중소기업 R&D 지원체계 혁신 방안을 발표하고 있는 박영선 중소기업벤처부 장관. /뉴스1 DB

생산 설비가 제대로 작동되고 있는지, 물품은 이상이 없는지, 언제 어떤 장비(부품)가 고장날 것으로 예상되는지 등, 이 모든 것을 알아서 척척 해내는 공장이 있다.

바로 4차 산업혁명 시대 유망 기술이 적용된 스마트팩토리다.

스마트팩토리는 설계·개발·제조·유통 등 생산의 전 과정이 정보통신기술(ICT)로 연결돼 빅데이터(Big Data)·사물인터넷(IoT)·인공지능(AI) 등에 의해 자동으로 이뤄지는 '지능형 공장'을 뜻한다.

공정 데이터를 실시간으로 수집하고, 이를 분석해 목적된 바에 따라 스스로 제어하는 스마트팩토리는 코로나19로 인해 발생하는 생산중단, 글로벌 공급망의 불안정, 제조 현장의 인력부족 위기 등을 극복할 대안으로 주목받고 있다.

국내 대기업은 물론, 중소업체들이 '제조업 혁신 방안'으로 대두된 스마트팩토리 구축에 박차를 기하는 이유다.

이디코어 EDBrain (ML, VM, APC) for Equipment 4.0 솔루션 이미지. © 뉴스1

◇스마트팩토리 개발·구축 첨단기술력 보유한 '이디코어'

4차 산업혁명 시대에 발맞춰 단순한 공장 자동화를 넘어 미래형 스마트팩토리를 갖추길 원하는 기업은 관심있게 봐야 할 스타트업이 있다.

지능형 공장 구축을 위한 토털 솔루션과 컨설팅 방법론을 보유한 ㈜이디코어(대표 한대수)다.

과거 공장 자동화는 로봇들이 미리 정해진 값의 일을 처리하는 수준에 머물렀다면, 지능형 공장은 인공지능·사물인터넷·클라우드 컴퓨팅·빅데이터 등을 기반으로 공장의 모든 설비들이 서로 정보를 주고받으며 지능적으로 운영되는 것이 특징이다.

이디코어는 전산화·자동화 소프트웨어로 운영돼 온 기존 공장을 진정한 지능형 자율공장으로 탈바꿈 시키는 솔루션 'EDBrain Equipment 4.0'을 개발·공급하고 있다.

EDBrain은 제조업의 소망인 설비종합효율(OEE)을 극대화하는 '소프트웨어 2.0'을 기반으로 한다. 이는 이디코어만이 보유한 기존에 없던 차별화된 전략 상품이다.

반도체, 디스플레이, 화학, 원자력, 배터리, 전력 등 사람이 직접 개입하기 어려운 장치산업 분야 공장을 주요 고객사로 하고 있다.

이디코어는 현재 EDBrain 제품군 내 ML(Machine Learning), 지능형 APC(Advanced Proecess Control), 지능형 VM (Virtual Metrology) 등 3가지 솔루션을 출시한 상태다.

ML은 인공지능 베이스 가상계측 소프트웨어로 변해가는 공장 환경을 스스로 학습하도록 한다. APC는 인공지능 공정제어장치로, 공정 조건 등 환경 변화에 자동 대응이 가능하다. VM은 제조공정을 특화 분석해 측정하지 않은 미래의 계측결과를 예측한다.

이디코어는 여기서 멈추지 않고 지능형 FDC(Fault detection & Classification), 지능형 MES(Manufacturing Execution System) 등을 추가로 준비 중에 있다.

2016년 7월 창업한 이디코어는 이듬해 인공지능 MES 기업부설연구소를 설립했으며 지난해에는 벤처·강소기업 인증을 받았다.

올해는 중소벤처기업부 창업도약패키지(경기창조경제혁신센터 주관) 수혜기업으로 선정돼 혁신성장을 도모하고 있다.

올 상반기 이미 48억원(8월 기준)의 매출을 기록했으며, 내년에는 해외 250억원 수출을 포함해 총 400억원 상당 매출을 기대하고 있다.

한대수 대표는 "현재 스마트팩토리라고 하는 공장 대부분이 전산화, 자동화 수준에 머무르고 있다"며 "최신 정보기술을 망라한 통합 지능형 스마트 공장 솔루션으로 국내 스마트팩토리 수준을 한 차원 업그레이드 시키겠다"고 포부를 밝혔다.

뉴로센스의 엣지 컴퓨팅 인공지능 알고리즘. © 뉴스1

◇IIoT로 스마트팩토리를 더욱 똑똑하게 만드는 뉴로센스

스마트팩토리를 크게 두 가지로 구분하면 품질관리(이미지 빅데이터 활용 불량품 선별) 분야와 설비의 고장을 미리 예견하는 사전정비(Predictive maintenance, 예지정비) 분야로 볼 수 있다.

이미지 데이터를 이용한 불량품 선별은 이미 상용화된 상태며, 관련 업체도 글로벌 시장에 상당수 존재한다. 반면 설비 예지정비는 이제 막 시장이 열리는 도입단계에 있다.

뉴로센스(대표 김경수)는 이러한 설비 예지정비 시스템(플랫폼)에 사용되는 산업용 사물인터넷(IIoT, Industrial internet of things) 센서를 개발·판매하는 스타트업이다.

이 센서는 공장 설비에서 소음·진동·온도·습도·압력·전류 등을 미리 체크해 고장의 완전 초기단계에서 그 징후를 감지함으로써 고장 시점을 예측한다.

결과적으로 설비 고장 이전 시점에 계획 정비를 가능하게 해 돌발적인 고장에 의한 피해는 줄이고, 장비의 효율과 생산성은 향상시킨다.

뉴로센스는 여기에 더해 엣지 컴퓨팅 인공지능 알고리즘을 제공한다. IIoT센서에 전송되는 빅데이터를 전부 클라우드 서버로 처리하지 않고, 필요한 데이터만 정밀하게 보내는 기술이다. 엄청난 양의 데이터 처리를 위한 서버 증설 비용이나 데이터 트래픽 증가에 따른 유지·보수 비용을 줄일 수 있다.

국내에서는 엣지 컴퓨팅 인공지능 기술을 보유한 업체는 뉴로센스 뿐이다. 이러한 기술력을 인정받은 뉴로센스는 올해 중기부의 빅3 핵심 성장분야(시스템반도체, 바이오, 미래차) 중에서 시스템 반도체를 이용한 사물 인터넷 센서 사업 대상 업체로 선정됐으며 포스코ICT·삼성전자 글로벌 기술센터 협력사·KT 5G Core 파트너사로 그 역량을 키워나가고 있다.

전자제품을 조립하고 있는 스마트 팩토링 로봇.(에이치시스템) © 뉴스1

◇에이치시스템, 스마트 패키징 설비로 중소 포장업체 자동화 예고

이디코어와 뉴로센스가 국내 스마트팩토리 혁신을 선도할 것으로 기대되는 가운데, 국내 중소 포장 업계에서는 새싹 기업 에이치시스템(대표 한상길)을 눈여겨 보고 있다.

에이치시스템은 소량 다품종 스마트 팩토링 시스템을 사업아이템으로 지난 4월 창업전선에 뛰어들었다.

코로나19 확산에 의해 온라인마켓 물류시장 트렌드로 부상한 소량 다품종 포장에 적합한 설비를 필요 업체로부터 주문받아 제작 판매한다.

로봇이 3D 비전을 통해 확인한 체적 정보를 통해 상품에 맞는 포장을 선택하고 완충제까지 완벽하게 채우는 자동화 설비다.

한상길 대표는 대량생산, 대량소비에 중점돼 있던 기존 설비는 소량 다품종에 적합하지 않고 개조에도 막대한 비용이 소요된다는 점을 착안해 이 같은 설비를 개발했다.

최근 폭발적으로 성장한 온라인쇼핑 및 소셜커머스, 1인가구시장에 최적화된 팩토링 시스템으로 보면 된다. 수작업 위주의 포장이 이뤄지던 온라인 판매처 및 B2C 물류센터 등이 주요 고객사다.

한 대표는 "인력난에 허덕이는 소포장 택배 등 소규모 업체에 필요한 설비"라며 "이번주 첫 결실로 재생고무 생산회사와의 1억3000만원 상당 계약을 앞두고 있다. 최근 설비 제작 의뢰 수요가 급증하는 등 전망이 밝다"고 말했다.

한편 정부는 산업구조 혁신 가속화를 위해 스마트공장과 스마트산단을 중심으로 한 인공지능 기반 산업지능화를 추진 중에 있다.

2022년까지 중소기업을 대상으로 스마트공장 3만개를 보급하고, 2030년까지 스마트산단 20개, 인공지능 팩토리 2000개를 조성한다는 목표다. 이른바 제조업 르네상스 전략이다.

정부의 이 같은 공격적인 산업지능화 방침은 차세대 유망 기술력을 보유한 국내 스마트팩토리 관련 스타트업들에게 활력을 불어넣을 전망이다.