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아침을 열며-4차산업과 기계산업의 미래김진수/한국폴리텍대학 진주캠퍼스 컴퓨터응용기계과 교수·공학박사
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승인 2018.03.08  18:37:45
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김진수/한국폴리텍대학 진주캠퍼스 컴퓨터응용기계과 교수·공학박사-4차산업과 기계산업의 미래

기계공업의 범위를 규정하기는 어려우나 ‘한국표준산업분류’에 따르면 조립금속제품·일반기계·전기 및 전자기기·수송기계(輸送機械)·정밀기기공업 등으로 크게 구분된다. 전형적인 의미의 기계공업은 공작기계 등 산업용 기계공업이라고 할 수 있다.

기계공업은 부가가치 생산성이 높고 자원절약·기술 집약적이면서 품종의 다양성 등의 특성으로 인하여, 타 공업에 비해 우리나라 여건에 비추어 앞으로 더욱 육성, 성장시켜야 할 부문이다. 그러기 위해서는 먼저 수요의 창출과 확대가 필요하다.

현재 4차 산업혁명 시대를 준비해야 한다고 누구나 말하고 있다. 모든 기술은 사람들의 필요에 의해 개발되고 상용화 되었다고 본다. 그렇다면 4차 산업은 무엇인가. ICT와 제조업의 융합으로 산업기기와 생산과정이 모두 네트워크로 연결되고, 상호 소통하면서 전사적 최적화를 추구하는 산업으로 발전하고 있고, 사물인터넷· 빅데이터· 클라우드컴퓨팅·3D프린트·스마트 로봇 등 기반 기술의 동시다발적 연결되어 산업현장에 완전한 자동생산 체계와 지능형 시스템 구축을 가능하게 함으로써 스마트한 생산과 제조업의 생산효율을 극대화 할 것으로 전망된다.

지능화된 생산설비가 생산관리시스템(MES), 전사적 자원관리시스템(ERP)과 연동하여 사이버물리시스템(CPS)을 통해 스마트 공장과 사물인터넷(IoT) 세상을 연결하여 제품의 생애전주기(PLC) 관리 수행을 한다. 또한 소비자 고유의 선호도를 컴퓨터가 분석하여 제품주문 및 생산계획 단계에 반영되고 고객의 선호도 변화에 따라 제조 방식 및 디자인이 실시간으로 변경됨에 따라 나만을 위한 제품이 각광받는 시대의 개막과 개인화된 제품을 제공함으로써 수익창출의 시대가 도래 할 것이다.

숙련공의 노하우를 디지털화하거나 숙련공과 미숙련공을 원격으로 연결해 지식을 공유, 또는 전수하는 환경이 구축될 것이고, 설비 교체를 통한 공장 업그레이드가 아니라, 설비기능을 상시 모니터링하고 설비에 탑재된 SW 앱을 업그레이드 할 수 있는 앱스토어가 구축되어 경쟁력이 제고될 것으로 생각된다.

교육계도 산업변화에 따른 새로운 교육훈련 체계구축, 지역 산업수요  및 학령인구 감소 등으로 직업교육훈련의 경쟁력 강화를 위한 역할을 강화하기 위한 여러 가지 방안을 모색하고 있다.

필자가 2004년 독일의 5축고속가공기를 한국폴리텍대학에 처음 도입할 당시 4차 산업 초기단계 기술인 휴대폰을 이용하여 기계의 상태를 점검 및 보수하고 인터넷을 통하여 기계를 실시간으로 모니터링 하여 절삭조건 및 프로그램을 변경할 수 있었고, 또한 장비 이상 유무와 시스템 유지보수 및 업그레이드를 경험한 바 있었다. 한마디로 충격이 아닐 수 없었고, 이처럼 국가기간산업인 기계도 많은 발전과 변화를 체험하고 있다.

하지만 우리나라의 중소기업을 운영하는 대표는 생산성향상과 수익창출에 대한 기대는 하고 있지만 기계 및 설비투자에 따른 막대한 비용과 물량감소로 생각에 머무르고 있는 것이 현실이다.

우리나라는 제조업을 기반으로 성장하였고, 제조업을 통해 국가의 위상 강화 및 수출 비중을 확대하여 지속적으로 성장하기 위해서는 정부와 지자체, 기업, 학교, 연구기간이 힘을 모아야 한다.

4차 산업이 도래 하였다고 해서 기존의 기계나 설비가 없어지는 것이 아니라 10명이 하던 일이 1명으로 대체 될 것이고, 기계설비 자동화로 청년실업은 가중될 것이고, 새로운 직업은 생겨날 것이다.

우리나라 산업전반에 정밀기계가공 분야인 CNC공작기계는 1980년에 중소기업에서 도입하여 오늘날의 5축 CNC공작기계에 이르기까지 산업현장의 많은 변화가 있었지만 1970년도의 범용공작기계의 수는 줄었지만, 치 공구나 지그를 만들기 위해 아직도 사용되고 있다. 4차 산업이 새로운 직업군을 만드는 것에 대한 이의를 제기하는 사람은 많지 않다. 그러므로 기존의 CNC공작기계기술이 설계, 가공, 조립, 시제품등의 사이클 타임이 줄어들어 시간 비용을 줄이고, 나아가 초정밀 부품가공의 CNC공작기계는 그대로 유지하고 치구제작이나 공정에 따른 여러 대의 공작기계가 필요 없는 다축(6축이상) CNC공작기계가 앞으로 산업전반에 파급효과가 클 것으로 예상된다.

아직 4차산업 초기 단계인 만큼 우리의 노력에 따라 미래가 많이 달라질 수 있지만 기초가공기술이 없이 신기술을 접목시켰을 때 사회적 비용이 많이 지출될 수 있다고 본다. 따라서 산업 각 분야에 스마트제조시스템투입을 목적으로 전통산업기술과 ICT기술이 결합된 창의적이고 능동적인 다기능 인력을 양성하여 미래를 대비해야 되는 노력을 산·학·연·관이 힘을 모아야 한다.

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