스마트 공장은 가상세계와 현실세계가 긴밀하게 연결됨으로써 이루어진다. 이를 위해서는 하드웨어의 성장은 물론, 소프트웨어의 발전 역시 중요하다. 스마트 공장은 가상공간과 현실의 융합을 골자로 하므로, 가상공간에서의 작업을 책임지는 소프트웨어의 위상이 점차 증가하고 있다. 지멘스가 말하는 ‘디지털화’ 역시 아날로그와 디지털 간의 협업을 골자로 하며, 소프트웨어의 중요성을 강조한다.
글 | 윤진근 기자(yoon@iomedia.co.kr)

한국지멘스는 제조업의 미래에 필수 요소인 디지털화(Digitalization)에 대한 청사진을 제시한다. 자동차 생산·공정 산업·기계 등 다양한 분야에서 디지털화를 추구한다.

답은 가상세계에 있다
지멘스는 스마트 공장을 구현하기 위한 열쇠는 디지털화라고 강조했다. 디지털화란, 지금까지의 아날로그 세계에서 이루어지던 작업을 디지털 세계에서 수행할 수 있도록 만드는 것이다. 이를 통해 가상세계와 현실세계의 데이터를 동기화하고 유기적으로 주고받음으로써 가상과 현실 사이의 간극을 줄인다.

1. 전반적인 제품 제조 및 생산과정에서 디지털과 아날로그 방식을 연동하여 작업할 수 있다. 모델링과 시뮬레이션부터 실제 제품 적용 그리고 서로 다른 생산시설 간의 연결까지, 생산에 필요한 전 과정을 디지털 방식으로 수행할 수 있는 것.

2014년, 자동차 제조업체인 마세라티의 기블리 생산공정에 지멘스 기반의 스마트 공장 개념을 도입한 결과, 마세라티 특유의 품질 및 완성도를 유지하면서도 생산성을 3배가량 높일 수 있었다.

2. 공장 내에서는 가상과 현실을 연결하여 생산성과 효율성 그리고 유연성을 높일 수 있다. 가상의 공장을 구축하고, 가상의 공장 내에서 시뮬레이션을 수행하며, 그 결과를 현실의 공장에 구현한다. 일종의 동기화인 셈이다.
가상공간에서의 충분한 시뮬레이션을 바탕으로 시설의 생산성을 높이며, 생산 과정에서의 문제점을 확인하고, 이를 해결한다.
지멘스의 소프트웨어를 활용하면 가상의 공간 내에서 생산설비의 문제점을 파악하고 해결할 수 있다. 또한 엔지니어가 매뉴얼이나 정비이력 등을 확인하여 문제의 원인을 판단하고 해결책을 제어장치에 전달하여 원격으로 문제를 해결한다.

3. 생산 측면에서는 시뮬레이션과 사전 설계를 바탕으로 보다 유연한 생산을 실현한다. 예를 들어 주문과 동시에 제품을 생산하는 과정에서는 주문 시스템을 활용하여 사용자의 특정한 요구사항에 특화된 제품을 제조·제공할 수 있다.
스마트 공장은 각 구성요소들이 똑똑해지는 것이 핵심이다. 이를 위해서는 스마트한 하드웨어와 소프트웨어의 결합이 필수적이다.
지멘스의 솔루션을 활용하면 소프트웨어를 통해 가상공간 내에서 공정을 시뮬레이팅하고, 생산시설 전체를 구현하며, 설계 결과를 실제 생산시설에 접목시킬 수 있다.

소프트웨어가 열쇠
지멘스는 스마트 공장을 구현하기 위한 하드웨어와 소프트웨어 솔루션을 망라한다. 
정승철 지멘스 인더스트리 소프트웨어 이사는 “소프트웨어에 방점을 둔다. 소프트웨어가 뒷받침되어야 가상공간에서의 작업과 연동을 수행할 수 있기 때문”이라고 말했다.

1. CAD/CAM/CAE 소프트웨어인 NX는 고성능 설계와 시뮬레이션 그리고 제조 통합 솔루션을 제공한다. 개념 설계부터 엔지니어링 그리고 제조에 이르기까지 제품 개발과 관련된 모든 공정을 지원한다. 설계 의도와 데이터의 무 결성을 유지하면서 전체 공정을 간소화한다. NX는 설계 시뮬레이션 데이터를 실제 장비 등으로 전송한다.

2. 디지털 제조 솔루션 소프트웨어인 테크노매틱스(Technomatix)는 의사결정을 돕는 소프트웨어로, 생산성 향상과 비용 절감 그리고 높은 품질을 실현한다. 전체 시설을 가상공간에서 구현하고, 공정을 미리 수행할 수 있다. 장비와 작업자의 위치와 동선 그리고 제품 생산 흐름까지 생성할 수 있다.

3. PLM, 즉 제품수명주기관리는 이미 공장자동화 및 공정자동화 분야에서 핵심요소이다. 팀센터(Teamcenter)는 PLM의 복잡성을 간소화한 소프트웨어다. NX와 테크노메틱스를 활용해 제품 설계와 시뮬레이션, 그리고 공정 내의 생산체계와 품질 등을 관리할 수 있다면, 팀센터를 활용하여 이러한 정보들을 다양한 생산시설 및 기업 내의 여러 사무실 등과 공유할 수 있다.
팀센터는 온라인 기반으로 각종 데이터베이스를 주고받는다. 즉, 자료를 각 작업자의 PC 등에 산발되지 않고 하나의 데이터베이스 센터에 일원화한다. 팀센터를 통해 팀 구성원 전체가 유기적으로 생산시설 및 공정을 설계하고 관리할 수 있다.

한국지멘스 디지털팩토리·공정산업 및 드라이브사업본부의 귄터 클롭쉬 대표는 “급변하는 미래 제조 산업에서 변화를 주도할 것인지, 아니면 도태될 것인지 생각해보아야 하는 중요한 시대에 있다”고 말했다. 

독일 지멘스 공장자동화사업부 랄프 프랑케 사장은 “지멘스는 ‘제조업 혁신3.0’을 추진하는 한국 정부와 같은 비전을 가지고 있다”며, “한국 기업들에게 지멘스의 제조업 혁신 기술 및 솔루션을 제공하여, 한국과 독일 양국의 제조업 동반성장을 이루는 데에 일조할 것”이라고 말했다.