3D 컴퓨터 발전하면 대규모 공장은 없어질까?

스마트팩토리는 사물인터넷과 빅데이터, 인공지능까지 동원되지만, 결국은 기존 생산라인의 진화 정도가 아닐까요? 만약 이런 개념이 좀 더 극단적으로 추구된다면 그 끝에는 3D 프린터가 있을 것 같습니다. 대규모 공장이 필요 없으며 어떤 물건이든 생산할 수 있는 최고의 유연성까지 함께 확보할 수 있지 않을까요?

3D 프린터로 뭐든 만든다?

3D 프린터로 모든 것을 만들 수 있다면 스마트팩토리조차 필요없게 되겠지요. 그냥 집에서 모든 것을 만들 수 있을 테니까요. 그러나 이러한 극단적인 시나리오는 미래에도 실현될 가능성이 매우 희박하다고 봅니다.
3D 프린터는 극도로 유연성이 높다는 장점 외에 단점도 만만치 않습니다. 단 한 개의 제품만을 만든다면 금형 제작단계 등을 건너뛰기에 일반적인 생산방식보다 훨씬 빠르고 효율적이지만, 그 후에 생산량이 계속 늘어나면 기존의 대량생산방식이 더 빠르고 효율적입니다.
3D 프린터는 매우 얇은 층을 한층 한층 쌓아올리는 식으로 제품을 만드는데, 미세분말 형태의 재료가 굳기까지 기다려야 하며, 프린팅이 끝났다고 완성되는 것이 아니라 매끄럽지 못한 표면을 다듬는 후가공 작업이 필요합니다. 이 작업은 수작업이 필요한 경우가 많지요.
또한 매우 얇은 층을 쌓아올리는 제작방식은 강점이자 약점입니다. ‘결’이 층층이 생기기 때문에, ‘결’과 직각 방향으로 가해지는 힘에는 강해도, 나란한 방향으로 가해지는 힘에는 약합니다. 따라서 전통적인 사출성형 방식으로 금형을 써서 제작하는 것과 비교할 때, 매우 복잡한 제품을 한 번에 찍어낼 수 있다는 장점이 있는 반면에 강도가 떨어집니다.
일반적인 2D 프린터도 소량의 문서를 인쇄할 때는 빠르지만, 대량의 문서를 인쇄하려면 결국 인쇄소에 맡기는 것이 더 빠르고 품질도 좋습니다. 마찬가지로 3D 프린터도 소량의 부품을 맞춤형으로 제작하는 데는 효율적이지만 대량생산에는 약점이 있습니다. 실제 생산현장에서 3D 프린터는 매우 복잡한 형태를 지닌 소량의 고부가가치 부품을 맞춤식으로 제작하는 경우가 많습니다.

독일의 아디다스 스피드팩토리는 사실 기존의 전통적 생산라인을 갖춘 공장에 비해 오히려 생산성이 떨어져서 고가 프리미엄 제품 생산에 특화되었다고 합니다. 결국 스마트팩토리를 통해서 생산의 유연성을 확보한다는 말이, 반드시 생산성까지 확보된다는 말은 아니라고 이해해도 될까요?

생산성과 유연성 사이

출처 : news.adidas.com 동영상 캡처

아디다스 스피드팩토리가 로봇을 대량으로 도입한 이유가 인건비 절감 때문이라고만은 볼 수 없습니다. 수량적인 생산효율면에서는 컨베이어 벨트로 대표되는 단선적인 생산라인에서 인간과 기계가 함께 규격화된 신발을 생산하는 기존 생산방식이 오히려 나을 수 있습니다. 게다가 로봇으로 인간을 대체할 수 있다고 하더라도, 비싼 비용도 문제가 되며, 로봇을 통제하고 유지보수할 인력도 추가로 필요합니다.
그럼에도 불구하고 로봇은 기존 자동화 생산기계에 비해 좀 더 다양한 상황에 대처할 수 있다는 장점이 있습니다. 즉, 자동화 생산기계가 구태여 인간과 닮은 모습일 필요가 없음에도 불구하고 로봇의 형태를 취한 것은, 인간과 비슷하게 좀 더 유연한 작업을 가능하게 만들기 위해서라는 것입니다.
로봇을 사용하는 이유가 단지 자동화를 기존보다 더욱 끌어올리기 위해서일 수도 있습니다. 하지만 아디다스 스피드팩토리는 기존 컨베이어 시스템의 한계를 뛰어넘는 유연성을 확보하기 위해 사용했고, 대량생산품이 아니라 맞춤형 고가 프리미엄 제품 생산에 특화했습니다.
스마트팩토리에도 매우 다양한 스펙트럼이 있고, 상대적으로 생산효율성의 증대를 목적으로 하는 경우가 있는 반면, 아디다스 스피드팩토리처럼 생산 유연성의 극대화에 중점을 둔 경우도 있습니다.
스마트팩토리를 기획하면서 생산효율을 최대한 극대화하면서 효율성을 크게 떨어뜨리지 않는 범위에서 유연성을 제한적으로 확대하는 점진적 전략을 쓸 수도 있고, 한편 맞춤형 생산 중심의 아디다스 스피드팩토리나 극단적으로는 3D 프린터만으로 돌아가는 공방 형태의 공장처럼 생산효율성 증대보다는 극도의 제품 커스터마이제이션Customization, 고객의 특정한 주문에 맞추어 제작에 집중하는 방향도 가능할 것입니다.
따라서 스마트팩토리의 경우 상대적으로 유연성을 중시하느냐, 생산효율성을 중시하느냐에 따라 다양한 스펙트럼이 공존하게 될 것입니다.

이 포스트는 『4차 산업혁명, 당신이 놓치는 12가지 질문』(남충현, 하승주)를 바탕으로 발췌, 재정리한 것입니다.