스마트공장은 우리 제조업을 구해낼 수 있을까 - 매일경제 - 매일경제

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[중기야사-49] 안녕하세요? 매일경제에서 중소기업을 담당하는 이덕주 기자입니다. 지금까지 중기야사는 공통적으로 `제조업`을 중요한 주제로 다뤘습니다. 앞서 저희는 섬유산업과 전자산업을 통해 국내 제조업의 흥망성쇠를 엿보았고, 중소 제조업체들이 심각한 인력 문제에 처해 있다는 것도 알게 되었습니다. 특히 중국과의 제조업 경쟁이 우리 발등에 떨어진 불입니다.

최근 다임러(벤츠)는 독일 진델핑겐에 위치한 스마트공장 `팩토리56`을 공개했습니다. 이곳에서는 벤츠 S클래스가 생산됩니다. 이제 대기업들의 생산공장은 스마트팩토리로 만들어지는 것이 너무나 당연합니다. /사진=다임러

코로나19를 겪으면서 우리는 한국의 제조업 경쟁력이 아주 높은 수준이라는 것을 깨달을 수 있었습니다. 유엔의 2020년 보고서에 따르면 2018년 기준 우리나라의 제조업 경쟁력은 3위로 독일, 중국 다음입니다. 한국 뒤에 있는 것이 미국(4위), 일본(5위)입니다. 우리나라는 첨단제조업부터 전통제조업까지 두루 발달해 있어서 국내에서 못 만드는 것이 거의 없는 국가라고 합니다. 그런데 우리나라와 중국과의 관계를 생각해보면 3위라는 순위는 그렇게 안정적인 지위는 아닙니다.

무역협회 자료에 따르면 중국은 세계 수출시장 점유율 제품이 1735개로 세계 1위를 차지하고 있습니다. 2위는 독일(685개), 3위는 미국(511개), 5위는 일본(162개)입니다. 7위는 140개로 인도이며 한국은 63개로 13위입니다. 중국은 전 세계 제조업 수출기지로 압도적인 위치에 있다고 볼 수 있습니다. 우리 주위의 공산품 중 `메이드 인 차이나(Made in China)’가 얼마나 많은지를 생각해보면 당연한 현상입니다.

그러면 부가가치가 높은 첨단제품은 어떨까요? 닛케이가 발표하는 첨단기술 제품 시장점유율의 경우 우리나라가 세계 1위인 제품은 D램, 유기발광다이오드(OLED), 낸드형 플래시메모리, 대형 액정 패널, 스마트폰, 슬림형 TV, 조선 7가지인데 모두 중국의 도전을 받고 있는 분야입니다. 미국이나 일본이 1위인 제품과 달리 중국은 직접적으로 우리가 1위인 제품과 경쟁하고 있습니다.

스마트폰, 디스플레이, 반도체, TV, 조선까지 모두 중국과 치열한 경쟁을 하는 분야입니다. /사진=2020년8월14일자 매일경제신문

지리적으로 워낙 가깝기 때문에 중국은 한국 기업들의 생산기지로 활용되고 있습니다. 중국에 진출해 직접 제품을 생산하거나 중국 기업들에 위탁제조를 맡기는 형태입니다. 또 중국이 세계적인 경쟁력을 갖춘 제품들은 곧 한국 시장으로 수입돼 국내 시장을 초토화시키고 있습니다. 철강, LED, 소형가전 등이 중국산 제품에 국내가 큰 타격을 받는 대표적인 분야입니다. 한국에서 유럽으로 생산기지를 옮기는 것은 어려운 일이지만, 한국에서 중국으로 생산기지를 옮기는 것은 아주 쉬운 것도 사실입니다. 이처럼 중국의 바로 옆에 있다는 것은 한국 제조기업들에는 점차 `기회`에서 `위기`로 변해가고 있습니다.

설상가상으로 국내 제조업과 관련된 환경은 점점 악화되고 있습니다. 인건비는 계속 상승하는 추세이고, 인재들의 제조업 기피 현상은 더욱 심해지고 있습니다. 노동 및 환경 규제도 제조업에 불리한 방향으로 강화되고 있고 코로나로 인해 제조업 수출도 부정적입니다.

이런 상황에서 제조업 경쟁력 강화를 위한 해결책으로 무엇이든 처리해주는 `도깨비 방망이`처럼 쓰이고 있는 것이 있습니다. 바로 `스마트공장(Smart Factory)’입니다. 스마트공장이란 무엇일까요? 우리나라 언론에 스마트공장이라는 단어가 나오는 것은 2000년대 말부터로 이는 쉽게 말하면 `제조업의 디지털화`라고 표현할 수 있습니다.

코로나로 인해 우리의 삶은 더 빠르게 디지털로 변화하고 있습니다. /사진=jellyfish.com

원래 제조업이란 중기야사 뿌리산업 편에서 다뤘던 것처럼 주물, 단조, 금형, 용접 등 기계공학적인 기술이 중심이었다고 합니다. 하지만 사물인터넷(Internet of Things)의 발달로 기계에 각종 센서와 전자장치를 부착하게 되면서 제조현장에서 데이터를 생산할 수 있게 되었습니다. 이 데이터를 바탕으로 제조업의 생산성을 높이는 것이 `스마트공장`의 중요한 목적입니다. 저도 정확한 메커니즘은 알 수 없지만 생산현장에서 나오는 빅데이터를 분석하면 공장의 생산성을 높일 수 있다고 합니다. GE, 지멘스와 같은 글로벌 대기업들이 이런 스마트공장 구축에 적극적이었고 이 솔루션을 외부에 전파하는 것도 적극적이었습니다.

이런 제조업의 변화는 독일에서는 `인더스트리 4.0`이라는 용어로 유행했고 우리나라에 넘어올 때는 인공지능과 만나 `4차 산업혁명`이라는 용어로 둔갑하기도 했습니다. 스마트공장에서 빅데이터가 나오고 이를 인공지능을 사용해서 활용한다는 점에서 스마트공장은 인공지능과도 밀접하게 관련돼 있기는 합니다.

스마트공장은 생산성을 높이는 중요한 수단으로 자동화(로봇)를 선택합니다. 이것은 어떻게 보면 당연할 수밖에 없는데요. 인간의 신체적인 작업은 `데이터화`할 수가 없습니다. 인간의 감에 의존한 작업은 놀라운 정확도를 보이기도 하지만 그 정확도를 데이터로 만들어낼 수는 없습니다. 그렇기 때문에 인간의 육체적인 작업은 최소화하고 이 과정에서 과거의 공장에는 반드시 있었던 위험하고 더러운 환경도 개선된다는 것이 스마트공장의 특징입니다.

미국 제조업의 경쟁력이 떨어지면서 제조공장이 집중된 러스트벨트(미시건, 오하이오, 펜실베이니아주 등)는 황폐화되었고 이곳 유권자들은 트럼프가 대통령이 되는데 결정적인 역할을 했습니다. /사진=벨트매거진

이런 점에서 스마트공장은 점점 떨어지는 선진국의 제조경쟁력을 보완할 수 있는 만능열쇠처럼 받아들여지고 있습니다. 데이터를 통해서 제조업 생산성을 높일 뿐 아니라 필요 인력이 줄어들어 인건비가 낮아지고, 작업 환경이 개선되면서 젊은이들이 제조 현장으로 유입될 수 있습니다. 많은 국가에서 스마트공장을 `리쇼어링`의 중요한 수단으로 보고 있습니다. `리쇼어링`은 생산공장을 해외로 보내는 `오프쇼어링`과 대비되는 단어로 해외로 보낸 생산공장을 다시 국내로 돌린다는 뜻입니다. 제조업 공장이 해외로 옮겨가면서 국내 일자리가 줄어들고 제조업 일자리가 많았던 지역경제와 사회가 황폐화되는 것은 모든 선진국이 공통적으로 겪는 문제였습니다. 리쇼어링은 이를 되돌린다는 차원에서 지역의 표가 필요한 정치인들에게 매력적인 개념일 수밖에 없습니다.

스마트공장이라는 단어가 등장한 것은 2000년대 말이지만 사실 대기업들은 끊임없이 생산라인의 디지털화를 진행했다고 합니다. 삼성, 현대차그룹, 포스코와 같은 대기업들은 각자 자체 IT회사를 가지고 있습니다. 삼성의 경우에는 삼성SDS, 현대차는 현대오토에버, 포스코는 포스코ICT와 같은 계열 IT회사를 통해 생산라인의 디지털화를 진행해왔고 그룹사들의 스마트공장을 구축하는 일은 이 회사들이 도맡아 해왔습니다. 그룹사의 ERP(전사자원관리시스템)를 IT회사들이 전담하는 것처럼 말입니다.

그런 점에서 2010년 이전까지만 해도 스마트공장은 대기업만의 일이었습니다. 하지만 2010년부터 대기업들은 자신들이 거래하는 협력사(하도급업체)들에 시범적으로 스마트공장을 구축하는 것을 도와주기 시작했습니다. `상생` 차원에서 대기업이 돈과 노하우를 대서 중소기업들의 공장을 `스마트화`해주는 작업이었습니다. 대기업들은 협력사들의 디지털화를 돕는 것이 자신에게도 도움이 된다는 것을 깨달았던 것으로 보입니다.

2013년부터는 아예 정부가 나서서 중소기업 스마트공장 구축 사업을 돕기로 했는데요. 당시에는 중소벤처기업부가 산업통상자원부 아래에 있었기 때문에 산업부 주도로 사업이 추진됐고 `산업혁신운동 3.0`이라는 이름까지 붙었습니다. 2014년에는 스마트공장 보급이 대통령이 관심을 두는 국책사업이 되어서 삼성전자와 LG전자, 현대차, 두산, 효성 등 대기업들이 나서서 중소기업들이 스마트공장을 구축하는 것을 지원하기로 했습니다. 당시 목표는 2020년까지 1만개의 스마트공장을 만드는 것이었습니다.

문재인정부 들어서도 스마트공장 구축 사업은 그대로 계승되었고 예산 지원은 더 늘어났습니다. 특히 중소벤처기업부가 중소기업 스마트공장 보급을 담당하는 부처가 되면서 2017년 600억원 정도였던 예산은 연 4000억원 규모까지 늘어났습니다. 중기부 전체 예산이 13조원 정도인 것을 감안하면 엄청나게 큰 규모인 것을 알 수 있습니다.

산업용 사물인터넷(IoT) 시장에 참여하는 주요 기업들에 대한 한 컨설팅 회사의 분석입니다. 한국기업으로는 삼성SDS가 눈에 띕니다. /사진=포레스터리서치, 지멘스

최근에는 중소기업들의 스마트공장에서 나오는 데이터를 클라우드에서 저장하고, 여기서 가치를 창출해내려는 제조데이터 플랫폼 사업까지 출범했습니다. 대기업들은 스마트공장에서 나온 데이터를 기반으로 효율성을 높이는 플랫폼을 각자 가지고 있습니다. 이를 자신들이 사용하기도 하지만 외부 기업에 제공하기도 합니다. GE의 경우는 `프레딕스`, 지멘스는 `마인드스피어`, 삼성SDS는 `넥스플랜트`, 포스코ICT는 `포스프레임`이라는 이름을 붙였습니다. 중소기업의 경우 직접 이런 데이터 플랫폼을 구축하기 어려우니 정부가 만들어서 이 데이터를 활용할 수 있도록 돕자는 것이 `중소벤처 제조플랫폼(KAMP)’입니다.

그런데 이렇게 중소기업을 대상으로하는 스마트공장 사업은 우리나라의 경우 해외와는 다른 의미가 있습니다. 앞서 말씀드린 대로 대기업들의 경우 자기 계열사의 스마트공장은 계열 IT회사를 통해 구축합니다. 이런 것을 캡티브마켓이라고도 하고, 부정적인 표현으로는 `일감 몰아주기`라고도 합니다. 삼성SDS가 아무리 스마트공장을 잘 만든다고 해도 LG그룹의 스마트공장을 구축할 수는 없습니다. 이는 계열사에 몰아준다는 이유도 있지만 삼성전자와 LG전자가 경쟁 관계에 있어서이기도 합니다. 이것은 우리나라에 스마트공장 구축 분야의 세계적인 기업이 없는 이유이기도 합니다.

스마트공장은 솔루션 구축기업(소프트웨어)이 중심에 설 수 밖에 없습니다. 이 회사가 어떤 하드웨어와 네트워크, 클라우드를 사용할 것인지 종합적인 지휘자의 역할을 하게되기 때문입니다. 그런점에서 중소기업에서 좋은 공급기업이 등장해야한다는 설명도 나옵니다. /사진=텔스타홈멜

그런데 중소기업 혹은 중견기업의 경우는 자체 IT회사가 없기 때문에 누구든 이 회사에 스마트공장 구축 솔루션을 제공할 수 있습니다. 삼성이 될 수도 있고, 포스코가 될 수도 있습니다. 오히려 스마트공장을 구축하려는 중소기업 고객을 확보하는 데 스마트공장 구축 전문 중소기업이 더 유리한 부분도 있습니다. 대기업이나 중견기업과 달리 중소기업이 스마트공장 구축에 투여할 수 있는 돈은 2억~3억원 정도에 불과한데 대기업 입장에서는 이 정도 매출을 위해 높은 연봉을 주는 직원들을 보낼 이유가 적기 때문입니다. 오히려 어느 대기업과도 관련이 없는 독립적인 중소기업에 더 기회가 있다고 볼 수 있습니다. 이런 점에서 스마트공장은 공장을 구축하는 제조 중소기업(수요 기업)에도 중요한 기회이지만, 이를 구축하는 기업(공급 기업)에도 큰 기회인 것입니다.

스마트공장 구축 지원 사업은 보통 정부가 50% 정도를 대고, 나머지 50%는 중소기업이나 대기업이 나눠서 대는 형태입니다. 그러므로 정부 예산이 4000억원이라고 하면 실제 구축 시장은 연 1조원 정도 될 것으로 보입니다.

스마트공장은 디지털이 중심이기는 하지만 물리적인 제조가 이뤄지기 때문에 다양한 기업이 연관돼 있습니다. 스마트공장 컨설팅 전문기업인 가온파트너스에 따르면 스마트공장과 관련된 기업은 크게 `인지(센서)` `판단(소프트웨어)` `실행(로봇)` 영역으로 나뉜다고 합니다. 여기에 데이터를 전송하는 통신망을 구축하는 네트워크회사, 제조데이터를 저장하는 클라우드 회사가 참여합니다. 이외에도 가상공간에 실제와 똑같은 공장(디지털 트윈)을 만드는 사이버물리제조시스템(CPPS), 3D 프린팅으로 대표되는 적층제조(Additive Manufacturing)도 스마트공장을 뒷받침하는 중요한 기술이기 때문에 이 분야의 기업들도 큰 틀에서 스마트공장 기업으로 볼 수 있습니다.

스마트공장은 단순한 공장자동화와는 다른 개념입니다. 다양한 기업과 기술들이 관련되어있습니다. /사진=스마트제조혁신추진단

아래는 대략적으로 각 분야에 속하는 기업을 정리해본 것입니다. 하지만 로봇·자동화 기업이 직접 소프트웨어를 구축하기도 하고 센서기업이 로봇·자동화 장비를 만드는 등 경계가 명확하지 않다고 합니다.

센서 기업 : 키엔스(일), 코그넥스(미)

소프트웨어 기업(AI) : 삼성SDS, 포스코ICT

로봇·자동화 기업 : 화낙(일), 쿠카(독), 지멘스(독), ABB(스위스), 로크웰(미), LS일렉트릭

네트워크 기업 : SK텔레콤, KT, LG유플러스

클라우드 기업 : 네이버, NHN, 마이크로소프트(미) 등

그런데 스마트공장이 과연 우리 제조업의 경쟁력을 근본적으로 돌려줄 수 있을지에 대해서는 의혹의 시각이 여전히 많습니다. 아무리 스마트공장이 생산성을 높인다고 해도 압도적으로 낮은 인건비와 대량생산, 넓은 내수시장에서 나오는 경쟁력은 이길 수 없기 때문입니다. 빅데이터와 인공지능이 도깨비 방망이처럼 모든 것을 들어줄 수 있을지 의문입니다.

또한 스마트공장이 도입되면 오히려 기업이 신경써야 할 요소가 늘어나면서 관리·유지 비용만 늘어난다는 지적도 있습니다. 기존에는 기계적인 것만 신경써야 했지만 스마트공장에서는 소프트웨어적인 요소까지 신경써야 하기 때문입니다. 이는 중소기업에는 과도한 부담이라는 설명도 나옵니다.

움직이는 전자장비가 된 자동차는 소비자들에게 다양한 편의를 제공하고 있습니다. 전자화된 자동차에 익숙해진 소비자들은 과거로 돌아가기 쉽지 않습니다. /사진=현대 제네시스

제가 단편적으로 이해하기로는 스마트공장은 자동차의 전장화와 비슷하지 않을까 하는 생각이 듭니다. 기계장치 중심이었던 자동차는 최근에 거대한 전자장비로 변화하고 있습니다. 그러다보니 잦은 고장이 많아진 부분도 있다고 합니다. 하지만 전장화가 여러 가지 고객 편의를 높여주고 있고, 연비 개선 등의 실질적인 수치로 나타나고 있는 것을 보면 스마트공장도 디지털화에 따른 성과가 나오고 있는 것이 아닐까요. 무엇보다 스마트공장은 다품종 소량생산에 대단히 효과적이고, 친노동·친환경적인 공장을 구축하는 데 큰 도움이 됩니다.

정리해보겠습니다.

1. 선진국의 제조업 경쟁력 유지를 위한 대안으로 스마트공장(디지털 제조업)이 제시되고 있습니다.

2. 우리 정부는 2013년부터 스마트공장 구축에 드라이브를 걸고 있고, 매년 4000억원 이상의 예산을 중소기업에 직접 지원하고 있습니다.

3. 스마트공장의 실효성에 대한 의구심에도 불구하고 중소기업 스마트공장은 거부할 수 없는 트렌드가 되고 있습니다.