인더스트리 4.0이란 무엇인가

산업 혁명은 인간의 역사에 걸쳐 기업, 정부 및 사회의 경제적, 정치적 운명에 영향을 미쳤습니다. 1차 산업 혁명은 18세기 말 영국에서 시작되었습니다. 당시 증기 기관의 발명으로 인해 직물 산업은 수작업 생산 방식에서 기계 기반 생산 방식으로 대체되었습니다. 이후 철도 운송과 전신, 전기의 발명으로 시작된 2차 산업 혁명이 도래하기까지는 거의 한 세기에 가까운 시간이 걸렸습니다. 제2차 세계대전이 끝난 이후, 1947년에 들어서야 비로소 미국에서 트랜지스터가 발명되면서 3차 산업혁명이 시작되었으며, 디지털 컴퓨터가 운송 및 통신 기술의 발전을 이끌었습니다.

인더스트리 4.0의 정의

오늘날 우리는 4차 산업 혁명의 시대, 즉 인더스트리 4.0의 시대를 살고 있습니다. 인더스트리 4.0이라는 용어는 2011년 당시 독일 정부가 진행 중이던 하이테크 전략 프로그램에서 고안되었습니다. 하지만 이 용어가 널리 알려지기 시작한 것은 2016년 세계 경제 포럼(World Economic Forum)에서 채택되고 나서였습니다. 앞선 세 차례의 산업 혁명과 비교했을 때 이 네 번째 혁명은 기하급수적인 속도로 진행 중입니다. 인더스트리 4.0의 속도와 규모, 영향력과 이로 인해 발생한 엄청난 변화로 전 세계 기업 및 시민들은 다양한 영향, 기회, 위기에 직면해 있습니다.

인더스트리 4.0의 의미

높은 수준의 운영 효율성과 경쟁력, 새로운 고객 소비 패턴 파악 등에 필요한 기술 및 숙련도 높은 직원 등을 필요로 하는 인더스트리 4.0은 기업들에 엄청난 영향을 미치고 있습니다.

McKinsey 및 세계 경제 포럼에 따르면 인더스트리 4.0의 기술들은 새로운 제품과 서비스를 통해 2025년까지 전 세계 경제에 최대 3조 7천억 달러 규모의 가치를 제공할 것으로 보입니다. 이 기술들은 기업이 고객이 원하는 제품과 서비스를 디자인, 커스텀화, 제조하여, 고객이 원하는 시간에, 원하는 방식으로 제공할 수 있게 할 것입니다. 자동화 수준의 개선을 위해서는 높은 수준의 기술이 필요하고, 그에 따른 비용 증가 역시 예상됩니다. 또한 숙련도가 떨어지는 노동자들은 기계에 의해 대체될 것이며, 이는 노동 문제와 사회 긴장 심화로 이어질 것입니다.

이 기술들은 비즈니스 중단을 초래하는 악의적인 행위자의 발생 위험도 높일 수 있습니다. 예를 들어 2021년 Colonial Pipeline Company와 JBS Foods를 상대로 한 고가치 표적에 대한 랜섬웨어 공격으로 석유 및 식료품 공급 충격이 발생했고, 이는 특정 미국 인구에 영향을 미쳤습니다. 따라서 데이터 보안은 안전하고 효율적인 상거래를 보장하기 위한 주요 요인이라고 할 수 있습니다.

모바일 플랫폼과 인터넷 기술 덕분에 정부는 향상된 투명성, 가시성, 전국민과의 즉각적인 커뮤니케이션 역량을 확보할 수 있었습니다. 그러나 그룹이 자체 조직되어 일반적인 통신 채널 밖에서 커뮤니케이션할 수 있게 되면서, 인더스트리 4.0 기술 역시 전통적인 방식의 정부 제어를 우회할 수 있게 되었습니다. 국민의 즉각적인 대응을 촉발할 수 있는 이벤트 및 시나리오가 빠른 속도로 개발되고 있기 때문에, 정부 지도자들은 의사결정 및 정책 결정 프로세스에서 보다 높은 수준의 민첩성을 갖춰야 할 것입니다.

인더스트리 4.0 기술

4차 산업 혁명 실현을 위한 새로운 기술들이 상용화되었고, 이 기술들은 다음과 같은 그룹으로 분류할 수 있습니다: (a) 사물 인터넷(Internet of Things) (b) 온디맨드 컴퓨팅 (c) 인지 컴퓨팅 (d) 사이버 물리 시스템, (e) 데이터 분석.

사물 인터넷

비디오: IoT Asset Monitoring 경험(1:48)

센서, 소프트웨어, 그리고 프로세싱 유닛에 탑재된 뒤 유선 또는 무선 커뮤니케이션 기술을 통해 네트워크에 연결된 물리적 객체까지도 사물 인터넷(IoT)에 포함됩니다. 이 기술은 인터넷을 통해 타 객체 또는 시스템과 커뮤니케이션하고, 데이터를 교환하는 방식으로 사용됩니다. 스마트 홈 기술은 가정용 기기 및 가전제품을 끊임없이 모니터링 및 제어함으로써 소비자들에게 혜택을 안겨줍니다. 물리적 객체의 디지털 표현인 디지털 트윈은 상응하는 물리적 객체로부터 늘 최신 데이터를 제공받습니다. 덕분에 기업은 설계 프로토타이핑의 속도를 높이고, 장비 성능을 지속적으로 모니터링할 수 있습니다.

온디맨드 컴퓨팅

온디맨드 컴퓨팅의 역할은 단일 디지털 스레드의 상호작용 및 생성에 필요한 시스템 간 데이터 대기 시간을 줄이는 것입니다. 그 결과 비즈니스 프로세스를 효율적으로 통합관리할 수 있게 됩니다. 클라우드 컴퓨팅은 온디맨드 컴퓨팅의 가장 일반적인 예이지만, 미션 크리티컬 시스템의 워크로드가 거의 0에 가까운 대기 시간을 달성할 수 있을 정도의 충분한 컴퓨태이셔널 파워를 확보하기 위해서는 에지 컴퓨팅이라고 부르는 분산형 컴퓨팅 양식이 필수적입니다.

인지 컴퓨팅

인지 컴퓨팅에는 인공지능(AI), 머신러닝, 컴퓨터 비전 애플리케이션이 포함됩니다. 컴퓨팅은 인간의 뇌기능을 모방하고 의사결정 과정 개선을 지원합니다. 완전 자율운행 차량은 지난 수년간 시제품 형태로만 존재해 왔지만, 이제 우리는 통근용 차량에서도 자동화된 병렬 주차 시스템 등 개선된 수준의 자율운행 기능을 경험하기 시작했습니다. AI/머신러닝 기능이 탑재된 장비 유지 관리 플랫폼은 데이터 과학 알고리즘과 과거 데이터를 예방 유지 관리 간격 최적화를 위한 권장 사항 생성 기능에 적용하여 비용을 절감합니다.


사이버 물리 시스템

사이버 물리 시스템은 컴퓨터 기반 알고리즘이 제어하는 기계 시스템입니다. 로보틱스는 모던 제조 및 물류 운영에서 이미 널리 사용되고 있습니다. 흔히 3D 프린팅으로 알려진 적층 가공은 복잡한 모양의 부품을 맞춤 생산하고, 신속하게 프로토타이핑하고, 대량 생산할 수 있게 해줍니다.

데이터 분석

데이터 분석은 원시 데이터를 실행 가능한 인사이트 및 트렌드로 전환하는 작업입니다. 내장된 센서 및 연결된 장비로부터 생성된 대량의 실시간 데이터는 원시 및 정형 데이터 저장을 위해 설계된 스토리지 아키텍처인 데이터 레이크에 저장하는 것이 가장 좋습니다. 데이터 웨어하우스라고 불리는 또다른 데이터 스토리지 아키텍처는 데이터 레이크 등 여러 소스로부터 수집한 데이터를 결합해 더 나은 의사결정을 위한 데이터 시각화 및 분석을 지원합니다.

인더스트리 4.0과 제조

제조 분야는 산업 혁명의 영향을 가장 많이 받는 영역으로 알려져 있으며, 지금은 스마트 제조, 스마트 공장 등 신조어까지 생겨난 상황입니다. 스마트 제조가 보다 스마트한 장비, 시설, 제품, 데이터, 프로세스를 통해 산업 관행을 현대화하려는 노력을 칭하는 포괄적인 용어임을 이해한다면 혼란을 피하는 데 도움이 될 것입니다. 스마트 제조라는 용어에는 인더스트리 4.0과 스마트 공장의 병렬적인 개념이 포함됩니다. 스마트 공장의 경우, 인간의 개입이 최소화된 생산 환경에서 IoT, 로보틱스, 적층제조 등 새로운 산업 제조 기술이 사용됩니다.

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인더스트리 4.0 구현 과정에서 혼란을 초래하는 또 한 가지 요인은 기술 선택 옵션이 지나치게 많다는 것입니다. 오늘날 변화의 속도가 빨라지면서, 제조업체가 이 기술들을 통해 실현된 비즈니스 기회를 파악하거나 인지하는 일이 어려워졌습니다. 파괴적 혁신으로부터 비즈니스를 보호하려는 시도보다 중요한 것은 시장을 파괴하는 새로운 기술에 투자하는 것입니다. 그러나 안타깝게도 현실은 그와 반대로 진행되고 있습니다. 연구에 참여한 제조업 응답자의 72%가 파괴적 혁신으로부터 자사의 비즈니스를 보호하기 위해 새로운 기술에 투자한다고 답한 반면, 시장을 파괴하기 위해 새로운 기술에 투자한다고 답한 응답자는 28%에 그쳤습니다. (출처: Punit Renjen, “Success personified in the Fourth Industrial Revolution,” Deloitte Insights, 2019년 1월 19일).

비디오: 지속가능성을 개선하는 Oracle Smart Manufacturing(1:14)

인더스트리 4.0과 Oracle

한 가지 확실한 사실은, 인더스트리 4.0에는 새로운 소프트웨어가 필요하다는 것입니다. 센서 구동을 위해 사용되는 로컬 프로그램에서부터 여러 생산 라인 전반의 리소스를 모니터링 및 조정하는 데 쓰이는 제조 실행 시스템에 이르기까지, 이 모든 새로운 기술은 새로운 종류의 IT 아키텍처를 필요로 합니다. 전사적 자원 관리 및 기타 공급망 관리 소프트웨어의 통합으로, 여러 공장 전체에서 적합한 자재 및 자원을 사용해 제품이 체계적으로 설계되도록 할 수 있습니다. 그 결과 제품의 품질과 수익 마진이 개선됩니다.

Oracle은 제품 혁신을 개선하고, 고객 및 현장 서비스를 향상하고, 스마트 공장을 지원하고, 전체 가치 사슬에 가시성을 제공하는 최대 규모의 기술 솔루션을 보유하고 있습니다. 연결된 디지털 스레드에서 고객의 사용 현황 및 피드백을 제품 수명 주기 관리(PLM) 애플리케이션에 제공해 제품 품질을 높이고 제품 개발 주기를 단축할 수 있습니다. 내장 센서와 블록체인 기술은 사방이 벽으로 막힌 공장을 넘어 가치 사슬 전체에 제품과 서비스의 가시성 및 제어 능력을 제공합니다. IoT 생산 모니터링 클라우드 소프트웨어는 제조업체가 유지 관리 요구사항을 예측하고, 가동 중단 빈도를 줄이고, 품질 문제를 분석하고, 공장 및 기업 수준 모두에서 운영을 관리할 수 있게 지원합니다. 언제든 배포 가능한 이 통합 솔루션은 신뢰할 수 있는 단일 정보 소스를 제공하고, 신속한 구현을 지원하고, 가치 실현 속도를 높여줍니다.

기업과 정부는 인더스트리 4.0이 야기할 거대한 변화를 인지하고, 이에 대비해야 합니다. 위험을 완화하기 위해서만이 아니라, 이 혁명이 제공할 모든 기회를 포착하기 위해서 인더스트리 4.0을 수용하는 것이 중요합니다. 인더스트리 4.0을 도입하는 기업들은 생산성 향상, 폐기물 감소, 보다 지속가능한 생산 공정 창출 능력을 기대할 수 있을 것입니다.