인더스트리 4.0은 효율성, 대량 생산 및 생산 라인의 모든 부분을 사용자 지정할 수 있는 기능 면에서 기업에 많은 이점을 가져다 주었습니다. 이러한 발전은 미래에는 증가할 것이고, 이것은 사회에 어떠한 영향을 미칠지 궁금증을 자아냅니다.
생산 라인에서 많은 양의 무거운 부품을 필요로 하는 제품을 조립하고 있다고 상상해 보십시오. 큰 금속 조각을 옮기려다 허리를 다치는 대신, 무거운 부품을 들어주는 로봇이 도움의 손길을 줄 수도 있습니다.
아니면 로봇 동료를 곁에 두고 새로운 발상으로 인간의 움직임을 흉내내어, 안전하지 않은 환경에 인간이 들어가는 것을 막을 수도 있습니다.
미래에는 기계가 인간을 대체하지 않을 것입니다. 대신, 협력하고 함께 진화할 것입니다.
인더스트리 5.0란 무엇일까요?
인더스트리5.0은 제조업 발전의 다음 단계로, 인더스트리4.0을 보완하는 포괄적인 접근 방식을 사용합니다. 인더스트리5G는 일자리와 성장을 넘어 산업 종사자들의 복지를 중심으로 공장 생산이 지구의 경계를 존중하도록 만들면서 탄력적인 번영의 제공자가 될 것입니다.
직원과 제조업체가 인더스트리5.0의 혜택을 받는 이유는 무엇일까요?
에릭슨 인더스트리 랩의 연구에 따르면 제조업 직원들 71%는 작업이 지루하거나 더럽거나 위험하다고 느꼈다고 하며, 80%는 작업 중에 부상을 입었다고 합니다. 더 나은 연결성을 통해 인간이 다방면의 기술을 향상시키는 동안, 기계는 지루하고 더럽거나 위험한 많은 작업을 처리할 수 있습니다. 우리는 직원들의 능력을 집단적으로 최대한 활용할 필요가 있습니다.
어떻게 연결성이 인더스트리 5.0 제조를 현실로 만들 수 있을까요?
미래의 공장에서는 기계 자체뿐만 아니라 인간과 기계 간의 효과적인 의사소통이 학습, 교육 및 이해가 진화하는 데 중요할 것입니다. 음성, 제스처, 사용자 입력, 기계 및 감각 데이터를 캡처하려면 공장 바닥의 고급 연결에 의존하는 다양한 범위의 통신 채널이 필요합니다.
로젠브록 교수님, H. H. (1990). 목적이 있는 기계.
인더스트리 5.0과 기술의 민주화
지난 10년간 우리는 제조업에서 엄청난 기술 발전을 보았습니다. 인더스트리4.0의 시작에서는 다양한 무선 네트워크 통합, 클라우드 기반 기능 및 Internet of Things를 통한 완전한 디지털화를 향한 개발뿐만 아니라 직원과 기계 간의 통합도 볼 수 있었습니다.
이 추세는 계속될 기세입니다. 에릭슨 인더스트리 랩의 최근 보고서인 '더 똑똑하고, 빠르고, 안전한 생산 직원의 증가'에서 거의 3분의 2의 제조업체가 10년 내에 사업의 80%가 완전히 자동화될 것으로 예상한다고 말했습니다.
그러나 모든 면이 자동화될 수는 없으며 미래의 수 많은 작업에서는 여전히 인간의 통제나 참여가 필요할게 분명합니다. 직원들은 모니터링, 설계, 엔지니어링, 프로그래밍 및 프로세스 유지보수와 같은 고부가가치 작업으로 초점을 전환해야 합니다.
아직 많은 작업은 자동화하기 어려운 것으로 간주되며, 인간은 여전히 공장에서 중요한 역할을 수행하고 있습니다.
증강 및 자동화 기술의 도움으로, 인간은 더 효율적이고 정확하게 시기적절한 결정을 내릴 수 있을 것입니다. 또한 고성능 연결, AI 도구 및 가상 현실 (VR) 장치를 사용하여 기계 및 동료와 상호 작용할 수 있어 더욱 협업적이고 원격으로 작업할 수 있을 것입니다.
이것의 잠재적인 결과는 많은 블루칼라 직업이 화이트칼라 직업이 될 것이라는 점입니다. 에릭슨 인더스트리 랩의 연구원들은 모든 제조업체의 절반이 10년 후에는 저기술직을 갖지 않을 것이라고 예측한다는 것을 발견했습니다.
인간과 자동화 기술이 통합되는 것과 관련하여, "인더스트리5.0을 향한 인간 중심 제조에 대한 전망" 보고서에는 뉴질랜드, 스웨덴과 중국의 연구원들이 '다섯 가지 C' 여정을 따라 인간과 기계의 관계를 탐구했습니다.
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Co-existence (공존) - 기계는 인간을 위한 단순한 도구이거나 독립적으로 작동한다. (1차, 2차 산업혁명)
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Co-operation (협력) - 기계와 인간은 부분적으로 겹치는 작업 공간을 공유한다. 가끔 작업을 일시적으로 공유하지만 동시에 동일한 작업을 수행하지는 않는다 (3차 산업혁명).
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Collaboration (협업) – 기계와 인간은 동기화된 대화형 공동 활동을 한다 (4차 산업혁명)
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Compassion (연민) – 기계는 인간의 감정, 필요, 선호를 감지한다. 인간은 공감하는 기계의 상태에 관심을 갖습니다 (5차 산업혁명)
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Co-evolution (공동 진화) – 기계와 인간은 상호 작용을 통해 능력이 성장합니다 (5차 산업혁명)
직원들은 새로운 장치와 기술이 필요할 것입니다.
이러한 기술 개발을 통해 제조업체들은 AI, 스마트 장치 및 데이터 기반 로봇 등, 현재 기술이 직원들에게 이익이 될 수 있는 방법을 탐색하고 있습니다.
연결된 장치는 이미 기능을 향상시키고 즉각적인 알림, 경고 및 실행 가능한 정보를 제공할 수 있습니다. 핸즈프리 모드를 가능하게 하는 헤드셋과 안경에 중점을 두고 있지만, 장시간 착용하는 것은 계속해서 인체공학적인 과제입니다.
직원들은 업무을 통해 배울 수 있지만, 고도의 기술이 필요할 것입니다. 에릭슨 인더스트리 랩의 연구에 따르면, 의사 결정권자 10명 중 7명은 프로덕션 직원들이 창의적인 문제 해결, 데이터 분석 및 컴퓨터 프로그래밍에서 더 높은 기술을 필요로 할 것으로 예상합니다. 게다가, 거의 10명 중 8명의 제조업자들은 빠르게 변화하는 환경을 따라잡기 위해서는 지속적인 학습이 필요할 것이라고 말합니다.
숙련된 직원들이 은퇴하고 경험이 적은 젊은 직원들로 대체됨에 따라 제조업의 인적 직원들도 인구 통계학적 변화를 겪고 있습니다. 오늘날의 역량 부족은 제조업체가 교육 및 기타 부문, 국가 및 연령 경계를 넘어 인재를 검색할 것을 요구합니다. 기술을 강화하는 것은 직원을 배치하고, 업그레이드하고, 재숙련하는 데 중요한 역할을 합니다.
코봇이란 무엇일까요?
기계도 발전하고 인간이 더 기술적으로 숙련됨에 따라, 우리는 코봇 또는 "협력 로봇"의 부상을 보게 될 것입니다. 이 코봇은 공유 공간 내에서 인간-로봇 상호 작용을 위해 인간의 움직임을 복사하고 부상을 입지 않도록 인간을 보호하는 기계식 팔과 같은 기술을 탑재하고 있습니다.
에릭슨과 히타치 아메리카의 연구 개발 팀은 2019년에 인간과 로봇 간의 공존을 촉진하기 위해 협력했으며, 이를 통해 산업 소프트웨어가 민간 5G 네트워크에서 근로자가 필요로 하는 것을 실시간으로 제어할 수 있습니다.
이는 플랫폼이 낮은 대기 시간, 빠른 속도, 안정적이고 안전한 연결을 통해 작업을 분리하여 적절한 직원(인간 또는 로봇)에게 위임할 수 있음을 의미합니다. 2021년에는 로봇 공학을 넘어 제품 결함 감지, 가상 검사 및 직원 인체공학과 같은 시각 기반 사용 사례로 발전했습니다.
다음과 같은 8가지 유형의 고급 인간 운영자를 알아봅시다:
- 초강력 운영자 – 능력 불평등을 제거할 수 있는 외골격에 의해 물리적으로 강화되었습니다
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증강 운영자 – 증강 현실 장치의 도움으로 정보는 운영자의 요구와 선호에 맞게 조정됩니다
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가상 운영자 – 가상 현실을 사용하여 디지털 트윈을 통해 무언가를 구축, 시각화 또는 학습합니다
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건강한 운영자 – 인지 상태와 웰빙을 모니터링하는 웨어러블 장치 및 생체 신호 추적기
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현명한 운영자 – 스마트폰, 개인 비서 및 컴퓨터 기술을 사용하여 언제든지 관련 정보를 직접 액세스할 수 있습니다
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협업 운영자 – 인간과 기계가 협업하여 작업을 수행하고, 코봇을 활용하여 인간의 제스처를 모방합니다
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소셜 운영자 – 협업을 위해 산업 소셜 네트워크 및 엔터프라이즈 소셜 네트워킹 서비스를 사용합니다
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분석 운영자 – 빅 데이터 분석을 사용하여 이러한 데이터를 통해 결정을 주도합니다
인간 디지털 트윈 및 직원 개인 정보 보호 및 보안
보장 코봇을 현실화하는 데 필요한 최고 수준의 인간-기계 상호 작용을 달성하려면 인간 디지털 트윈가 필요합니다.
기계와 프로세스의 디지털 트윈은 일반적으로 산업 프로세스를 모니터링하고 최적화하는 데 사용되지만 인간 직원의 이익을 위해 작업하도록 최적화될 수도 있습니다. 인간 직원을 포함한 공장의 완전한 디지털 트윈을 만들려면 사람부터 로봇, 다른 시스템에 이르기까지 전체 산업 시스템을 가상으로 표현해야 합니다. 디지털 쌍둥이의 인간적인 요소를 만들기 위해서는 인간이 어떻게 일하고, 움직이고, 행동하는지 이해하고, 인지 능력, 선호도 및 포부를 고려해야 합니다.
인간 직원과 관련하여 디지털 티윈의 잠재적인 사용 중 하나는 실제 시나리오를 시뮬레이션하는 가상 교육 환경을 개발하는 것입니다. 그러나 특히 데이터 보호 및 개인 정보 보호에 대한 환경이 보다 유럽적인 접근 방식으로 전환됨에 따라 인간 직원을 포함한 완전한 디지털 트윈이 윤리적 및 개인 정보 보호 문제를 모두 제기할 것이라는 점에 유의해야 합니다.
이러한 맥락에서 디지털 트윈의 사용을 투명하게 보장하고 직원들이 사생활과 자율성에 대해 갖는 법적, 윤리적 권리를 모두 존중하는 것이 중요합니다.
개인 정보 보호 디지털 트윈 솔루션은 민감한 산업 및 개인 데이터를 함께 수집하고 처리하는 시나리오에서 규제 및 기술 기반 개인 정보 보호를 결합해야 합니다. 이 플랫폼은 특히 변화하는 환경에서 확립된 개인 정보 권리를 침해하지 않고 디지털 트윈의 [애플리케이션] 유틸리티를 위해 최적의 정보를 추출할 수 있도록 합니다.
연결성은 인더스트리 5.0의 핵심입니다
버라이즌의 부사장 겸 글로벌 제품 전략 및 혁신 책임자인 크리스 할튼은 5G Advanced의 네트워킹 기능이 인더스트리 5.0을 활성화하는 데 중심이 될 것이라고 믿습니다. 제조 과정의 중심에 인간을 두는 것은 어디서나 실시간으로 신뢰할 수 있는 연결이 필요합니다.
버라이즌은 인더스트리4.0에서 변화하는 산업 시장에 맞게 포트폴리오를 혁신하고 발전시킬 수 있는 좋은 위치에 있습니다. 할튼은 이 회사가 현재 산업 자동화의 미래를 가능하게 하는 안전한 산업 네트워크를 확장하고 제공할 수 있는 능력을 갖추고 있다고 확신합니다.
그러나 할튼은 이러한 산업 발전을 활용하고자 하는 기업은 기술 채택뿐만 아니라 새로운 방식으로 기계 작업에 적응해야 하는 기술 향상 작업자와 함께 문화적, 조직적 정렬을 고려해야 한다고 강조합니다.
버라이즌의 크리스 할튼 부사장 겸 글로벌 제품 전략 및 혁신 책임자
할튼은 "반복적이거나 육체적으로 요구되는 작업을 로봇이 지원하고 인간이 부가 가치 작업 및 의사 결정에 집중할 수 있도록 로봇과 인간 간의 더 큰 협업을 허용합니다."라고 말하셨습니다.
또 다른 중요한 프로젝트는 다국적 철강 회사인 아르셀로미탈에 의해 2021년 11월 프랑스 됭케르크의 아르셀로미탈현장에서 시작되었습니다. 5G 강철로 알려진 이 프로젝트는 무선 장치를 사용하여 직원들이 유지보수 및 일정 관리에 필요한 생산 데이터를 모니터링합니다. 5G 강철을 사용하면 고속 연결과 낮은 지연 시간 덕분에 모든 연결된 직원이 이동성에 상관없이 어디서나 작업할 수 있습니다.
아르셀로미탈은 낮은 지연 시간과 고속 연결을 제공하는 에릭슨의 사설 네트워크를 사용합니다. 이는 매우 제한적인 산업 환경에서 필수적인 요소이며 와이파이와 비교할 수 있지만 보안 및 복원력 수준도 추가로 포함됩니다. 철강 산업의 일반적인 디지털화는 또한 야심찬 탈탄소 목표를 가능하게 합니다.
Ericsson의 5G 스마트 공장, 텍사스주 잭슨빌
미국, 에스토니아, 중국을 포함한 전 세계에 있는 에릭슨의 5G 스마트 공장은 더 이상 물리적 용지를 필요로 하지 않습니다. 즉, AI 지원 솔루션을 포함한 최신 데이터 탐색 및 분석 기능을 사용하여 직원들이 스스로 통찰력과 분석을 생성할 수 있습니다. 예를 들어, 수천 개 제품의 패턴에 대한 분석은 이제 스마트 장치에 포함된 분석 기능으로 축소되었습니다.
추가적으로 중앙 및 공급업체 팀에 대한 원격 지원이 가능한 AR 장치가 있으며, 이를 통해 팀은 단계별로 생성된 지식 기반 정보를 실시간으로 수신할 수 있습니다. 또한, 언박싱 과정은 이제 완전히 자동화되어 로봇이 '빈'에서 다양한 물질을 식별한 다음 컨베이어 벨트에 올려져 조립을 위해 생산 라인으로 보내집니다.
제조업의 미래는 어떨까요?
향후 10년 이내에 AR, VR, 디지털 트윈 및 외골격과 같은 생산 도구에 대한 기대는 업계에 상당한 가치를 가져다 줄 것입니다.
로크웰 오토메이션의 사친 마서는 "현재 제조업 세대는 변화하고 있으며 사고방식도 변화하고 있습니다. 데이터와 정보를 손쉽게 이용할 수 있고 직원들이 결정을 내려야 하기 때문입니다.” 라고 말하셨습니다.
사친 마서, EMEA 지역 책임자, 소프트웨어 및 컨트롤 비즈니스 부문, 로크웰 오토메이션
제조업체의 관점에서 인더스트리5.0은 산업 프로세스를 쉽고 대부분 자동화된 방식으로 최적화하여 인력의 다양성을 수용하고 가장 적합한 곳에 인적 역량을 배치하거나 개발할 수 있도록 지원합니다.
결과적으로, 인간 직원은 더 인정받고, 힘을 얻고, 능력이 생기며, 지속 가능한 생산을 위해 기계와 함께 기여할 수 있다고 느낄 것입니다.
2030년의 공장들과 오늘의 공장들의 주요 차이점은 물리적인 것뿐만 아니라 행동적인 것입니다. 인간과 기계의 능력은 함께 성장할 것이며, 디지털 보고와 완전 자동화된 생산 프로세스의 시너지 효과가 있을 것입니다. 이러한 기술은 광업, 공항 및 해운 항구와 같은 생산 라인 설정을 가진 다른 산업으로 확장될 수 있습니다.
이를 위한 기반은 혁신을 가능하게 하고 산업 커뮤니케이션의 세계와 인간 커뮤니케이션의 세계를 결합하는 커뮤니케이션 플랫폼에 대한 접근입니다. 사람과 사물을 연결하는 오랜 역사를 가진 에릭슨은 인더스트리5.0의 원동력입니다. 신뢰성, 상호운용성, 지속가능성을 처음부터 고려하면 공장 바닥을 다시 민주화할 수 있습니다.