코로나 위기에 대응하는 독일 중소기업의 혁신

팽배한 좌절감에도 불구하고 새로운 혁신의 길을 간다? 최근 몇 개월은 독일 중소기업들이 자동차 산업의 디젤 게이트와 글로벌 팬데믹으로부터 굴복할 수 없다는 점을 잘 보여주었다. 이에 희망을 갖게 하는 몇 가지 사례를 모아 보았다. 빠른 의사 결정과 한계를 뛰어넘는 운영 방침 그리고 아이디어에서 제품으로 이어지는 동력은 코로나 이후에도 계속되어야 한다.

빅토리아 존넨베르크(Victoria Sonnenberg)

PIA Automation은 마스크 제작 기계를 6주도 안 되어 개발하였다. 이 기계로 인해 BMW뿐만 아니라 여러 업체들이 빠르게 현업에 복귀할 수 있었다.

PIA Automation 역시 다른 많은 기계 제조업체와 마찬가지로 위기에 처했었다. “코로나 초기에는 코로나가 아니라 자동차 산업에 주문량이 좌우됐었습니다. 코로나가 전 세계적으로 유행하면서 수주량이 급격하게 떨어졌습니다.”(토마스 에른스트, PIA Automation Holding GmbH 최고 영업 책임자)

코로나가 중국에서 정점에 달했을 때에 PIA Automation은 마스크 수요의 폭증을 예상했었다. 중국 현지 공장 2곳에 약 400명의 직원들이 있었기 때문이다. PIA Automation은 중국 공장에서 마스크를 생산할 계획으로, 마스크 제조 기계를 현지 업체로부터 구입하였다. 그런데 기계가 처음부터 잘 작동하지 않았고 품질도 기대에 크게 못 미치는 것으로 나타났다. “마스크 생산을 시작한 지 35일 만에 기계를 중국 시장에 적합하도록 자체적으로 설계 제작하였습니다.”(토마스 에른스트) 그리고 지금까지 약 120대의 기계를 제작하였다. 현재 이 기계는 하루에 100,000개의 마스크를 생산하고 있으며, 수 주 내에 투자비도 회수될 예정이다. 이 기계들은 마스크를 실제로 생산할 수 있다는 점을 입증해야 했고, 일부는 기존 고객들에게도 납품되었다.

PIA Automation의 마스크 생산 시스템을 통해 BMW 등의 제조 산업이 생산을 재개할 수 있었다.

3월 초 독일에서도 코로나 사태가 확산되면서 마스크 문제가 커지기 시작했다. 하지만 시장이 막혀있었다. PIA Automation은 이에 대응하기 위해, 중국에서 설계한 기계 디자인을 독일에 본사에 전달하였다. 이후 기계를 유럽 표준에 맞게 개조하고 최적화하여 유럽 부품을 장착하였다. 이 과정에서 안전장치와 대체 부품 그리고 CE 인증과 같은 문제도 중요해졌다.

중국에서 제작한 기계는 비용을 최대한 고려하여 제작하였으며, 부분적으로 중국에서 생산한 부품을 장착하였다. 이러한 부품은 독일에서 구할 수도 없었고 독일에서는 허가도 나지도 않는다. 3월 중순부터 기계를 제작하기 시작하였고, 이와 동시에 마케팅을 시작하였다. 첫 번째 유럽 고객은 BMW였다. 주문에서 납품까지 6주가 채 걸리지 않았다. 이를 위해 PIA Automation은 3교대 근무로 전환하였고 설계부터 2교대로 작업을 진행하였으며, 일주일에 6일 동안 이 일에 매달렸다. OEM과 Tier 1(부품 회사), 의료기 딜러들도 자체 제작과 판매량을 늘리기 위해 이 기계를 주문하였다.

“코로나 초기는 물론 지금도 매우 도전적인 시기입니다. 이 시간 동안 우리는 고객들과 매우 긴밀하게 협력하였습니다.”(토마스 에른스트) 예를 들어 PIA Automation은 이 특수 장비를 일정에 맞게 납품할 수 있도록 BMW 구매 팀을 지원하였다. “조업 단축을 자주 실시해야 했습니다. 하지만 고용주와 노동조합이 좋은 합의를 도출하였습니다. 시민들을 위해 무언가를 할 수 있고, 여전히 일할 수 있다는 것은 매우 좋은 일입니다.”

비록 마스크 생산 기계들이 전체적인 수주를 커버하지는 못했지만, PIA Automation은 향후 몇 개월을 수주 걱정은 하지 않게 되었다. 유럽 시장은 이미 포화 상태이고, 현재는 주문이 아시아와 북미에서 들어온다. 이들 가운데는 기존 장비로 마스크를 제조하는 것에 만족하지 못하고 ‘Made in Germany’를 고집하는 고객들도 있다.

Ziegler + Schenk는 마스크 제작 기계를 대략 10주 안에 개발하기 위해 자회사인 KMF와 협력하여 시너지 효과를 누렸다.

마스크는 계속 생산하고 있으며, 현재는 포장에 관한 아이디어에 몰두하고 있다. 마스크 개발에 관해 토마스 에른스트가 한 설명이다. “독일에 있는 직원들이 정말 열심히 일했습니다. 처음에는 최단기간에 상황을 어떻게 바꿀 수 있을지 고심했습니다. 자동차 산업 위기와 코로나 사태로 인해 좌절감이 팽배했음에도 불구하고 모든 방법을 동원하였고 열정을 쏟을 수 있었습니다.” 이 과정에서 많은 한계를 극복해야 했고, 신속한 결정을 내리고 다양한 파트너들과 협력하여 위기에 대응해야 했다. ”중소기업이 무엇을 할 수 있는지 다시금 보여주었습니다.”

Ziegler + Schenk는 제휴 기업인 KMF Maschinenbau GmbH와 협력하여 마스크 제작을 위한 자동화 생산 시스템을 개발하였다.

Ziegler + Schenk도 상황은 비슷하였다. 이 업체는 약 90명의 직원을 둔 CNC 절삭 및 특수 기계 엔지니어링 기업이다. 코로나가 번지고 마스크가 부족하자, 이 업체도 이런 상황을 기회로 삼았다. 마침 자회사인 KMF는 봉제 분야에 다년간의 경험이 있어, Ziegler + Schenk는 마스크를 생산하기 위해 KMF와 협력하는 시너지를 이용하였다. 공동 프로젝트를 위해 두 업체에서 인력을 선발하여 작은 팀을 만들었고, 최단 시간에 기계 초안을 잡아 설계와 제작 이후 판매까지 진행하였다. 아이디어에서 판매까지 채 10주가 걸리지 않았다. 일반적인 상황이었다면 반 년은 족히 걸릴 프로젝트였다. 이미 전 세계에서 50건 이상의 문의가 들어오고 있다.

예전에 없었던 유례없는 ‘초고속 모드’ 였으며, 이렇게 해야만 기존 기술에서 기계가 생산되고 모듈 시스템으로 기계를 제작하는 것이 가능했다. 또한 역량을 하나로 모을 수 있었기에 가능한 일이었다. Ziegler + Schenk는 특수 기계에 관한 노하우를 제공하고, KMF는 자동차 산업에 적용했던 봉제 분야의 전문 지식을 활용하였다. 현재는 생산량이 훨씬 많은 기계의 2.0 버전을 연구하고 있다.

초기에 기본 장비는 의도적으로 단순하고 탄력적으로 고안하였다. 개발 초기부터 작은 사이즈뿐만 아니라 기계 조작 편의성에 무게를 두었다. 이 장비는 최대 너비 1m, 최대 길이 2m로 웬만한 장소에 쉽게 설치할 수 있었다. “코로나 팬데믹은 기계 제조업체들에게도 큰 영향을 미쳤습니다. KMF와 긴밀히 협력함으로써 조업 단축 시간을 줄이고 직원들을 계속 고용할 수 있어 기뻤습니다.”(크리스티안 재슬레, Ziegler + Schenk 대표)

Metralabs는 EU 전역에서 입찰을 따낸 소독 로봇 Sterybot 개발에 4주가 채 걸리지 않았다.

자율 이동 로봇 제조사인 Metralabs에게도 코로나 위기가 덮치자 주문이 일부 취소되거나 보류되었으며, 이 업체는 다음과 같은 문제에 직면하였다. “우리 회사에 무슨 일이 일어났고 어떻게 헤쳐나가야 할지? 있을 수 있는 모든 면에서 로봇 공학이 필요했습니다.”(공학 박사 요하네스 트라베르트, Metralabs 대표)

이 업체가 적극적으로 움직이게 된 계기는 독일의 대형 패션 하우스에 납품하던 로봇의 두 번째 사업이 중단된 것이었다. 이때 긴급하게 필요한 소독 로봇 아이디어가 떠올랐다. 이러한 아이디어는 예전부터 염두에 두고 있었지만, 코로나 팬데믹 전에는 실현할 필요성이 없었고, 코로나 사태로 인해 긴급하게 상황이 바뀐 것이다. 기존에 재고로 가지고 있던 로봇을 소독 로봇으로 활용하기에 좋은 특징을 가지고 있었기 때문에, 이를 이른바 Sterybot을 위한 기반으로 삼았다. 이 로봇은 원형 플랫폼을 갖고 있었으며 직경이 약 50cm로 좁은 통로에서 민첩하게 움직일 수 있었다. 패션 하우스에서 제시한 서비스 로봇의 요건이 소독 로봇 요건과 유사했으며, 최대한 짧은 구간으로 최대한 넓은 면을 커버해야 한다는 점이 부합되었다. RFID 태그에 대한 규정 캡처 속도는 98.5%였다. 소독도 같은 원리를 요구했다. 소독할 면적에 최적의 루트로 가능한 넓은 면적에 충분한 광량(light dosage)을 공급해야 했다. 이 소독 로봇에는 안테나와 RFID 기술이 필요 없어, 로봇 플랫폼에 램프 패키지와 새로운 전자 장치를 대신 탑재하였다.

“우리는 많은 역사를 쌓으며 차근차근 성장하였기 때문에 이미 많은 기술을 보유하고 있었습니다. 거의 모든 것을 자체적으로 해결하였고, 4주 만에 프로토타입을 개발할 수 있었습니다.”(요하네스 트라베르트) 일반적인 경우라면 개발에만 4개월 이상 걸렸을 것이다. 이동 플랫폼을 위한 부품 재고가 있었고 자외선 튜브와 안정기, 시퀀스 컨트롤 시스템 그리고 하우징만 개발하거나 구매하면 되었다. 경량 기술에 관한 이해와 올바른 자외선량을 결정하기 위해 감염병학, 미생물학 그리고 조명 공학 분야의 전문가들과 의견을 집중적으로 교환하였다. 이로써 실내 공기와 표면을 소독하는 로봇 솔루션 Sterybot이 탄생하였다. 이 로봇은 실내로 가는 길만 열어주면 그다음부터는 스스로 알아서 척척 처리한다. 길을 찾는 Sterybot은 사전에 티칭할 필요가 없다. Sterybot는 간호사들이 일반적인 청소를 하기 전에 실내의 모든 균을 살균한다. 원리는 로봇이 빛을 조사하여 바이러스의 RNA가 바뀌게 되고, 바이러스는 물리적으로 존재하지만 생식 능력은 상실하게 된다.

Metralabs의 Sterybot은 집중적인 UVC 라이트로 감염 가능성이 있는 부분을 스스로 소독한다.

소독은 코로나 이후에도 주요 테마이다

Sterybot의 특이점은 탐사 거동이다. 이 로봇은 넓은 면적을 가능한 최단 시간에 커버할 수 있도록 가장 적합한 경로를 계획하면서 공간에서 이동 지도를 직접 작성한다. 또한 UVC 라이트는 사람에게 해롭기 때문에, 사람이 나타나면 UV 튜브를 끄는 모션 센서를 Sterybot에 탑재하였다. 이미 많은 병원들의 문의가 줄을 잇고 있으며, 수산업 분야에서도 문의가 들어왔다. 미국의 한 공항도 여객기 소독을 위해 Sterybot에 관심을 보이고 있다. 현재 Metralabs는 자외선 출력이 더 높이고 이 자외선을 깊숙한 부분까지 보내어, 침대 아래쪽 균까지 살균하기 위한 확장 단계를 연구 중이다. 필요한 광량은 균 유형(박테리아, 바이러스 또는 곰팡이 포자)에 따라 좌우되며, 균 유형은 다양하기 때문에 사전에 어느 균을 목표로 삼을지 정해야 한다.

Sterybot은 의학 물리학자들이 방사선 조사를 계획하는 방식으로 작업을 진행한다. 이 소독 로봇은 소독할 면과의 거리에 따라 자외선 조사를 계획하고, 센서 장치가 3D로 주변을 스캔한 후 각 면에 조사할 에너지량을 결정한다. 앱을 통해 로봇을 시작하고 종료하며, 모니터링을 통해, 완료했다는 정보와 함께 로봇이 사용한 에너지량을 보여주는 지도를 받게 된다.

Sterybot은 EU 디지털 혁신 공모 로봇 프로젝트 분야를 통과하였고, 코로나 바이러스를 억제할 목적으로 집중적인 후원을 받았다. “글로벌 팬데믹이 지나가더라도 이 로봇은 병원 등에서 세균 제거에 중요한 역할을 할 계획입니다. 현재 코로나로 인해 그 어느 때보다 예방에 대한 의식이 커졌기 때문이죠.”(요하네스 트라베르트)

Insystems Automation은 소독 로봇 Zen Zoe를 4주 만에 개발하였다.

Insystems Automation GmbH도 비슷한 접근법을 추구한다. Insystems Automation GmbH은 Covid-19 박멸에 기여하기 위해 소독 로봇 Zen Zoe를 개발하였다. 건강에 대한 위협은 모든 사람에게 영향을 미친다는 아이디어를 기반으로, Asti Mobile Robotics와 Insystems Automation 그리고 Boos Technical Lighting 간의 팀워크가 이루어졌다. Insystems Automation GmbH은 로봇 제조사로서 두 가지를 관점으로 보았다. 첫 번째는 이동식 로봇을 이용한 소독의 시스템화, 두 번째는 소독을 반복함으로써 소독 시간을 단축하는 것이었다. 이 소독 로봇은 2시간 안에 약 300m2를 소독할 수 있다. 공간에 대한 지도를 만들고 그냥 지나치는 모서리가 없으며, 소독을 기록하는 프로토콜이 갖춰져 있다. Zen Zoe의 효과는 UME(military emergency unit, 스페인 시민 보호대)와 협력하여 스페인에 위치한 Inta (국립 항공 우주기술 연구소)의 NBQ Labor와 같은 국제 연구 기관에서 검증하였다. Zen Zoe는 다양한 표면에서 바이러스 부하를 낮추는지 시험하였다.

위의 다른 사례에서 본 바와 같이 이 팀도 평상시 일반적인 상황이라면 오래 걸렸을 시간을 짧은 기간에 마무리해야 했다. 처음 문의에서 프로토타입 완성까지 4주 밖에 걸리지 않았다. 중요한 점은 로봇이 이미 2012년부터 베를린에서 개발한 자율 주행 로봇 플랫폼을 사용한다는 점이다. 현재와 같은 위기 상황에서는 발 빠르게 움직여야 한다는 점이 분명하였다. 그로 인해 관련된 모든 부서에서 자원들을 끌어와 프로젝트에 투입하였다. 일반적인 상황이었다면 이런 프로토타입을 개발하는 데에 10 ~ 20주 이상 걸렸을 것이다.

Gogas는 사업 범위를 Health & Safety 분야로 확장하고 UVD Robots과 협약을 체결하였다.

이런 로봇이 통상적인 경우에 수행하는 특수한 과제와 충족해야 할 요건(부하, 전달 높이, 통로 너비, 전달 위치, 자동화 정도, 생산 컨트롤 시스템과의 인터페이스, 소프트웨어)을 생각해보자. 하지만 회사 규모가 작고 특수 기계와 프로토타입을 제작하던 배경으로 인해 신속하게 연구하고 결정할 수 있었다. 머지않아 소독 프로세스를 상세하게 기록하고 입증할 수 있는 다양한 소프트웨어 툴이 뒤따를 계획이다.

전자기파 분야에서 70년이 넘는 경험을 가진 회사인 Gogas도 이번 상황에서 새로운 것을 만들어 내는 데 성공했다. 코로나 위기 속에서 이 회사의 두 가지 주요 아이템인 빌딩 시스템과 공정 열 시스템에 더하여 세 번째 아이템인 Health and Safety Compliance(보건 및 안전 컴플라이언스)를 확장하기로 전략적인 결정을 하였다. 덴마크 기업 UVD Robots 과의 제휴를 통해 master distributor(총 대리점)를 결정하고, 이를 통해 고객에게 빌딩 위생과 추가적으로 직원들에게도 위생을 제공하였다.

UVD Robots의 자율 주행 소독 로봇은 의료 환경에서 바이러스와 박테리아를 소독하고 살균한다. 따라서 코로나 바이러스의 번식을 효과적으로 제한하고 의료인을 보호할 수 있다. UVD Robots을 파트너로 선택할 수 있었던 것은 이 업체가 유럽 규범 및 보건 표준을 충족하였기 때문에 빠르게 이루어졌다.

Gogas는 70여 년 역사의 적외선 및 자외선 분야에서 업계를 선도하고 있다. 포트폴리오에 UV-C 분야를 확장한 것은 코로나 이전부터 지속적인 발전을 위한 회사의 전략이었다.

Gogas는 수년 전에 사업 전략으로 기존의 제품 판매를 중단하였고, 전체 포트폴리오를 시장에서 선도적인 기업의 혁신적 기술로 확충하였다. “당사 고객에게는 우리가 모든 것을 직접 개발하는 것이 중요한 것이 아니라 고객에게 부가가치를 주는 시너지를 이용하는 것이 중요합니다.”(마틴 젬바하, Gogas 전략적 사업 개발 디렉터) 새로운 영역에 도전하면서 결정이 옳았음을 위기 속에서 확인하고 있다. 이런 식으로 위의 세 기업들은 시스템 공생 관계 속에서 계속해서 성장할 것이고 내부의 혁신뿐만 아니라 전략적 파트너쉽도 넓혀나갈 계획이다.

독일의 희망 열차인 중소기업

위기 속에서 중소기업은 자신들이 잘할 수 있는 것을 실제로 보여주었다. 신속하게 전환하기, 결정 과정 단축하기, 시너지 활용이 바로 그것이다. 위기 속에서 독일의 혁신을 주제로 한 이번 조사는 흥미로웠으며 시사하는 바가 크다. 한마디로 요약하면 맞서기보다는 함께 해야 한다는 것이다. 자체 사업만 계속 유지하는 것이 아니라 창의적인 솔루션으로 공동의 이익에도 기여해야 한다. 좌절감과 생존에 대한 두려움을 떨쳐버리고 신뢰할 수 있는 발전의 동력에 불을 붙여야 한다. 여기에서 ‘Made in Germany’는 더 이상 중요하지 않다.