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노동력 고령화와 베이비붐 세대 은퇴로 선진국이 주도하는 성장 속도와 가용 노동력 사이에 격차가 더 커지고 있다. 현장 중심 대학 교육과 기존 작업자 대상 재교육 프로그램이 마련되고 있지만 생산성 증가 속도를 높이는 보다 근본 대안이 필요한 상황이다. 산업 현장에는 연일 최신 기술이 적용되지만 실질적인 생산성 핵심은 여전히 노동력에 좌우된다. 때문에 인적 오류, 안전성 문제로 인한 생산성 저하 등을 예방해 작업성과를 높여야 한다. 현장 작업자에게 필요한 정보를 효율적으로 전달하면 생산성을 높일 수 있다. 결국 인간의 역량을 향상시킬 때 생산성도 한 차원 높아지는 것이다.

이향선 전자신문인터넷기자 hyangseon.lee@etnews.com

◇인간과 기계가 협업하는 이유

많은 산업 현장에서 인간과 기계의 결합이 노동력을 향상시킨다는 사실을 이미 경험했다. 증강현실(AR:Augmented Reality)은 물리 세계와 디지털 정보, 인간 역량을 융합해 시간과 공간 및 규모의 한계를 초월해 생산성을 한층 높일 수 있다. 웨어러블 AR기기는 작업자 시야에 적절한 정보를 적시에 전달하고 작업자는 중단 없이 작업해 단 시간에 일이 끝난다. AR디스플레이는 온디맨드 방식으로 작업의 명시적 지침을 제공해 인적 오류를 크게 감소시킨다. 문제가 생기면 트레이닝 영상이나 원격 전문가와 영상으로 스마트 글라스를 통해 내용을 공유하고 실시간 도움을 받을 수 있다.

짐 헤플만 PTC CEO는 '하버드 비즈니스 리뷰'에 기고한 '모든 조직에 AR 전략이 필요한 이유'에서 인간과 기계의 협업 사례와 효과를 소개했다. 보잉에서는 AR 도입 후 와이어링 하니스 조립 생산성을 25% 향상시켰으며, GE헬스케어는 선택 목록 주문을 받은 창고 직원이 표준 프로세스를 사용할 때보다 AR 기술 적용 후 작업 완료 시간을 46% 단축했다. 포드는 여러 지역에 흩어져 있는 엔지니어가 실시간으로 자동차 프로토 타입 홀로그램을 보며 협업할 수 있는 가상 작업장을 만들어 세부 설계 사항을 개선할 수 있었다.

미국 국토안보부는 AR교육과 가상현실 시뮬레이션을 결합해 폭발사고 같은 비상 상황에 대응할 인력을 훈련시키고 있다. 비용도 절감되고 실제 환경에서 훈련 시 발생할 만일의 위험 사태를 대비할 수 있다. 에너지 대기업 BP는 증강현실 훈련 절차에 가상현실 시뮬레이션을 적용해 온도, 압력, 지형, 해류 등 특정한 시추 환경을 재현한 뒤 작업 팀에 지시를 내린다.

◇인간역량 향상과 비즈니스 가치

IDC가 최근 IT 비즈니스 임원을 대상으로 한 설문조사에 따르면 응답자 중 상당수인 77%가 이미 AR를 테스트하고 있다고 응답했다. 약 36%가 테스트 초기 단계, 15%는 파일럿 단계, 17%는 파일럿에서 초기 배치 단계로 옮겨가고 있으며, 약 9%는 후기 배치 단계에 있다고 답했다. 서비스, 지식 이전 및 교육, 영업 및 마케팅, 또는 제조 기업들이 적극적으로 AR을 도입하고 있다는 얘기다.

제조 산업에 적용되는 AR과 IoT 비즈니스 가치는 크게 4가지로 구분된다.

① 제조 처리량 증가

모든 공장의 궁극 목표는 고품질 제품을 빠르고 효율적으로 생산하는 것이다. 작업자는 대화식 AR를 통해 조립 지침과 원격 가이드를 제공해 조립 프로세스 및 절차에 대한 명확성을 높여 생산성을 개선하고 오류를 줄일 수 있다. 기술자가 쉽게 따라 할 수 있는 단계별 유지보수 지침으로 유지보수 및 수리를 빠르게 진행해 장비 가동 시간을 높일 수 있다.

대화식 AR은 산업현장의 프로세스와 절차의 명확성을 높여 생산성을 높이고 오류를 줄인다.
② 교육 시간 단축

AR를 활용하면 지식을 쌓고 공유해 새로운 세대의 전문가 양성에 효과적이다. AR는 상황별 대화식 지침과 원격 가이드를 제공하는 몰입형 대화식 기술로 학습 곡선을 효과적으로 단축하고 유지율을 개선할 수 있다. PTC AR 기술로 제조업체는 새로운 일선 작업자를 늘리는 데 드는 시간을 30~50% 절감한 것으로 나타났다. 가상 제품 데모를 사용해 비용은 절감하고, 물리적 전용 장비는 필요 없었다.

AR은 지식의 적재와 공유가 가능해 전문가 양성에 효과적이다.
③ 비용 절감

AR는 기존 하드카피 작업 지침보다 효과가 높다. 간편한 상황별 실무 지침을 활용해 작업팀 정확성을 높이고 인적 오류로 인한 여러 결함 및 재작업 비용을 줄일 수 있다. AR는 IoT 및 예측 분석 데이터를 통합해 실시간 성과 지표를 제공할 수 있다. 팀은 장비를 가상으로 분석하고 문제에 빠르게 대응해 문제 발생 전에 해결할 수 있다. AR는 긴 준비 시간 없이 새로운 작업으로 쉽게 전환할 수 있어 플랜트 및 생산 라인의 유연성과 생산성을 높이고 생산 비용을 줄여준다.

AR은 빠른 시간에 새로운 작업전환이 쉬워 생산성은 높이고 비용은 줄여준다.
④ 기계 작업자 효율성 및 안전성 개선

AR는 기계의 상태, 성능 및 조립 절차에 대해 높은 수준의 명확성을 제공한다. 일선 작업자는 기계 설정, 전환 및 유지보수부터 복잡한 조립 절차에 이르기까지 모든 작업에 명확한 최신 지침을 사용할 수 있어 전체적인 생산성 향상 시간을 줄일 수 있다. 특정 단계에 위험 요소가 감지될 때마다 실시간 가상 안전 경고로 부상을 줄일 수 있다.

AR은 각 단계의 명확성이 높고 위험요소에 실시간 안전경로 위험을 줄인다.
한 제지 공장에서는 모터, 도르래, 벨트, 또는 모터 컨트롤러를 교체해야 할 때 AR 기술을 이용했다. 회사가 이미 대부분 기계에 대한 상세한 CAD 데이터를 보유하고 있어 간단하게 3D 정보를 AR에 적용해 3D CAD 데이터를 실제 제품과 일치하는 디지털 버전으로 바꾸어 활용했다.

세계 18개국에 10만여명의 직원을 고용하고 있는 볼보그룹도 AR를 통해 QA 프로세스 효율성을 높였다. 각종 부품과 근로자를 IoT로 연결하고 AR 기술을 적용해 볼보에서 가장 노련한 작업자의 경험을 모든 근로자에게 똑같이 적용할 수 있게 됐다.

◇국내 산업 활성화를 위한 조건

시장에서는 차별화되고 혁신적인 신제품을 필요로 한다. 제조업체는 추가 생산 라인을 구축하거나 기존 라인의 가용성, 생산성, 유연성을 높여 점점 방대해지고 복잡해지는 포트폴리오의 처리, 수동 운영의 속도와 정밀도 저하를 대비해야 한다. 국내 제조 산업계가 생산성 향상을 위해 고려할 점은 △가장 쉬운 목표부터 달성 △디지털 자산 재사용 △복잡한 작업이나 반복 작업 해결 주력 △작지만 확장성을 보장하는 작업부터 시작 등이다.

AR는 개발 시간을 거의 들이지 않고도 생산성을 높인 사례가 많다. 제조 및 유지보수 운영과 관련해 풍부한 경험을 보유한 기술 파트너와의 협력은 기존의 3D 콘텐츠 및 제품 데이터, 프로세스 데이터 등의 디지털 자산을 재사용해 투자 가치를 극대화할 수 있다.

PTC 리얼리티 랩은 산업현장의 AR과 IoT 효과를 체험할 수 있다.
기업에서 파일럿 프로젝트를 시작할 때는 초기 의도 외에도 미래 요구사항까지도 충족하는 자원을 고려해야 한다. 엔터프라이즈 환경에 중점을 두고 설계된 솔루션을 선택해 확장 용이성을 확보하는 것이 좋다.

(인터뷰) 박혜경 PTC코리아 지사장 “인간과 기계 협업으로 기업 경쟁력 향상에 기여하겠다.”

박혜경 PTC코리아 지사장
-국내에서 인간과 기계 협업 사례 현황은.

▲AR는 인간과 기계 협업의 대표 사례로 스마트 팩토리, 스마트 빌딩 및 스마트 선박 등 디지털 변혁 시도 기업을 중심으로 도입이 증가하고 있다. 현대중공업은 PTC 씽웍스를 그룹 표준 IoT 솔루션으로 도입해 2016년 디지털 트랜스포메이션을 전개하고 있다. 현대일렉트릭은 제조 및 제품, 서비스 영역에서 DT 플랫폼을 구축, 강화하며, 증강현실 및 머신러닝 분석시스템을 활용하는 영역으로 확장 중에 있다. AR 솔루션 PTC 씽웍스는 조선소 스마트 야드 프로젝트에도 도입돼 생산성과 원가 경쟁력을 높이고 있다.

-PTC 강점은.

▲PTC는 제조 기업이 설계, 제조, 서비스를 디지털화하고 상호 선순환 구조를 구축해 정확하고 신속한 의사결정을 내릴 수 있게 지원한다. 제조 기업 혁신 3대 요소인 제품, 프로세스, 인력에 대한 디지털 트랜스포메이션을 위해 IoT, AR, 3D CAD, PLM 솔루션을 유기적으로 통합해 운영할 수 있는 포트폴리오를 보유하고 있다. 생산성 향상을 위한 디지털 트랜스포메이션은 전사 차원에서 수행돼야 한다. PTC는 스마트팩토리에 필요한 데이터 수집, 모니터링, 통합관제에서부터 분석, 애플리케이션 서비스에 이르기까지, 업계에서 유일하게 데이터 전체 영역에 플랫폼을 제공한다.

로크웰 오토메이션, 마이크로소프트, 앤시스 등 공장 자동화, 클라우드·혼합현실, 설계 시뮬레이션 등 각 영역 글로벌 선도기업과 에코시스템을 구축해 생산성 극대화를 지원하고 있다. PTC는 MIT 미디어랩과 협업해 '리얼리티 랩(Reality Lab)'을 선보여 산업 현장에 적용된 IoT와 AR의 노동력 증강 전략을 제시하고 있다.

-계획은

▲오늘날 많은 직업이 기존에 없었던 제품 및 서비스와 관련돼 있다. 현재 디지털 혁명이 다양한 분야에서 새로운 혁신과 새로운 일자리를 만들어 갈 것이다. 현재와 미래 시대를 주도하려면 디지털 세계와 물리적 세계의 간극을 좁히는 강력한 휴먼 인터페이스가 필요하다. PTC는 혁신의 소용돌이 속에서 새로운 기회를 모색하고자 하는 기업의 최전선 파트너로서 비즈니스 방향과 경쟁 방식을 변화시켜 나갈 것이다.

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