블로터

생산 현장에 ‘테일러주의(Taylorism)’ 열풍이 불고 있다. 테일러주의는 노동자의 움직임과 동선, 작업 등을 표준화해 생산 효율성을 높이는 체계이다. 미국의 발명가이자 기술자인 프레데릭 윈슬로우 테일러의 이름을 딴 과학적 생산관리 기법이다.

19세기 말 미국의 공장을 휩쓸던 테일러주의는 21세기 전 세계 공장에서 어떤 모습으로 재림했을까. 테일러주의는 정보통신기술(ICT)로 무장해 생산 현장의 데이터를 수집해 작업 명령을 내리는 수준까지 발전했다. ICT와 인공지능(AI)은 인간의 노동을 보완하고 통제하기도 한다. ‘신 테일러주의(New Taylorism)’라고 일컬을 수 있는 스마트 팩토리가 산업계의 새로운 트렌드로 부상했다. 스마트 팩토리는 빅데이터와 사물인터넷을 활용, 생산 현장의 센서 및 수행 기능이 유기적으로 연계된 ‘지능화된 공장’이다. 높은 수준의 자동화된 인프라를 제공해 생산성을 높이고, 안전한 생산 환경을 구현하는 게 특징이다. 최근 코로나19와 환경 오염에 대한 관심이 높아지면서 스마트 팩토리는 제조업의 리스크 관리측면에서도 필요하다.

미국 라스베가스에서 열린 세계 최대 전자제품박람회 ‘CES 2021’에서는 보다 진일보한 스마트 팩토리 기술이 소개됐다. '블로터'는 CES2021에 참가한 주요 기업의 온라인 전시관을 토대로 스마트 팩토리의 트렌드를 살펴봤다.

‘1인 다역’ AI, 인공지능이 못하는 건 뭘까

AI는 공장에서 다양하게 활용되고 있다. AI란 컴퓨터가 데이터를 이용해 학습할 수 있도록 한 기술을 의미한다. 처리 능력을 비약적으로 높여 어떤 데이터가 들어왔는지 스스로 판단해 실행한다. AI는 스마트 팩토리의 핵심 요소다.

포스코 경영연구원은 2017년 “인공지능의 학습 역량과 분석 역량, 창조 역량이 스마트 팩토리 혁신에 새로운 전기를 마련할 것”이라고 예견했다. 이제는 현실이 됐다. AI는 스마트 팩토리의 다양한 분야에서 활용되고 있다. 설비 데이터를 수집한 후 AI로 분석해 정비의 신뢰성을 개선했다. 공정 간 품질 결함도 AI로 예측할 수 있다.

AI는 ‘딥 러닝’을 통해 생산성을 숙련공과 전문 엔지니어보다 나은 향상시킬 수 있다. AI와 로봇을 융합하면 로봇의 학습까지 가능해져 다양한 작업을 수행할 수 있다. 공장의 조업 데이터를 통합해 운영모듈(MRP, MES, SCM 등)을 혁신할 수 있다.

포스코 경영연구원은 “GANS(Generative Adversarial Networks) 기술이 등장해 인공지능은 학습을 넘어 스스로 새로운 것을 창작하는 단계로 발전할 것”이라며 “스마트 팩토리에서 인공지능이 할 수 있는 영역은 점차 다양해질 것”이라고 말했다.

올해 CES에서는 AI를 활용한 스마트 팩토리가 소개됐다. 국내 기업 중 대표주자는 포스코그룹의 계열사 포스코 ICT다. 포스코 ICT는 쇳물 생산량 기준 글로벌 5위인 포스코의 제철소를 스마트 팩토리로 바꾼 회사다. LS니꼬동제련 등 국내 기업의 생산 공장에 스마트 팩토리 기술을 이식했고, 최근 효성중공업 생산공장을 스마트 팩토리로 바꾸고 있다.

포스코 ICT는 올해 CES에서 IXOTIVE(아이소티브)를 선보였다. IXOTIVE는 IT와 OT, 현장설비 제어를 융합해 고객에 새로운 가치와 가능성을 제공한다는 의미다. 스마트 팩토리와 AI, 자동화 등 3대 분야의 솔루션을 통합한 브랜드이다.

아이소티브의 스마트 팩토리 솔루션은 포스 프레임과 포스 마스터, 포스 드라이브 등이 있다. 특히 포스 프레임은 생산 현장의 다양한 데이터를 고속으로 수집하고, 빅데이터를 분석해 예측한다. AI로 최적의 제어가 가능하도록 이뤄졌다. 철강 제품은 철광석을 고온으로 녹이고 불순물을 제거하고, 첨가물을 적절하게 배합해 탄생한다. 생산 과정을 세밀하게 조정해야 강도가 높은 철강을 만들 수 있다. 포스코는 포스 프레임을 활용해 생산 과정의 경쟁력을 높였다.

포스 프레임을 기반으로 전후 공정을 분석해 생산성을 높인다. 이를 통해 설비 효율이 높아지고 제조 원가도 크게 낮출 수 있다. 기업들은 전후방 산업이 침체되면서 ‘극한의 비용 절감’을 추진 중이다. 생산 공정의 비효율을 최소화해야 생산 원가를 낮출 수 있는데, 기업들이 IXOTIVE를 찾는 이유도 이 때문이다.

포스 마스터는 공정을 모니터링하는 시스템이다. PLC(Programmable Logic Controller)와 HMI(Human Machine Interface) 기능을 지원한다. PLC는 공정을 제어하고, 모니터링하는 장치다. 스위치 또는 센서, 온도 등을 모니터링하고, 프로그램에 의해 순차적으로 처리하거나 제어한다. 산업 기계 뿐 아니라 로봇과 하수처리장 등을 제어하는 데도 활용된다. HMI는 공정 내 오퍼레이터가 최적의 상태로 설비를 제어하도록 생산 정보를 수신하는 장치다.

최근 이산화탄소 등 온실가스 배출과 관련해 기업의 비용 부담이 커지고 있어 공정 설비를 지속적으로 모니터링하고 제어해야 한다. 최적의 상태로 설비가 운영될 수 있도록 모니터링하고 통제하는 것도 AI의 역할이다.

AI, 분류 작업은 기본…’꾸밈 노동’도 대신

올해 CES에서 AI는 보안 영역은 물론 뷰티숍 직원의 역할까지 대신했다. 아모레퍼시픽은 헬스 앤 웰니스 부문에서 혁신상을 받았다. 아모레 퍼시픽이 선보인 ‘립 팩토리 바이 컬러 테일러(Lip Factory by Color Tailor Smart Factory System)’는 AI를 활용해 고객의 피부톤에 적합한 입술 색상을 추천하고, 현장에서 즉시 립 메이크업 제품을 제조하는 모습을 선보였다. AI는 2000여 가지의 제품을 실시간으로 만들 수 있다. 다양한 색소를 조합해 간단한 조작만으로 신속하고 정확하게 고객이 원하는 색상을 구현했다.

아모레퍼시픽이 선보인 ‘포뮬라리티 토너 패드 메이커(Formularity – Instant Active Toner Blending Device)’ 장비는 앰플로 즉석에서 토너를 제조한다. 이를 화장솜에 흡수시켜 피부에 적합한 온도로 조절해 제공한다. 얼굴 부위별 맞춤형 스킨케어가 가능하며, 매번 사용할 때마다 즉석에서 토너를 만들어 사용하는데 위생적이라는 평이다.

코로나19 확산을 막는데 적합한 출입 관리 시스템도 눈길을 끌었다. 포스코 ICT가 내놓은 안면인식 솔루션 ‘페이스로(Facero)’는 온라인상에서 뜨거운 관심을 받았다. 페이스로는 AI 기반의 딥 러닝 기술이 적용돼 얼굴의 미세한 변화까지 반복 학습해 사용한다. 사용하면 할수록 안면인식의 정확도가 향상되는 게 장점이다. 지난해 한국인터넷진흥원은 페이스로가 약 99.9%의 정확도가 있다고 인증했다. 응답속도도 0.5초 이내로 빠르다.

지문이나 홍채인식은 접촉식인 반면 페이스로는 비접촉식이다. 코로나19로 감염병에 대한 두려움이 확산되고 있어 페이스로에 대한 관심 또한 높다. 포스코 ICT는 페이스로가 안전 장비 착용 상태의 유무도 검사할 수 있다고 설명했다. 출결 관리 및 카페 등에서 결제까지 가능하다.

택배업체의 물류센터에서도 페이스로 기술을 적용할 수 있다. 페이스로는 화물의 크기나 모양 등 형상을 인식해 택배 상품을 분류할 수 있다. 이외에도 공공장소에서 불특정인의 위험한 행동을 감지해 사전 대응할 수도 있다. 테러 등 국가 안보 분야에서도 활용할 수 있고, 공공장소의 치안 분야에서도 활용할 수 있다.

이렇듯 AI는 공장은 물론 실생활에서도 유용하게 쓰일 수 있다. 딥 러닝을 통해 AI가 스스로 학습해 보다 스마트해질 수 있는 것 또한 장점이다. 산업계는 AI를 다양한 분야에서 활용해 경쟁력을 높일 것으로 전망하고 있다.