4차 산업 혁명은 이제껏 본 것 중 가장 복잡하고 포괄적이며 자동화된 혁명입니다. 물리적 기술(기계, 장치, 센서 및 유비쿼터스 연결)과 디지털 기술(인공 지능, 클라우드 및 분석)을 통합하여 지능형 연결 공장이 탄생할 준비가 되었습니다.
베스트셀러 책인 "국가는 왜 실패하는가(Why Nations Fail: The Origins of Power, Prosperity, and Poverty)"의 저자인 미국의 경제학자 Daron Acemoglu와 James Robinson은 이렇게 말합니다. "19세기와 20세기에 일부 국가는 산업 혁명과 이로 인한 조직의 기술 및 체계성의 수혜를 입었지만 그렇지 않은 국가도 있어 오늘날 불평등이 생기게 되었습니다."
오늘날 기업들은 전체 운영 방식을 재고하고 경쟁력 차별화를 위한 새로운 기능을 활용하는 모델을 만드는 등 새롭고 놀라운 디지털 전환에 착수하고 있습니다. 기업이 직면한 과제는 디지털 전환을 얼마나 빠르고 진보적으로 진행하느냐입니다.
물론 우리가 겪는 변화는 1차 산업 혁명에 비하면 훨씬 빠릅니다. 18세기 후반에는 대기 증기 기관이 있었으나 증기 동력은 매우 드물었고 19세기까지 대부분의 산업 용도에 사용되었습니다.
독일 디지털 혁명의 장본인이자 인더스트리 4.0의 창시자인 Henrik von Scheel은 이렇게 말합니다. "인더스트리 4.0의 핵심은 기술이 아니라 사람입니다. 최초의 원시인이 부싯돌을 형상화한 이래로 인류는 환경을 관리하기 위한 도구를 스스로 만들어 냈습니다. 인더스트리 4.0 시대도 이와 다르지 않을 것입니다. 이전의 산업 혁명과 비교했을 때, 3차와 4차 산업 혁명은 선형적인 속도가 아닌 기하급수적인 속도로 진화해 왔습니다. 디지털, 물리적 및 가상 세계가 통합된 4차 산업 혁명은 지난 250년 동안 가장 중요한 구조적 변화입니다. 이러한 산업 변화는 규모, 범위, 복잡성 면에서 인류가 경험했던 어떤 것과도 다를 것입니다. 모든 나라의 전 산업과 경제에 지장을 주고 있습니다."
인더스트리 4.0에 필요한 현재 기술의 기반은 이전 세기의 마지막 30년 동안 시작되었지만, 연결성, 데이터 수집 및 처리, 컴퓨팅 성능의 기하급수적인 성장은 지난 20년 동안만 이루어졌습니다.
사물 인터넷(IoT)이 탄생하고, 이전의 제한된 M2M 연결을 대체하며, 4G 및 현재 5G 네트워크로 빠른 무선 연결이 가능해지면서 수백만 개의 센서를 배치할 수 있게 되었습니다. 또한 3D 프린팅과 같은 신규 제조 기술을 통해 새로운 부품을 신속하게 생산하고, 새로운 재료를 도입하며, 생산 및 물류 비용을 절감할 수 있습니다.
오늘날의 스마트 팩토리는 이더넷 네트워크가 시간에 민감한 중요 업무용 트래픽 및 애플리케이션에 대한 QoS 보증을 지원하는 일련의 표준인 TSN(Time-Sensitive Networking)과 유무선 기술을 함께 사용합니다.
제조 및 운송과 같은 기존 산업은 새로운 디지털 도구를 숙지해야 합니다. 여러 도시에서 사람들은 30년 혹은 그보다 훨씬 전에 지어진 지하철을 타고, 공장에서는 수십 년 전에 구입한 기계를 작동합니다.
여러 기존 산업의 디지털 전환을 가속화한 팬데믹
인더스트리 4.0은 10년 전에 처음 선보인 이후로 사회적 공정성과 지속 가능성의 원칙을 덜 고려하여 다양한 산업의 효율성과 생산성을 높이기 위한 기술 주도 방식에 중점을 두고 있습니다.
생산이 유지되고 경우에 따라 현재 보유한 첨단 기술을 사용하여 생산이 계속된 최신 팬데믹 기간 동안 이러한 모든 기술과 혁신은 핵심이었습니다.
지난해 글로벌 컨설팅 회사인 EY는 "2021년 산업 미래 연구 재구상"을 발표했습니다. 조사에 따르면 "기업의 거의 3/4(71%)이 코로나19 팬데믹으로 인해 기존 디지털 전환 계획이 가속화되었다고 생각하며, 52%는 5G와 IoT에 더 큰 관심을 보이고 있습니다."
로봇 공학, 마이크로컨트롤러 및 인더스트리 4.0
인공 지능에 힘입어, 새로운 세대의 로봇들이 업무에 적용되고 있습니다. 공장 자동화에서 자율 주행 차량 및 드론에 이르는 새로운 시스템은 강력한 무선 네트워크에서 실행되는 완전 이동식입니다. 클라우드 제공업체인 AWS, Google Cloud 및 Microsoft Azure는 로봇 개발자들과 함께 이 시스템을 연구해 왔습니다. 이 공간은 이제 Software-as-a-Service(서비스형 소프트웨어)와 결합된 Robotics-as-a-Service(서비스형 로봇 공학)로 정의됩니다.
또한, 코로나19 팬데믹 상황으로 인해 더 많은 작업을 처리하기 위한 로봇의 수요가 가속화되었습니다. 엔지니어들은 5G 네트워크와 결합된 증강 현실 등의 기술을 사용하여 원격으로 기계를 정비할 수 있으며, 이전에 인간이 수행했던 많은 작업은 이제 자율적으로 수행되거나 원격으로 제어됩니다.
또한 AI와 5G 네트워크가 등장하면서 로봇은 창고와 공장에서 더 큰 세계로 이동하고 있습니다. 기업은 인재, 인간과 컴퓨터의 상호 작용에 대한 질문, 시험대로서의 세계에 대한 과제에 직면할 것입니다.
몇 년 전만 해도 많은 장치와 기계에 내장된 대부분의 마이크로컨트롤러는 외부 연결 장치 없이도 장치 내에서 특정 기능을 지원하도록 설계되었습니다. 공장 기계 등과 같이 시설 내에서 로컬로 연결되도록 다른 유형의 제어기가 설계되었지만, 외부 정보나 명령을 송수신하도록 설계되지는 않았습니다.
새로운 세대의 연결된 마이크로컨트롤러는 판도를 극적으로 바꿉니다. IoT의 일부로 연결할 수 있는 이점 덕분에 제조업체는 기계에 더 많은 기능을 추가하고, 유용한 정보를 받고, 성능을 모니터링하고, 예방적 유지 보수를 제공하고, 고객과 소통할 수 있습니다.
그러나 수십억 개의 새로운 마이크로컨트롤러(특히 인터넷 연결 보안 문제에 대한 준비가 미흡한 장치)가 인터넷에 연결되도록 설계되지 않은 장치에 설치되면서 재해 가능성이 급격히 늘어나고 있습니다.
자동화의 목표는 사람을 대체하는 것이 아닌 보호하는 것
2년 전, 유럽연합 위원회는 사람들의 삶에 변화를 주는 기술을 개발, 배포 및 사용할 것을 요구하는 EU 디지털 전략을 발표했습니다.
"AI, IoT 및 로봇 공학은 경제와 우리 사회에 기회를 가져올 수 있는 반면 물질적이든 비물질적이든 법적으로 보호되는 이익에 해를 끼칠 수도 있습니다. 애플리케이션 분야가 확장됨에 따라 이러한 위험은 늘어날 것입니다. 이러한 맥락에서, 안전 및 책임에 대한 현재의 법적 제도가 사용자를 보호하기에 적합한지 여부와 어느 정도까지 보호하는지 분석하는 것이 필수입니다."라고 문서에 나와 있습니다.
발표한 내용에 따르면 Ursula von der Leyen 유럽연합 위원회장은 유럽이 진정한 디지털 경제를 이루고 수집된 방대한 양의 데이터를 잘 활용하도록 노력해야 한다고 말했습니다.
최우선 사항이 되어야 하는 지속 가능성
지속 가능성에 대한 지침을 채택하여 목표를 달성하는 기업은 더 나은 성과와 수익으로 보상을 받는 기업이 될 것입니다.
지난해 리스본에서 열린 Web Summit에서 Siemens CIO Hanna Hennig의 주장에 따르면 기후 변화에 대처하려면 "전기화 및 재생 에너지와 같은 다양한 기술을 통합해야 합니다. 다른 기술은 공장과 건물의 에너지 관리가 될 것입니다."
Hennig은 "유명 기업과 이야기해 보면 앞으로 몇 년 동안 지속 가능성과 이산화탄소 배출량 감소의 달성을 원한다고 항상 말합니다. 정말로 측정 가능한 목표에 전념하는 기업은 그다지 많지 않은 것 같습니다."라고 경고했습니다.
