디지털 변환 vs 스마트 팩토리 신축

생산을 디지털로 업그레이드하는 것(브라운 필드)이 좋을까? 처음부터 새로 시작하는 것(그린필드)이 합리적일까? 스마트 팩토리는 단지 재정 상황의 문제가 아니다. 따라서 장점과 단점을 정리해보았다.

래리 터위(Larry Terwey): ECS Engineering Consulting & Solutions 디지털 비즈니스 디렉터

핵심 내용

  • 브라운 필드 접근법은 기존의 제품 스펙트럼과 보유하고 있는 기계 그리고 IT 시스템을 기반으로 한다.
  • 그린필드 프로젝트는 처음부터 기계에 네트워크로 연결하고 IT 시스템이 존재하는 스마트 팩토리를 의미한다.
  • 두 접근 방식을 비교해보면 옳고 그름, 좋은 것과 나쁜 것은 없다. 각각의 유스 케이스를 차별화하여 고려하고 계산해야 한다.

공장을 디지털화하고자 하는 기업들은 어디서부터 어떻게 시작해야 하지?라는 문제에 직면한다. 몇몇 기업들은 생산 프로세스와 품질 관리에 초점을 두고, 또 다른 기업들은 제품이나 서비스 쪽에 초점을 맞춘다. 이때 어느 쪽을 중요하게 볼 것이냐? 또는 RoI(Return on Investment, 투자 수익률), 즉 언제부터 수익이 날 것인가? 하는 것이 중요한 것은 아니다. 적어도 기술적 아키텍처가 더 중요하고, 그와 더불어 기존 생산을 디지털화할 것인지(브라운 필드) 아니면 새로운 공장을 신축할 것인지(그린필드)를 결정하는 것이 중요하다.

모두 다르게 아니면 모두 새로운 것으로

브라운 필드 접근법은 기존의 제품 스펙트럼, 즉 보유하고 있는 기계와 IT 시스템을 기반으로 하며, 이를 더욱 발전시키는 것이다. 이때 IoT 플랫폼이 통합 허브 역할을 한다. 본질적인 것은 과거에 필요했던 수십억 유로(원화로 조 단위 투자금)를 아낄 수 있고, 공장을 미래에 적합하게 업그레이드할 수 있다는 점이다.

그린필드 접근법은 완전히 다르다. 네트워크로 연결된 기계와 IT 시스템으로 시작하는 스마트 팩토리를 ‘푸른 들판에’ 새로 짖는 것이다. 그린필드 접근법에서는 새로 개발한 IoT 가능한 제품을 제작하기도 한다. 이는 극소수의 기업에게 적합한 이상적인 접근법이다. 새로운 세대의 제품이나 특정 생산 프로세스에 현대적인 시스템을 일관되게 갖추게 되는 유사 ‘그린필드 라이트’가 훨씬 합리적이다.

그린필드: 처음부터 디지털로

프로젝트를 바닥부터 새로 계획하고 이행할 수 있다면 큰 장점이 있다. 낡은 시스템과 오래된 데이터 기록 또는 데이터 교환을 하기에 부족한 옵션들과 씨름할 필요도 없다. 이는 사용하는 모든 구성 요소들이 최신 기술을 바탕으로 하며 매끈하게 통합할 수 있기 때문이다. 필요한 보안 기능을 포함하여 최신 인터페이스와 센서 또는 카메라를 사용한다. 따라서 상태 데이터와 환경 데이터를 수집할 수 있을 뿐만 아니라 처리와 분석을 위해 바로 전달할 수도 있고, 필요한 경우 실시간 전달도 가능하다. 모든 것이 새로 구상되기 때문에 회사는 최신 OT(Operational Technology) IT를 아무런 제약 없이 선택할 수 있다. 설계자는 모든 방법을 사용할 수 있기 때문에 최대한 유연성을 유지할 수 있다. 이 모든 점으로 인해 그린필드 프로젝트는 이행하기가 훨씬 용이하다.

또한 그린필드 접근법은 혁신과 기술 도약을 쉽게 구현할 수 있다. 하지만 여기에는 대가가 따른다. 모든 시스템과 구성 요소를 새로 구매해야 하기 때문에 초기 투자비가 매우 비싸다는 것이다. 무엇보다 스마트 팩토리를 신축하고, 제품, 부품, 구성 요소를 새로 개발하는 이상적인 시나리오일 경우 더욱 그러하다. 그 대신 그린필드 접근법을 선택한 회사는 유지관리 비용을 상당히 낮출 수 있다. 최신 시스템은 원격 액세스가 용이하고 원격 수리와 원격 소프트웨어 배포(Software Deployment) 등 IIoT 시나리오에 대해 대비할 수 있기 때문이다. 동시에 훨씬 복잡한 예측 유지 보수에 대한 기초를 만들 수 있고, 이는 다시 많은 비용을 절감할 수 있다.

브라운 필드: 대변혁 대신 발전

새로운 제품을 개발하고자 할 경우, 기존 고객을 도외시하면 안 된다. 많은 제조 기업들이 이미 진행된 투자로부터 보호를 받고 있기 때문이다. 그들은 새로 구매하는 대신 기존 기계를 스마트 디바이스로 업그레이드하는 것을 선호하기 때문에, 제조사는 제품에 센서 장치나 통신 기술을 추가로 장착해달라는 요청을 받을 수 있다. 이를 통해 IIoT로의 전환이 가능해진다. 하지만 부정적이어서는 안 된다. 반대의 경우, 작은 단계로 디지털화하는 기업들이 보다 빠르게 성장하는 경우도 많다. 이들은 필수적인 정보들과 경험들을 민첩하게 수집하고 활용할 수 있기 때문이고, 온도, 압력, 공기 질 등에 대한 센서를 설치하는 것으로 필수적인 정보를 얻을 수 있다. 그리고 모든 구성 요소가 새로운 것이 아니기 때문에 리스크도 훨씬 낮출 수 있다.

브라운 필드 접근 방식의 문제는 구식 장치의 통합과 데이터 전송 그리고 구식 장치를 클라우드에 연결하는 데 있다. 다행스럽게도, 기계-기계 통신과 관련해서 SIM 카드의 국제 로밍 등과 같이, 간편하게 해결할 수 있는 방법들이 늘어나고 있다. 또한 애플리케이션에서 다양한 플랫폼까지 넓은 범위의 소프트웨어를 이용할 수 있다. 그럼에도 불구하고 회사는 각양각색의 기계 컨트롤 시스템과 Create My Interface, TNC Remo까지 다양한 통신 프로토콜을 다룰 수 있어야 한다. 게다가 그 가운데 많은 것들이 독점 소프트웨어이다.

차량 엔지니어링의 OBD2 또는 CAN 버스와 같은, 다양한 데이터 액세스 및 이미 존재하는 센서들도 많다. OPC UA 표준은 이전 시스템과 설비에도 사용되지만 부분적이다. 이런 이질성으로 인해 통합이 쉽지 않다. 표준 인터페이스를 사용할 수 없다면 개별 소프트웨어를 프로그래밍해야 하고, 이는 정비의 번거로움과 정비 리스크 등과 관련하여 익히 알고 있는 단점과 결부된다.

두 가지 접근 방식을 비교해 볼 경우, 옳고 그름, 좋은 것과 나쁜 것은 없다. 기업들 각각의 목적, 현재 기술적 상태, 확보된 예산에 따라 각각의 유스 케이스를 차별화하고 고려하여 계산해야 한다. 서비스 측면에서 아무리 크게 환호를 받는다 하더라도, 반드시 성공으로 이어지는 것은 아니다. 고객과 최종 사용자가 그로부터 혜택을 받는 반면, 제조사와 서비스 공급자에게는 높은 투자비가 부담이 되기 때문이다. 그리고 기계에 필요한 업그레이드가 가능하다 할지라도 비용이 매우 많이 들어갈 수 있다. 브라운 필드 프로젝트도 항상 신규 구매 시 비용과 비교해 보아야 한다. 따라서 두 가지 경우, 모두 정확하게 계산기를 두드려봐야 한다!