 엔지니어링 분야에 속한 데이터를 알 수 있다는 점입니다. 이제 이러한 데이터를 개별적인 구성품에 적용해야 합니다.“라고 안더를 교수는 그 다음 단계를 제시하였다.

안전과 같은 개별적인 측면도 실제 적용에 있어서 본질적인 부분이다. “생산 중 데드 스팟이 있으면 안 됩니다. 프라이버시 문제도 중요합니다.“ 안더를 교수는 인더스트리 4.0으로 들어갈 때에 스펙트럼이 얼마나 복잡한지를 설명하였다. 태블릿이나 스마트폰과 같은 모바일 기기는 우리의 노동 현장을 바꿀 것이다. “경제 분야는 이러한 기술에 대해 새롭게 인식해야 합니다. 그렇지 않으면 이러한 기술에 열광하고 이미 완전히 다른 방식으로 접근하고 있는 젊은 세대의 똑똑한 두뇌를 얻지 못할 것입니다.“

 

후베르트 발틀 교수, Audi 이사.
후베르트 발틀 교수, Audi 이사. “미래에는 우리가 현재 알고 있는 자동차 제조는 더 이상 존재하지 않을 것입니다. 더 빠르게, 더 효율적으로, 지속 가능하게 – 이것이 미래의 생산입니다.“

자동차 생산의 미래 비전

미래의 공장은 Audi에서도 이미 시작되었다. Audi에서 진보적 생각을 갖는 그룹은 2030년의 스마트 팩토리에 대한 아이디어를 모으고 있다. “우리가 지금 알고 있는 자동차 제조는 더 이상 존재하지 않을 것입니다. 더 빠르게, 더 효율적으로, 지속 가능하게 – 이것이 미래의 생산입니다. 미래의 Audi 생산 현장을 구체적으로 그려보십시오. 차체는 정확하게 3D 프린터에서 나옵니다. 융통성 없이 짜여진, 정해진 순서의 사이클 타임 대신, 무인 운반 시스템이 다양한 시리즈의 자동차를 스테이션에서 다음 스테이션으로 어디로든 그 다음 조립 단계로 자유롭게 옮깁니다. 작업자를 보조하는 로봇은 자신이 다음에 무엇을 해야 하는지를 스스로 알고 있습ㄴ다. 이것이 미래의 공장에 대한 우리의 비전이며, 우리는 이를 스마트 팩토리라고 부릅니다.“(후버트 발틀 교수, Audi 이사)

그러나 2035년까지는 컨베이어 벨트를 어느 정도 사용할 것이라고 Audi 생산 혁신 관리 책임자인 알로이스 브란트는 언급한다. 그는 자기 팀과 함께 앞으로 자동차 생산을 개선하는 데에 적합한 모든 아이디어와 개발 기술을 찾아 다닌다. 그러면서 그는 100여년 전에 헨리 포드가 도입한 생산 방식, 컨베이어 벨트의 장점이 미래에도 계속 유지될 것이라는 점을 잘 알게 되었다. “표준화 정도가 높은 대량 생산에서는 컨베이어 벨트보다 더 효율적인 것을 찾기가 어렵습니다.“