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사원번호 'DX#108282'…열 명치 몫 하는 정직원 정체는   K제조업 '생존 최종병기' DX의 힘中企, 제조 패러다임 대전환 젊은층 없고 베테랑들 은퇴 구조적 인력난에 '벼랑 끝' 3D로봇·AI, 현장에 전진배치 생산성 높이고 효율 극대화

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경남 창원에 있는 자동차 부품 제조 중견기업 CTR은 2019년부터 디지털전환(DX)을 본격화했다. 숙련 인력을 구하지 못해 생존에 위기를 느꼈기 때문이다. 조직 내 비효율을 제거하고 생산성을 높이기 위해 사무 부문부터 혁신했다. 재고 업무 등을 처리하는 사무자동화 로봇을 도입한 데 이어 2021년 산업용 3차원(3D) 로봇을 전진 배치해 자동화 공정을 고도화했다. DX추진 이후 볼 조인트 생산량이 연간 183만6000개로 이전보다 63% 증가했다. ‘불량률 제로’ 기록도 달성했다.

한국 제조업의 태동기인 1960년대 부품산업에 뛰어든 CTR의 DX혁신 사례는 인력난과 생산성 저하에 시달리는 국내 중소·중견기업이 나아가야 할 이정표를 제시한다. 4차 산업혁명을 이끄는 구체적 방법론인 DX는 K제조업의 생존을 좌우할 유일한 해법으로 꼽힌다.

제조업 인력난은 가공할 수준이다. 국내 생산연령인구는 향후 10년간 390만 명 감소한다. 외국인 근로자도 턱없이 부족하다. 역대 최대 규모라는 올해 비숙련(E9) 외국인 비자 쿼터는 16만5000명에 불과하다. ‘암묵지(개인 체화 지식)’를 지닌 베이비붐 세대(1955~1963년생)의 은퇴도 본격화하고 있다. 상대적으로 열악한 중소 제조 현장은 인구절벽을 피하기 어려울 전망이다. 중소기업의 생산성 저하는 심각하다. 대기업 대비 중소기업의 생산성은 2001년 41.6%에서 2021년 30.2%로 곤두박질쳤다. 대·중소기업 간 생산성 격차가 크다는 것은 국내 제조업 생태계가 그만큼 건강하지 않다는 의미다.

 

인공지능(AI)과 로보틱스, 사물인터넷(IoT), 3D 프린팅 기술이 응축된 DX가 중소 제조업 경쟁력을 끌어올리기 위한 최적의 솔루션이라는 게 전문가들의 진단이다. 장영재 KAIST 산업·시스템공학과 교수는 “제조업의 구조적인 한계를 극복하려면 디지털 기술로 인력과 생산성을 보완하는 DX외엔 답이 없다”고 단언했다.

 

한국경제신문은 창간 60주년을 맞아 한국산업단지공단과 공동으로 중소·중견 제조사 DX 확산을 도모하기 위해 성공 사례를 집중 분석해 소개한다. 혁신·도전 정신으로 무장하고, 한발 앞선 투자로 대한민국 산업사(史)의 새 장을 써가고 있는 기업들이다.

 

자동차부품사CTR의 스마트팩토리 가보니…3D로봇 111대, 로봇팔 휘저으며 작업…플래시 '번쩍' 8초 만에 "도금 이상"

Advancedrobot

지난달 16일 경남 창원 국가산업단지에 자리 잡은 자동차 부품 중견기업 CTR의 스마트팩토리. 밀양 공장에서 단조를 하고, 창녕 대합공장에서 절삭 가공을 거친 암(Arm·서스펜션 연결 부품)이 주황색 3차원(3D) 로봇 앞에 놓여 있었다. 로봇이 부품을 집기 직전 플래시가 번쩍 터졌다. 공정에 투입하기 전 부품을 3D 로봇이 정확하게 집기 위해 비전 검사기가 사진을 찍는 것이다. 이후 공정에 맞는 부품을 3D 로봇이 집어 회전 테이블에 올렸다. 테이블 옆에 대기하던 또 다른 로봇은 암에 다른 부품을 끼워 넣었다.

 

1차 조립을 거친 이 부품이 마지막으로 향한 곳은 인공지능(AI) 비전 검사. CTR이 투자한 스타트업 아이브가 개발한 AI 비전검사기가 부품 하부 조립에 누락된 것은 없는지, 도금이 잘못된 것은 없는지 2초 만에 검사를 끝냈다. 초기에는 작업자가 육안으로 검사했지만 2000년대 들어 카메라 비전 검사가 도입됐다. 2020년 이후엔 AI가 입체적으로 제품의 최종 검사를 도맡는다. 합격 판정을 받으면 로봇이 박스에 담아 포장한다. 이 같은 공정으로 탄생한 제품이 CTR의 컨트롤암과 볼조인트다. 컨트롤암은 자동차 본체와 바퀴를 연결하는 부품이고, 볼조인트는 자동차 바퀴의 상하 및 좌우 방향 전환이 원활히 될 수 있도록 도와주는 관절 부위다. CTR은 알루미늄 소재로 컨트롤암 경량화에 성공해 전 세계 전기차 회사들로부터 ‘러브콜’을 받고 있다.

 

111대 로봇이 만들어낸 생산 혁신

CTR 창원 공장에는 18개 라인에 3D 로봇 111대가 사람을 대신해 열심히 팔을 휘젓고 있었다. CTR공장이 3D 로봇 도입에 본격 나선 건 3년 전이다. 2019년부터 설비 자동화 등 스마트팩토리 시스템 설치를 고민했고, 산업용 로봇 가격이 떨어지자 2021년 말부터 공격적으로 생산 현장에 배치했다. 김옥헌 CTRPI 팀장은 “이전에도 자동화는 있었지만 소품종 대량 생산에 어울리는 시스템이어서 다른 제품을 만들기 위해 라인을 교체하려면 4~8시간씩 걸렸다”며 “이젠 2~3개 다른 제품을 한 라인에서 교체 없이 제작할 수 있어 다품종 소량 생산에 특화했다”고 설명했다.

 

공장 곳곳에서는 직원들이 태블릿PC를 들고 다녔다. 디지털전환(DX) 이후 태블릿을 통해 실시간 현장 점검 정보를 기록하고 공유한다. 태블릿 사용 전에는 설비 수리 후 직원이 사무 자리에 돌아가서 정보를 입력했는데, 곧바로 처리하지 않으면 내용을 까먹거나 종이를 분실하는 일이 있었다. 이를 태블릿을 통해 즉시 입력해 휴먼에러를 줄일 수 있게 됐다. 설비 고장 여부도 실시간으로 확인 가능해졌다. CTR은 스마트팩토리로 전환한 이후 생산성과 품질 등 각종 지표가 올라갔다. 2022년 기준잔업과 특근시간이 7517시간이었는데 지난해 7078시간으로 5.8% 감소했다. 736PPM(1PPM은 100만분의 1)이었던공정 불량률은 15PPM으로 97.9% 낮아졌다.

 

열 명치 몫 하는 로봇 정직원

공장에만 로봇이 있는 건 아니다.

CTR 홀딩스에는 사원번호 ‘DX#108282’를 달고 있는 또 다른 로봇이 근무하고 있다. 알파몬이라는 이름의 이 로봇은 홀로 컴퓨터 7대를 켜고 쉼 없이 업무를 처리한다. 단순하고 반복적인 업무에 주로 투입되는 알파몬은 1년에 약 1만5600시간 일한다. 일반 직원 10명 이상이 1년에 수행하는 업무량이다.

이 시스템은 로보틱스프로세스자동화(RPA)로 CTR은 2019년부터 도입했다. 이 시스템 적용 후 약 130건의 업무를 자동화했다. 오류 감소율은 20%, 연간 약 5억원의 비용 절감 효과를 보고 있다. 이동엽 CTR 홀딩스 DT 팀장은 “RPA 도입 전에는 생산 관리 담당자가 매일 아침 고객사 홈페이지에서 생산 계획을 내려받아 우리 회사 전사적자원관리(ERP) 시스템에 등록하는 작업을 일일이 수행했다”며 “알파몬 도입 후 해당 업무에서 해방됐다”고 말했다. CTR은 DX 추진 과정에서 각종 정부 지원사업을 활용했다. 산업통상자원부의 지원을 받아 생산운영 시스템과 설비 인터페이스, 물류 관리 시스템 등을 개발하고 고도화했다.

 

혁신 물꼬 튼 기업 승계

CTR은 1952년 창업주인 강이준 회장이 부산 국제시장에서 ‘신라상회’라는 이름으로 연 자동차 부품 가게로 출발했다. 3세 경영인인 강상우 부회장이 2012년 회사에 들어온 뒤 부문마다 정보통신기술(ICT)을 접목해 10년간 혁신을 거듭했다. DX를 본격화하기 전인 2019년 그룹 매출은 1조1196억원이었는데 지난해 1조9400억원을 거뒀다. 강 부회장은 “4차 산업혁명 시대인데 관행적인 업무 처리와 데이터 기반 운영을 하지 못한 내부 문제를 해결하는 과정에서 지속적인 혁신을 추진할 수 있는 DX 솔루션을 개발했고 앞으로도 더 변화해 나갈 예정”이라고 말했다.

 

DX 핵심은 '하던대로' 방식 벗어나는 것

CTR, 데이터 수집해 체계적 의사결정…'데이터마트'서 115개 지표 실시간 확인

Bigdata

CTR의 디지털전환(DX) 핵심은 디지털화와 데이터를 활용한 혁신이다. 관행적인 사업구조에서 벗어나 데이터에 기반한 의사결정 체계 구축에 초점이 맞춰져 있다. 제조 현장에선 ‘하던 대로’가 익숙해 바꾸는 데 쉽지 않았다는 것이 CTR 측 설명이다.

 

CTR은 DX를 위해 데이터 수집부터 시작했다. 2012년 이전에는 현장에서 작업실적, 부적합 수량, 비가동 내역과 같은 현장 데이터를 작업일보에 수기로 작성했다. 이를 변경하기 위해 2012년 생산시점관리 시스템을 설치했다. 2022년에는 설비 센서를 활용해 실시간 공장 생산정보를 확인하는 시스템을 구축했다.

 

데이터가 쌓이면서 공장 작업자와 품질관리 담당자의 일하는 방식이 바뀌었다. 공정의 작업 수준과 제품 수준을 실시간으로 모니터링할 수 있게 되자 내부에서 정한 기준에 못 미치는 품질 문제가 생겼을 때 관리자에게 알람이 울려 즉각적인 조치가 가능해졌다. 고승범 CTR 홀딩스 ICT 본부장은 “데이터를 수집하고 분석해 실시간으로 정보를 제공하는 방식으로 바뀌자 현장과 사무직 모두에서 보이지 않던 낭비 요인을 찾아낼 수 있었다”고 설명했다.

 

각종 보고서를 클릭 한두 번으로 뽑아낼 수 있는 것도 장점이다. 매출과 영업이익 같은 지표부터 재고 현황, 수출실적 등에 이르기까지 ‘데이터마트’라는 이름의 클라우드에 올려놨다.사용 부서에서 정보통신기술(ICT) 관련 부서에 데이터 접근 권한만 요청하면 어떤 보고서든 자동으로 생산할 수 있다. 강상우 CTR 부회장은 “다른 회사에서는 경영진을 위한 보고서 올리기가 많은데 우리는 실무진이 매일 보고서를 쓰는 데 들이는 시간을 줄이기 위해 ‘보고서 자동화’를 시작했다”고 말했다. 보고서 자동화 시스템 도입 후 115개 주요 지표를 실시간으로 볼 수 있게 됐다. 강 부회장은 “시스템에 있는 자료를 내려받아 엑셀로 정리한 뒤 파워포인트로 꾸미는 시간을 줄이고 정말 사람이 해야 하는 일에 집중할 수 있도록 바꿨다”며 “갑작스러운 이슈가 발생할 때 선제적 대응이 가능해졌다”고 강조했다.

 

디지털·AI 생소했던 
CTR…스타트업과 협업 '신의 한수'아이오코드·아이브…15곳에 284억 투자

Collaboration

CTR의 디지털전환(DX) 과정에서 눈여겨볼 핀포인트는 스타트업과의 전방위적 협업이다. CTR은 2012년부터 2022년까지 총 15개 회사에 284억원을 투자했다. 시너지를 낼 수 있는 기술을 가진 스타트업을 엄선했다. 이후 각 스타트업이 제품을 만들면 CTR이 시범적으로 사용하는 방식으로 제조 현장에 투입했다. CTR은 앞선 기술을 써볼 수 있고, 스타트업 입장에선 상용화를 위한 레퍼런스(사용실적)를 빠르게 쌓는 윈윈 구조였다.

창원 공장 공정 마지막 단계에서 품질 검사에 쓰이는 비전 인공지능(AI) 검사가 대표적인 사례다. CTR과 아이오코드, 아이브(AiV)는 AI 기술을 접목해 검사 공정을 개발했다. 산업용 딥러닝 컴퓨터비전 솔루션 기업인 아이브는 최근 삼성증권을 대표 주관사로 선정해 기업공개(IPO)를 준비하고 있다.

 

미국 실리콘밸리 협업툴 스타트업 스윗테크놀로지스도 CTR이 투자한 회사다. CTR은 스윗의 1호 도입 기업으로 국내 총판도 맡고 있다. 강상우 CTR 부회장은 “스타트업에는 레퍼런스를 쌓는 것이 굉장히 중요하다”며 “스타트업들은 CTR과 협업했다는 사례를 들어 다른 회사를 찾아다니면서 마케팅할 수 있고 또 직접 써봤더니 좋다며 다른 최고경영자(CEO)들에게 제가 권유할 수도 있다”고 말했다.

 

사내 문화 혁신을 촉진하는 데도 스타트업과의 협업이 효과를 낸다는 게 강 부회장의 설명이다. 그는 “제조업 기반인 우리 회사에서 ‘혁신하자’고 외쳐도 실제 이뤄지기는 쉽지 않다”며 “스타트업을 하는 청년들이 창원에 내려와 며칠씩 같이 일하고, 그들의 업무처리 방식과 문화를 보는 것만으로도 굉장한 자극이 되기 때문에 배울 건 배우고 그러면서 우리도 바꿔나갈 수 있는 것”이라고 강조했다.

 

CTR만의DX시스템을 상품으로 만들어 최근 동종 업계에 판매했다.CTR의 정보기술(IT) 계열사인 포메이션랩스는 스마트팩토리 솔루션 전문회사로 거듭났다. CTR창원·밀양 공장의 스마트팩토리 시스템 안착을 성공 사례로 삼아 지난 5월 자동차 부품 중견기업 삼기의 신규 공장 설치 건을 수주했다.

기사 내용의 수치화, 인사이트 나누기

1. DX추진 이후 볼 조인트 생산량이 연간 183만6000개로 이전보다 63% 증가했다. ‘불량률 제로’ 기록도 달성했다.

2. 4차 산업혁명을 이끄는 구체적 방법론인 DX는 K제조업의 생존을 좌우할 유일한 해법으로 꼽힌다.

3. 대기업 대비 중소기업의 생산성은 2001년 41.6%에서 2021년 30.2%로 곤두박질쳤다.

4. “제조업의 구조적인 한계를 극복하려면 디지털 기술로 인력과 생산성을 보완하는 DX외엔 답이 없다”

5. CTR이 투자한 스타트업 아이브가 개발한 AI 비전검사기가 부품 하부 조립에 누락된 것은 없는지, 도금이 잘못된 것은 없는지 2초 만에 검사를 끝냈다. 

6. CTR 창원 공장에는 18개 라인에 3D 로봇 111대가 사람을 대신해 열심히 팔을 휘젓고 있었다. CTR공장이 3D 로봇 도입에 본격 나선 건 3년 전이다. 2019년부터 설비 자동화 등 스마트팩토리 시스템 설치를 고민했고, 산업용 로봇 가격이 떨어지자 2021년 말부터 공격적으로 생산 현장에 배치했다.

7. “이전에도 자동화는 있었지만 소품종 대량 생산에 어울리는 시스템이어서 다른 제품을 만들기 위해 라인을 교체하려면 4~8시간씩 걸렸다”며 “이젠 2~3개 다른 제품을 한 라인에서 교체 없이 제작할 수 있어 다품종 소량 생산에 특화했다”

8. 2022년 기준잔업과 특근시간이 7517시간이었는데 지난해 7078시간으로 5.8% 감소했다. 736PPM(1PPM은 100만분의 1)이었던공정 불량률은 15PPM으로 97.9% 낮아졌다.

9. 이 로봇은 홀로 컴퓨터 7대를 켜고 쉼 없이 업무를 처리한다. 단순하고 반복적인 업무에 주로 투입되는 알파몬은 1년에 약 1만5600시간 일한다. 일반 직원 10명 이상이 1년에 수행하는 업무량이다.

10. 이 시스템은 로보틱스프로세스자동화(RPA)로 CTR은 2019년부터 도입

11. 이 시스템 적용 후 약 130건의 업무를 자동화

12. 오류 감소율은 20%, 연간 약 5억원의 비용 절감 효과를 보고 있다.

13. DX를 본격화하기 전인 2019년 그룹 매출은 1조1196억원이었는데 지난해 1조9400억원을 거뒀다.

14. 공정의 작업 수준과 제품 수준을 실시간으로 모니터링할 수 있게 되자 내부에서 정한 기준에 못 미치는 품질 문제가 생겼을 때 관리자에게 알람이 울려 즉각적인 조치가 가능해졌다.

15. “데이터를 수집하고 분석해 실시간으로 정보를 제공하는 방식으로 바뀌자 현장과 사무직 모두에서 보이지 않던 낭비 요인을 찾아낼 수 있었다”

16. 매출과 영업이익 같은 지표부터 재고 현황, 수출실적 등에 이르기까지 ‘데이터마트’라는 이름의 클라우드에 올려놨다.

17. 보고서 자동화 시스템 도입 후 115개 주요 지표를 실시간으로 볼 수 있게 됐다.

18. CTR은 2012년부터 2022년까지 총 15개 회사에 284억원을 투자했다.

19. CTR은 앞선 기술을 써볼 수 있고, 스타트업 입장에선 상용화를 위한 레퍼런스(사용실적)를 빠르게 쌓는 윈윈 구조였다.

추가 조사할 내용 또는 결과

DX(Digital Transformation)

a.   전반적인 모든 비즈니스 요소에 디지털 기술(블록체인, 클라우드, 빅데이터, 인공지능)을 적용해 전통적인 사회 구조를 혁신, 변혁하는 것

 

DX 발전 단계

a.   1단계 : 디지털 인프라 구축 단계.

b.   1단계는 1990년대 말부터 2000년대 초까지 이어진 디지털 제품을 출시하고 인프라 기반을 구축했던 단계. 인터넷이 본격적으로 도입되면서 PC 중심으로 구축한 인프라를 통해 아날로그 정보를 디지털 정보로 전환하기 시작함

c.   2단계 : 디지털 비즈니스 추진 단계

d.   2000년대 초부터 2010년 초까지 이어진 이커머스 탄생과 디지털 비즈니스 전략 수립의 단계이다. 업무 프로세스의 효울화를 꾀했던 단계로 인터넷을 기반으로 한 디지털 비즈니스 전력을 추진함

e.   3단계 : 디지털 트랜스포메이션 단계

f.   2010년 초반 이후부터 이루어진 비즈니스 모델 및 경영 전략의 디지털 트랜스포메이션 딘계이다. 이 단계는 빅데이터, 인공지능, 클라우드, 블록체인 등 새로운 기술을 인프라나 시스템에 적용하고 제품과 서비스를 결합하거나 새로운 서비스를 발명하여 비즈니스를 혁신함

 

핵심 DX 기술

빅데이터

a.   많은 양의 다양한 데이터에서 가치 있는 의미를 찾아내어 활용하고 결과를 분석하는 데이터 기술

b.   고객의 행동과 심리를 데이터를 통해 분석하고 파악해 회사의 방향성과 비즈니스 모델을 찾을 수 있다.

인공지능

a.   컴퓨터가 인간이 지니고 있는 학습, 기억, 지각, 추론 능력을 컴퓨터를 통해 모방하고 구현하는 것

클라우드

a.   인터넷 상의 서버 저장 공간으로 각각의 컴퓨터나 데이터 저장소가 아닌 웹 상에 데이터를 저장하는 DX 기술

b.   인프라를 가상 환경에서 사용할 수 있는 IaaS, 플랫폼을 클라우드에서 사용하는 PaaS, 클라우드 기반의 소프트웨어 개념인 SaaS가 있다.

c.   데이터센터를 만들 필요 없이 클라우드에 구축된 서버 인프라를 상대적으로 저렴한 비용으로 활용할 수 있다.

블록체인

a.   데이터를 한 곳에 모아 두는 것이 아니라 데이터를 여러 곳에 분산하여 처리하는 기술

b.   거래 내역을 무수히 많은 다른 기기에 저장해 놓기 때문에 해킹에서 안전하고 개인 정보를 보호할 수 있다는 장점이 있다.

요약

국내 자동차 부품 제조 중견기업인 CTR이 2019년부터 DX를 본격화했다. DX 추진 이후 볼 조인트 생산량이 연간 183만6000개로 이전보다 63% 증가했으며 불량률 제로 기록도 달성했다. 국내 제조 중소기업은 대기업 대비 생산성이 2001년 대비 2021년에 30.2%로 곤두박질쳤고, DX가 필요하다. CTR의 스마트팩토리에서는 자동차 본체와 바퀴를 연결하는 컨트롤암과 자동차 바퀴의 상하 및 좌우 방향 전환이 원활히 될 수 있도록 도와주는 관절 부위인 볼조인트가 사용되고 컨트롤암 경량화를 성공해 세계 전기차 회사들로부터 러브콜을 받고 있다. 또한 18개 라인에 3D 로봇 111대가 2~3개 다른 제품을 한 라인에서 교체 없이 제작 가능한 다품종 소량 생산에 특화되어 있다. 태블릿으로 현장 점검 정보를 기록하고 공유하며 휴먼 에러를 줄였다. 잔업과 특근 시간도 감소했다. 또한 알파몬이라는 로봇으로 오류 감소율 20%, 연간 약 5억원의 비용 절감 효과를 보고 있다. 이에 따라 그룹 매출도 증가하였다. ‘데이터마트’라는 이름의 클라우드에 지표, 매출, 영업이익 등을 업로드해 보고서 자동화를 시작하여 시간을 절감하였다. CTR은 스타트업과 협업하여 제조 현장에 쓰일 기술을 개발하여 상부상조하였다. CTR은 앞선 기술을 써볼 수 있고, 스타트업 입장에선 상용화를 위한 레퍼런스(사용실적)를 빠르게 쌓는 구조이다.

현직자에게 할 질문

비전 검사기에 어떤 영상처리 기술이 적용 됐는지 궁금합니다.

수많은 스타트업 기업 중 스윗테크놀로지스를 선택했는지 궁금합니다.

AI 비전 검사기가 다른 제조업, 장비 사업을 하는 기업에서도 많이 사용하는 것으로 알고 있는데, CTR만의 차별점이 있는지 궁금합니다.

AI 비전 검사기의 검사 시스템에 어떤 딥러닝 모델, 알고리즘, 영상처리 기법을 사용했는지 궁금합니다.

연관기사 링크

https://blog.naver.com/simon9627/223223935359

DX란?

 

https://elice.io/ko/newsroom/dx_meaning

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