기계산업 디지털 전환, 제조업 혁신의 핵심 동력

기계산업은 디지털 전환(DX)을 통해 생산성과 효율성을 극대화하며 제조업의 혁신을 주도하고 있다. 특히 AI, 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 디지털 트윈 등 첨단 기술이 제조업 전반에 걸쳐 활용되면서 산업 패러다임이 변화하고 있다.

한국기계연구원(이하 기계연)이 발간한 ‘기계산업 디지털전환 기술 백서’는 국내 제조업의 디지털 전환 현황과 미래 방향을 조명하며, 디지털 전환 기술이 글로벌 경쟁력을 좌우하는 핵심 요소임을 강조하고 있다.

기계산업의 디지털 데이터 활용은 생산 공정의 효율화를 이루고 데이터 기반 의사결정을 가능하게 하며, 제조업의 전반적인 혁신을 가져오는 핵심 요소로 자리잡고 있다. 클라우드 제조, 예지 보전(PdM), 빅데이터 분석 등은 생산성과 품질을 높이는 주요 기술로 활용된다. 특히 롤스로이스는 항공기 엔진 데이터를 분석해 ‘Total Care’ 서비스를 제공하며, 유지보수 비용 절감과 시장 점유율 확대라는 두 마리 토끼를 잡고 있다.

디지털 트윈 기술은 물리적 기계 장비와 가상 모델을 결합해 실시간 모니터링과 예측 가능성을 제공한다. 스마트 팩토리 구현에 필수적인 이 기술은 제조 공정 시뮬레이션, 엣지 컴퓨팅 등과 결합해 공정 최적화와 문제 해결 능력을 획기적으로 향상시키며, 글로벌 시장에서 경쟁력을 확보하는 데 기여하고 있다.

인공지능은 제조업의 자동화와 지능화를 가속화하는 핵심 기술로, 생산성 향상과 품질 제어 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 머신러닝 기반의 제조 공정 최적화, 머신비전 기술을 통한 실시간 품질 검사, 증강현실(AR)과 가상현실(VR)을 활용한 제조 혁신 등이 대표적인 사례다. 특히 엔비디아는 Jetson 엣지 AI 플랫폼을 통해 머신비전 기술의 성능을 높이며 정밀 제조 분야에서 두각을 나타내고 있다.

자율제조 기술은 인간의 개입을 최소화하고 공정 자동화를 실현하며, 생산 최적화와 지속 가능성을 동시에 추구한다. 자기 최적화 생산 시스템, 적층 제조 기술 등이 자율제조의 주요 기술로 자리잡고 있으며, 이는 기존 스마트 팩토리를 넘어서는 새로운 제조 패러다임으로 평가받고 있다.

국내에서는 디지털 전환을 통해 산업 구조의 경쟁력을 강화하고 지속 가능한 혁신 기반을 조성하기 위한 노력이 활발히 진행되고 있다. 특히 제조업의 디지털화를 목표로 데이터 표준화와 협업 촉진을 통해 디지털 제조 혁신 생태계를 구축하고 있다. 과학기술정보통신부 산하 기계연 DX전략연구단은 기계산업 디지털 전환 대응을 위해 비전과 전략을 수립하며 디지털 트윈 기술 확보와 기계 데이터 플랫폼 구축에 주력하고 있다.

해외에서는 AI, IoT, 빅데이터 기술이 제조 공정에 도입되며 작업 효율과 정확성이 크게 향상되고 있다. 미국은 Predix 플랫폼을 통해 기계 데이터를 실시간으로 분석하고 운영 효율을 높이고 있으며, 독일은 인더스트리 4.0 전략 아래 3D 비전 기술과 디지털 트윈을 결합해 스마트 제조 시스템을 발전시키고 있다. 일본은 Society 5.0 정책을 통해 정밀 제조 분야의 디지털화를 적극 추진 중이다.

디지털 전환은 제조업의 필수 과제로, 국내 제조업이 글로벌 경쟁에서 앞서기 위해 AI 디지털 기술 도입을 더욱 가속화해야 한다는 요구가 커지고 있다. 기계연은 보고서를 통해 AI 자율제조 기술의 주요 동향과 발전 방향을 분석하며, 기업들이 디지털 제조 혁신을 성공적으로 실현할 수 있도록 정책적 지원과 연구개발 투자 확대가 필요하다고 강조했다.

기계연 박종원 DX전략연구단장은 “디지털 전환은 제조업의 필수 과제이며, AI, IoT, 빅데이터 등 첨단 기술을 접목해 생산성과 경쟁력을 높이는 것이 핵심”이라고 말했다. 또한 이택민 디지털 트윈연구팀장은 “기계산업의 디지털 전환은 글로벌 시장에서 경쟁력을 확보하기 위한 필수 요소”라며, 정부와 기업이 단합하여 연구개발 투자 확대와 인프라 구축에 집중해야 한다고 강조했다.

디지털 전환을 통해 제조업은 생산 공정의 효율성, 비용 절감, 품질 향상 등 다양한 이점을 얻으며 글로벌 시장에서 경쟁력을 강화하고 있다. 한국 제조업의 지속 가능한 성장을 위해 정부와 산업계의 협력이 더욱 중요해질 전망이다.