인류의 1차 산업혁명은 18세기에 증기기관과 방적기의 발명에 의해 진행되었으며, 19세기에는 전기동력을 개발하여 자동화에 의한 대량생산체계를 구축하여 2차 산업혁명을 일으켰다. 3차 산업혁명은 IT 정보기술과 산업의 접목으로 이루어졌다. 최근에는 사이버 물리시스템(cyber-physical system)과 사물인터넷(internet of things)의 기술을 융합하여 새로운 가치를 창출해내는 4차 산업혁명에 직면하고 있다. 4차 산업혁명의 핵심은 “모든 것이 연결되고 보다 지능적인 사회”를 구축하는 데에 있다. 빅 데이터, 인공지능 로봇, 사물인터넷, 3D 프린팅, 무인자동차, 나노바이오기술 등이 융합하여 새로운 것을 창조하는 파괴적 기술(disruptive technology)이 중심이 되며 그 속도와 파급력은 빠르고 광범위하다. 따라서 세계는 4차 산업혁명의 시대를 맞아 성장을 위한 국가 간 경쟁이 치열해지고, 인류의 미래와 삶을 근본적으로 재구축하는 대전환기를 맞이하고 있다.

독일은 제조업의 주도권을 이어가기 위해 ‘Industry 4.0'을 발표하고 정보통신기술과 제조업의 융합, 국가간 표준화를 통한 스마트공장 등을 추진하고 있다. 미국은 첨단제조파트너십(advanced manufacturing partnership)과 첨단제조업 위한 국가 전략 수립하고 첨단 제조 혁신을 통해 국가 경쟁력 강화 및 일자리 창출 및 경제 활성화를 유도하고 있다. 일본은 일본재흥전략과 산업 경쟁력 강화법을 수립하여 비교우위산업 발굴, 신시장 창출, 인재육성 및 확보체계 개혁, 지역혁신을 추진하고 있다. 중국은 혁신형 고부가 산업으로의 재편을 위해 ‘제조업 2025’를 발표하고 30년 후에 제조업 선도국가 지위 확립을 위한 목표를 수립하였다. 인도는 21세기 첨단 국가로의 변신을 위해 ‘디지털 인도’ 와 ‘제조 인도’를 발표하고 인도의 디지털화를 통해 강화된 지식경제 사회로 변신을 시도하고 있다. 한편 우리나라는 제조업 패러다임 변화에 발맞춰 새로운 진화 전략 ‘제조업 3.0’을 발표하고 IT 융합, 스마트 생산방식 확산, 제조업 소프트 파워 강화 등을 추진하고 있다 [1, 3].

과거 다수의 세계적 선진 제조 강국들은 저출산, 고령화, 저임금 기피 등의 사회·경제적 문제를 해결하기 위해 브릭스 국가, 베트남 등 인건비가 저렴한 국가로 생산기지를 옮기는 Off-shoring 정책을 선택하였고, 자연스레 제조 선진국의 시장 경제 시스템은 제조업에서 서비스업으로 전환되었다. 즉, 제조 강국의 세대교체가 진행 되었다. 하지만, 2008년 국제 금융위기 이후 경제적으로 빠르게 회복하는 제조 강국과 달리 서비스업으로 전환한 나라의 회복속도는 현저히 느려 서비스업 중심의 시장경제 전환에 대한 의문이 제기되었다. 게다가 이전한 나라의 인건비 상승, 해외 운송비, 지적재산권 침해, 공정혁신 부진 등 Off-shoring 에 대한 문제가 발생 되었다. 이로 인해 제조업의 중요성이 재조명 되면서 내부 제조업의 자생 방안이 무엇인지 고민하게 되었으며, 이에 맞춰 국가적 지원 정책이 발휘되었다. 즉, 제조업의 르네상스 시대가 도래 하였다. 제3차 산업혁명시대에 직면한 사회적, 기술적, 경제적, 생태 환경적, 정치적 한계로 발생되는 양·질의 일자리 부족, 고령화, 저출산, 짧아진 제품수명, 시장과열에 따른 비용절감 압박, 친환경 공장, 자원/에너지 절약 및 Off-shoring 문제 등을 해결하고 Re-shoring의 안정화를 위한 대안으로 2006년에 독일 중심의 스마트 공장이 대두되었다. 스마트 공장이 구축되면 정보 자동화 기술을 통한, 실시간 공정 데이터 수집(빅데이터) 및 저장(클라우드)되고, 공장운영 지능화기술을 통해 빅 데이터 분석 및 부가 가치 데이터를 창출할 수 있다. 이러한 부가 가치 데이터의 창출은 설계, 공정 및 품질의 개선과 최적화 업무의 실행을 실현시킨다. 그동안 품질 개선을 위한 많은 연구들이 진행되어 왔으나[4, 6], 스마트 공장이 구축되면 새로운 도구들을 활용한 품질개선 활동이 이루어질 것으로 기대된다.

대다수의 제조업이 스마트 공장 구축의 대세적인 흐름을 따르기 위해 가장 먼저 떠올리는 것은 자동화이다. 그러나 자동화로 요구되는 인적, 물적 자원과 자신의 회사 현실을 비교하면서 구축 방법에 대한 회의를 느끼는 경우가 많을 것이다. ㈜IDIS는 통합 보안 솔루션(CCTV용 카메라, 레코더 등의 H/W 와 운영 S/W를 개발 및 제조 생산)을 제공하는 국내 대표, 세계적 기업이다. (주)IDIS는 세계적 기업과의 경쟁에서 우위를 갖추기 위한 전략으로 소품종 대량의 가격 경쟁력 보다 Q(quality), C(Cost), D(Delivery)를 만족 시키면서 고객 맞춤형 제품을 제공하는 고부가가치 전략을 내새움으로써 스마트 공장을 구축하기 시작했다. 업계에서 제조형태가 같더라도 그 제조 문화가 달라 타사의 구축사례를 그대로 적용하지 않고, 자체적으로 스마트 공장의 정의를 재해석하여 회사 사정에 적합한 시스템을 구현하였다. 따라서 본 논문에서는 제4차 산업혁명 시대의 제조업 형태로써 예측되고 있는 개인형 기업 즉, 다품종 소량 생산 체제 제조업의 구축과 Re-shoring 의 안정화를 위해 스마트 공장의 정의, 국제적 동향, 국내 제조사 ㈜IDIS의 구축 사례를 소개하여 스마트 공장을 구축하고자하는 다른 기업들에게 도움을 주고자한다. 본 논문의 내용은 기업에서 실제로 수행한 프로젝트를 정리한 것으로 다소 표현이 거칠거나 수행된 내용에 대한 설명이 미흡할지 모르나 가능한 한 수행된 내용을 그대로 정리하고 전달하는데 주안점을 두었다. 본 논문의 구성은 다음과 같다. 본 논문 2장에서는 스마트 공장의 개념과 국내/외 동향을, 3장에서는 다품종 소량 생산 체제 제조사인 ㈜IDIS의 독자적인 회사 시스템에 적합한 형태의 스마트 공장 구축 방향과 사례를 소개하고, 4장에서는 본 논문의 주제를 요약하고 향후 전망을 기술한다.

본 논문에서는 다품종 소량 생산체제의 스마트 공장 구축 방향을 제시하기 위해 스마트 공장의 개념과 ㈜IDIS의 구축사례를 소개하였다. 전체적인 시스템 구축은 각 공정별로 모듈화 하여 정보화, 지능화, 연결화를 추진하고 있으며 근간에는 독자적인 정보통신기술 시스템이 존재하고 있다. 현재 각 모듈을 통합/연결하는 플랫폼 구축이 과제로 남아 있으며, 그 해결책을 찾고 있다. 현재의 제조현장을 스마트화 하는데 대다수의 기업은 동의 하지만 기술적, 현실적, 자원적 그리고 그 밖의 이유의 한계로 단번에 전환하는 것은 불가능하다고 할 수 있다. 현실적인 상황을 고려할 때, 현재 보유한 인적/물적 자원을 활용, 끊임없는 업무 효율화, 개선 등의 변화를 축적하여 고도화된 스마트 공장을 구축하는 방향이 좋을 것으로 사료된다. 스마트 공장 구축을 위해 외부적으로는, 국내 정부 리더기관을 통해 추진되는 보급 확산, 기술개발, 표준화 등의 사업을 지속적으로 모니터링하고, 내부/외부로부터 진단을 받아 적시에 필요로 하는 기술이 적용 될 수 있도록 지원 방법의 모색 및 협업체계를 구축하는 것이 중요하다. 내부적으로는, 조직 개인의 업무 전문화, 개선 습관화 등의 역량 개발과 변화에 즉시 대응 가능한 조직 그리고 보편화로 내부 최적화의 한계가 있는 핵심 기술에 대한 개발 조직을 구축하는 것이 중요하겠다. ㈜IDIS의 스마트 공장 4단계 융합 모델과 같이 모든 생산공정의 기본 흐름을 단계 별로 구분, 각 단계 별 구축 사례로 축적/정립하여 목표를 가시화하는 것이 좋을 것으로 사료 된다.

본 논문에서는 ㈜IDIS의 스마트 공장 구축 방향과 사례를 소개하였으나, 이 밖에 다양한 생산 현장에서 다양한 방법으로 스마트 공장 구축을 준비하는 기업들에 대해 소개하고 그 중 어떤 방법이 가장 좋은지를 검토하는 것도 의미 있는 연구가 될 것이다. 또한 본 논문에서 소개 된 ㈜IDIS는 조직적인 개선 문화가 정착되어 있고, 내부 IT 조직의 활용으로 핵심기술인 정보통신기술 솔루션에 대한 이해도가 높아 전체적으로 높은 수준에서의 스마트 공장 구축 방향이 소개되었으나, 인적/물적 자원이 거의 없거나, 개인형 기업의 스마트 공장 구축 방향을 제시하는 것도 유익한 연구가 될 것이다.