지난 편에서는 인더스트리 4.0의 주요 특징을 ‘플랫폼 인더스트리4.0’의 정의를 이용해 정리했다. 고객들의 개인적인 요구가 증가하고 있고, 이를 충족시켜주기 위해 ‘다이내믹하고, 스스로 조직되고, 범 조직적이고, 실시간으로 최적화하는 가치창출네트워크’의 창출을 추구하는 것이다.

‘다이내믹한 가치창출네트워크’는 구성 요소간의 관계가 정적이지 않은, 즉 고정되지 않은 것을 의미한다. 예를 들면 영화 제작이나 건설업에서 흔히 볼 수 있는 조직 구성인데, 프로젝트 별로 필요에 의해 모였다가 작업이 끝나면 다시 흩어지는 형태다.

‘자율적으로 조직되는 가치창출네트워크’란 구성원들이 각자 필요에 의해 스스로 움직여 조직을 갖추는 상태를 의미한다. 각 구성 요소들이 독립적이고 분권화되어 있는 상태에서 필요에 따라 스스로 의사소통하고, 서로 필요한 것들을 주고 받는다. 이를 위한 기반 기술이 사이버물리시스템(CPS, Cyber Physical System)이다.

사이버물리시스템(CPS)의 필수조건

인더스트리4.0을 위한 CPS는 다음과 같은 특성을 가져야 한다.

첫째, 스스로 인식(Self Identification)이다. 특정한 물체를 상대방이 자체적으로 확인할 수 있어야 한다. 말하자면 “나는 누구인가?(Who am I?)”라는 질문에 대한 답을 물체 스스로가 줄 수 있어야 한다. 둘째, 서비스 탐색(Services Exploration)이다. 특정 사물이 제공하는 서비스를 상대가 자동으로 확인할 수 있어야 한다. “내가 무엇을 제공하는가?(What do I offer?)”라는 물음에 대한 답을 갖고 있어야 한다. 셋째, 자율 네트워킹(Autonomous Networking)이다. 사물들이 스스로 “누가 내 파트너인가?(who are my partners?)”를 묻고 통신해야 한다. 자동 인식, 서비스 탐색도 네트워킹을 해야 가능하다. 어떤 물체와 소통해야 할지를 확인한 후에는 서로 서비스를 전달할 수 있는 네트워크도 자동으로 구성돼야 한다.

사이버물리시스템이 적용되는 스마트모듈 개념. /DFKI 제공

인더스트리 4.0은 CPS를 통해 스스로 다이내믹하게 최적화하는 자율적인 가치창출네트워크를 구현하는 게 기술적인 목표다. CPS는 칩, 공작기계, 하나의 공장, 여러 공장 등 다양한 단위에 적용할 수 있는데, 그 규모가 하나의 공장인 경우 ‘스마트 팩토리(Smart Factory)’라고 한다.

규모에 따른 CPS 분산화.

‘범 조직적인 가치창출네트워크’란 가치창출이 하나의 조직에서 이루어지는 것이 아니라 다수의 조직이 연계된 큰 규모로 이뤄지는 것을 의미한다.

‘실시간으로 최적화되는 가치창출네트워크”는 한 개인에게 필요한 제품 하나가 제작되기 위해 필요한 기간 동안에만 그 조직이 유지되는 것을 뜻한다. 영화 한편이 제작되고 나면 그 조직이 없어지는 것과 마찬가지다. 예를 들어 트럭을 푸드트럭으로 개조할 때 의뢰자가 판매하고자 하는 음식 종류에 따라 필요로 하는 설비, 기계, 부품이 다르다. 그래서 현재 국내에서는 이런 작업을 할 때 사람을 많이 투입해 수작업으로 제작한다. 수요가 많아진다면 자동차 공장 내에 라인이 생길 수도 있고, CPS를 기반으로 한다면 상당 부분 자동화할 수 있다.

인더스트리4.0의 양면전략

독일은 제조 분야에 투입할 수 있는 인력이 부족하고, 인건비도 높다. 그럼에도 불구하고 제조업을 유지해야 할 필요성을 느껴 인더스트리 4.0을 추진했다. 그래서 이 프로젝트의 1차 목적은 독일의 설비 및 기계 분야의 국제적인 경쟁력을 이용해 새로운 유형의 설비 및 기계, 즉 스마트 팩토리를 전 세계에 수출하는 것이다.

2차 목표는 스마트 팩토리에 적용될 새로운 설비 및 기계에 대한 명성을 확보하고자 일단 엔지니어링, 자동차, 전자, ICT, 장치 산업 등의 분야에서 경쟁력을 확보하는 것이다. 이러한 분야에서 새로운 유형의 설비 및 기계를 도입해 경쟁력을 확보할 경우 이는 다시 독일에서 만드는 스마트 팩토리의 수출에도 도움이 된다. 

스마트 팩토리도 팔고 그것을 이용해 제조한 제품도 경쟁력을 확보해 두마리 토끼를 잡는다는 것이 인더스트리 4.0의 양면전략(Dual Strategy)이다.

양면전략과 이해 관계자의 역할 및 이득. /BITKOM, 프라운호퍼IAO 제공.