생산성과 안전성, 혁신 강화를 위해 IIoT
도입하는 스마트 팩토리에서 성장
기회들이 나타나
화학산업에서 일반 제품보다 맞춤형, 특수형 제품들에 대한 수요가 늘어나면서 이를 충족시키기 위한 제조 방식으로 빠르게 바뀌고 있다.
그 결과 화학 산업은 첨단 및 산업용 사물 인터넷(IIoT)을 기반으로 하는 기술들을 활용해, 장기간 생산성과 안전성, 혁신, 그리고 비용 절감을 위해 스마트 팩토리를 구축하려고 한다.
안상현 기자 press@iunews.co.kr
IIoT 기반 스마트 화학공장 현실화 '눈앞
최근 공장 자화 산업은 4차 산업혁명 이라는 메가트랜드 물결로 출렁거리고 있는 가운데, 스마트팩토리 구현이라는 거대한 블루오션의 파고가 더 이상의 요구가 아닌 시대적 흐름으로 자리매김하는 분위기다.
산업통합으로 인해 제조사들이 자신들의 제품 포트폴리오 확장에 더욱 속도를 낼 수 있게 됐고, 환경 및 건강 관련 규제들도 강화되면서 제조사들로 하여금 화학물 생산에 관한 대체 에너지원을 식별하도록 강요될 것이다.
최근 한 글로벌 산업조사기관이 발표한 4차산업혁명시대의 디지털 공정 생산 관련 보고서'에 따르면 디지털팩토리를 향한 화학 제조업체의 움직임이 화학 밸류체인 전반에 걸쳐 사업운영의 가시성과 접근성을 개선하여 강력한 전략적 계획과 목표 수립을 용이하게 할 것이라고 밝혔다.
실제 글로벌 화학기업인 BASF와 Dow Chemicals, DuPont, Evonik, ClariantandAkzo-Nobel 등의 선도업체들이 더 높은 사업 성장을 이룩하고 스마트 화학 제품과 같은 새로운 수익원을 살펴보기 위해 IIoT 기반 기술을 활용하고 있다.
이들 화학제조사들은 자본 지출이 한정되어 있음에도 불구하고 첨단 자동화와 모듈러, 스마트 기술들에 투자하는 브라운필드(재개발) 프로젝트를 늘려가고 있는 것이다.
정보기술과 운영기술의 융합으로, 이들 제조사들은 스마트 센서와 클라우드, 빅데이터, 분석기법과 같은 핵심 IIoT 기술을 활용할 수 있게 되면서 화학 공정과 자산, 장비 성능, 그리고 제어 작업등의 세밀한 평가가 용이해졌다
아울러 화학 플랜트에 배치된 장비의 데이터를 대조하는 통신 게이트웨이 및 인텔리전트 솔루션에 투자해 아래 사항들을 지원할 수 있다.
지역별로 살펴보면 한때 화학산업을 지배했던 유럽이 아시아 신흥국가들, 주로 중국과 인도에게 점유율을 뺏기고 있다.
이에 생산 공장 및 연구 센터에 대한 투자도 아시아 신흥국가들로 옮겨지고 있다. 반면에 북미의 화학산업은 셰일 가스 탐사의 풍부한 원료를 이용해 원자재 비용과 무역 수입 의존도를 줄이고 있다.
특히 선진국에서는 정부 기관과 협력하는 대형 화학기업들이 디지털 기술들에 대한 홍보와 투자에 적극적으로 나서고 있다.
이러한 추세는 다른 국가들에도 점점 퍼져, 지역 생산을 촉진해, 전체 화학 산업을 성장시킬 것으로 예상되고 있다.
공정 프로세스 관련 기기류 디지털 융복합 흐름에 편승해야
4차 산업혁명이 만들어 낼 스마트팩토리는 제조기술의 혁신 뿐 만 아니라 공장을 구성하는 다양한 자동화 제품들의 기술 트렌드의 획기적인 변화를 몰고 올 것으로 기대되고 있다.
특히 식품, 화장품, 제약 제조 등의 특수화학 프로세스를 구성하는 기계류 및 이송기기, 계측장비 등은 각종 자동화 제어솔루션의 기술적 트렌드와 융합해 사물인터넷(IoT)에 기반한 스마트 화학공장이라는 큰 퍼즐을 맞추기 위한 시도도 점진적으로 늘어날 전망이다.
즉 4차산업혁명은 융복합이나, 운영자동화, 정밀화학공정 등 전반적인 공장 구성의 패러다임 변화가 크게 이뤄질 것으로 전망되는 우리 화학설비 산업계의 첨단화, 스마트화 혁신을 이끌어 갈 것으로 기대되고 있다.
사물인터넷(IoT)과 인공지능(AI)을 기반으로 사이버 세계와 물리적 세계가 네트워크로 연결돼 하나로 통합되는 등 4차 산업혁명이 만들어 낼 미래의 화학공장은 기존의 제조설비 부분에 있어서의 정례화된 틀을 단번에 바꾸어 버릴 정도의 변화를 몰고 올 것으로 기대되고 있다.
특히 사물인터넷은 제조, 에너지, 농업 등 전통적 산업부문의 근본적인 변화를 가져올 기술로 각광받으면서 산업 IoT라는 개념도 급부상 중이다.
산업 IoT란 통신, 감지, 내부 상태 및 외부 환경과의 상호작용 등을 위한 임베디드 기술과 산업용 사물과의 융합과 활용을 의미하며, 컨설팅 업체 엑센츄어(Accenture)는 산업 IoT에 대한 공공 및 민간 투자가 현재와 같은 추세로 확대될 경우 2030년에는 최대 14조 달러의 GDP 창출이 가능할 것으로 예상하기도 하였다.
현재 산업 IoT는 발전 초기 단계에 불과하지만 관련 생태계가 빠르게 조성되고 있으며 시스코(Cisco), GE(General Electric) 등 글로벌 기업들을 필두로 도입 사례도 크게 증가하고 있는 추세이다.
이처럼 4차 산업 혁명의 출발은 무엇보다 제조업을 중심으로 한 산업 현장에서 빠르게 나타나고 있다.
이에 따라 주요 선진국은 경쟁적으로 이에 대한 대책을 마련하고 적극 추진 중에 있다. 독일의 인더스트리 4.0, 미국의 산업 인터넷, 일본의 로봇 신전략, 중국의 제조 2025 등이 그것으로, 각국은 4차 산업혁명을 이끄는 주요 기술융합 전략을 제시하며, 선도적 위치를 차지하려는 노력을 강화하고 있다.
우리나라도 제조업 혁신 3.0 전략에서 IT와 SW융합을 통한 제조업 혁신전략을 설정하고, 스마트공장 1만개 확산 목표 등을 제시하며 이 물결에 동참하고 있다.
그러나 스마트공장에 대한 국내외의 높은 관심에도 불구하고, 이에 대한 구체적 개념 및 효과에 대한 명확한 논리와 실천계획은 여전히 미흡한 실정이라고 할 수 있다.
국내는 스마트공장 확산을 위한 표준 플랫폼 등이 제시되고 있으나, 공급측면에서 국내 경쟁력이 취약하고 실제 현장적용에 현실적 어려움이 있는 것도 사실이다.
스마트공장의 성공적 구축을 위해서는 IT 융합과 기존 제조기술의 고도화가 병행되어야 하며, 기술 간 표준을 통한 상호운용성을 확보하는 것이 선결요건이다.