중소기업 규모별 스마트공장 도입을 통한 주요성과에 대한 실증 연구

Abstract

오늘날 전 세계적으로 제조에 있어서 지국의 이익과 세계적 시장에서 우위점을 유지하고자 독일을 시작으로 선진 강국들이 앞다투어 스마트공장을 추진하고 있다. 그동안 제조업에서 운영해 온 생산자동화는 제조과정에서 가급적 사람의 개입을 최소화하고 그 일들을 기계가 하도록 하여 궁극적으로 무인화 공장을 지향하는 것이었다. 그러나 스마트공장의 개념은 이를 뛰어넘어 제조의 전 과정을 기획, 설계, 유통, 판매 등을 ICT로 통합하고 실시간 측정된 데이터를 통해 고객 맞춤형 스마트 제품을 생산하는 지능형 공장으로서 인간과 기계가 유기적으로 연결되는 시스템을 말한다. 특히 우리나라의 제조업의 구성은 대기업에 비하여 중소기업이 전체의 97%를 차지하고 있다. 따라서 우리나라에서 제조업을 스마트화 해나가기 위해서 는 소공인 제조업을 외면해서는 안될 것이다. 중소벤처기업부가 주도하는 스마트공장 구축 유형 중에서 본 연구에서 비교한 공정개선형과 생산관리형의 차이는 다음과 같다. 공정개선형이란 기존 장비의 개조 또는 신규장비 도입으로 공정개선, 기초데이터 관리화 등 하드웨어 중심이지만 구축장비와 연결된 데이터의 수집과 활용이 되도록 소프트웨어(MES)가 동시에 구축되어야 한다. 반면에 생산관리형이란 기초데이터 생성·구축·관리 등 데이터 활용 소프트웨어(MES) 중심의 스마트공방을 구축하는 경우를 말한다. 국가마다 스마트공장화 추진전략이 다르겠지만 우리나라는 스마트공장화 계획을 스마트공장과 스마트공방으로 구분하고 스마트공장은 근로자의 규모에 제한이 없는 반면에 스마트공방은 10인 미만으로 규정하고 지원 방법을 달리하고 있다. 스마트공장이나 스마트공방 지원사업 이후 주요 결과로 보는 것는 주요성과지표(KPI)로서 지금까지 스마트공장의 KPI는 조금씩 보고되고 있으나 스마트공방의 결과는 2020년도 시범사업을 한후 실제 구축사업 진행이 2021년도 뿐이어서 스마트공장과 스마트공방 간 KPI의 변화 양상에 대한 연구가 없는 실정이다.

본 연구는 스마트공장에 대한 선행연구들과 스마트공장과 스마트공방 사업에 전문 컨설턴트로서 직접 관여한 경험으로 사업 도입의 시작점에서 이 둘 간의 공정개선을 실증 비교하고 향후 개선방안을 논의해 보고자 본 연구를 시도하였다. 연구 방법은 조사연구로서 2018년부터 2021년도까지의 스마트공장 및 스마트공방으로 국가의 지원을 받은 업체 중 본 연구자가 컨설턴트로 관계하였거나 관련기관으로부터 협조를 받아 다음과 같이 진행되었다. 연구자료는 스마트공장은 2021년 10월부터 2022년 3월까지 스마트공장 지원사업 후 최종완료보고서 120개 였다. 스마트공방은 2021년 4월부터 시작된 스마트공방 기술보급 사업이 진행된 최종완료보고서 147개였다. 분석은 본 연구 문제에 대한 두 군간의 t 검정을 통하여 평균 차이 검증을 하였다.

주요 연구 결과는 다음과 같았다. 첫째, 스마트공장과 스마트공방 간 주요성과지표 별 t 검증한 결과 다음과 같았다. 납기 준수, t=2.12(p=.036), 품질향상, t=3.05(p=.003), 생산성증가 t=6.68(p=.000) 및 원가감소 t=3.54(p=.001)로 주요지표 4가지 모두에서 스마트공방이 통계적으로 유의하게 높게 나타났다. 둘째, 생산관리형과 공정개선형 기업 간 주요성과지표를 비교해 본 결과, 유의미한 차이를 보인 주요 지표에는 품질향상과 생산성증가로서 품질향상의 경우, t=4.28(p=.000), 생산성증가 t=3.35(p=.001)로 공정개선형 구축 기업에서 통계적으로 유의미하게 높게 나타났다.

결론적으로 오늘날 제조업들이 미래를 향해 나아가고자 한다면 스마트공장화는 선택이 아니라 필수이며, 스마트공장화에 대한 계획 시점을 앞당겨 그동안의 작업 관행을 과감히 변화시켜 세계화하는데 발맞추지 못한다면 그 기업의 미래를 아무도 보장할 수 없을 것이다.