적층 제조의 미래

2022년 10월 19일 | 읽기 시간: 5분

제조업은 항상 혁신과 기술 진화에 의해 주도되는 산업이었습니다. 제조 산업이 어떻게 발전해 왔는지 살펴보고 미래에 어떤 일이 일어날지 알아보고 다가올 미래에 대비할 수 있습니다.
 

간략한 역사와 최신 트렌드

제조업은 새로운 진화의 물결을 경험하고 있습니다. 기술의 발전이 가속화됨에 따라 다양한 분야에서 혁신이 도입되고 있으며, 제조업도 예외는 아닙니다. 이러한 발전의 원동력은 효율성과 비용 효율성에서 환경 및 사회학에 이르기까지 다양합니다. 제조업의 최신 트렌드를 파악하고 미래를 준비하기 위해서는 그 동기와 앞으로 나아갈 길을 이해하는 것이 중요합니다.

이 글에서는 제조 산업의 과거, 현재, 미래를 살펴봄으로써 제조업체의 미래가 어떻게 될지, 그리고 그 미래에서 적층 제조가 어떤 역할을 할 수 있을지 더 잘 이해할 수 있도록 돕고자 합니다.
 

업계를 형성한 주요 변화

18세기 산업혁명 이후 제조업은 몇 차례의 중요한 변화와 반복을 거쳐 21세기 현재와 같은 혁신적 성장의 모습을 갖추게 되었습니다. 다음은 업계를 형성한 주요 변화에 대한 간략한 요약입니다:

산업 혁명

산업혁명을 통해 증기기관, 방적기, 섬유 산업의 동력 직기, 제철소의 코크스 연료 용광로 등 기계가 개발되고 개선되었습니다. 이러한 발명의 시대에서 비롯된 흥분과 혁신은 대량 생산으로의 전환을 시작했고, 생산성이 주요 관심사가 된 공장에 인력이 필요하게 되었습니다.

조립 라인

랜섬 E. 올즈는 1901년 조립 라인에 대한 특허를 받았습니다. 이 특허는 생산성을 500%까지 높이기 위해 가용 자원을 활용한 운영 효율성에 초점을 맞췄습니다. 얼마 지나지 않아 헨리 포드는 이동식 플랫폼을 구현하고 단일 품목인 모델 T 자동차에 생산을 집중함으로써 조립 라인 모델을 개선할 수 있는 방법을 찾았습니다. 이를 통해 생산 공정의 효율성이 높아졌을 뿐만 아니라 오늘날에도 여전히 제조 혁신의 두 가지 주요 동기인 낭비를 줄일 수 있었습니다.

통합 조립 라인

뷰익은 1919년 통합 조립 라인을 만들면서 이러한 효율성의 철학을 이어갔고, 하루에 1,300대 이상의 자동차를 생산할 수 있게 되어 화제를 불러일으켰습니다. 하나의 통합 라인에 정교하고 복잡하게 설계된 컨베이어 시스템을 구축하여 품질 표준을 유지하면서도 비용을 크게 절감했습니다.

린 제조

도요타는 1940년대에 생산 흐름을 개선하기 위해 낭비를 파악하고 제거하는 데 초점을 맞춘 린 제조 방식을 개발했습니다. 1970년대에 린 제조 모델은 전 세계 기업에서 채택되었으며 전자, 항공우주, 의료, 건설, 식품 등 다양한 산업에서 오늘날에도 현대적 제조 전략의 기초로 활용하고 있습니다.

로봇 공학

제조 산업에 큰 영향을 미친 최근의 트렌드는 로봇 공학을 통한 많은 프로세스의 자동화입니다. 20세기와 21세기에 걸쳐 로봇 공학은 더 많은 방식으로 제조 작업에 점진적으로 통합되어 왔습니다. 자동화 소프트웨어는 공장의 계획, 커뮤니케이션 및 관리를 최적화하는 데 사용되었으며, 로봇 기계 자체는 제조 운영을 지원하기 위해 더 큰 기능을 갖춘 상태로 계속 개발되고 있습니다.

로봇 공학은 기업들이 전통적인 제조업에서 벗어나기 위한 가장 큰 도약의 계기가 되었습니다. 국제로봇연맹은 2020년에 전 세계 공장에서 270만 대의 로봇이 작동하고 있으며, 이는 전년 대비 12% 증가한 수치라고 발표할 정도입니다. 이러한 발전은 스마트 제조 시대를 맞아 절정에 달했습니다.

이러한 모든 제조업의 발전 과정에서 성능을 더 높은 수준으로 끌어올린다는 기본 원칙은 혁신의 핵심이었습니다. 현실에 안주하지 않고 이전보다 더 뛰어나고자 하는 끊임없는 의지가 이러한 흥미로운 기술의 진화를 이끌었습니다. 그리고 이러한 노력은 오늘날에도 적층 제조와 같이 미래를 만들어가는 최전선에 있는 기술의 가능성을 탐구하며 미래를 향해 나아가고 있습니다.
 

스마트 제조의 미래

스마트 제조의 미래 환경을 형성할 현대 기술의 발전에는 여러 가지 트렌드가 있습니다. 이러한 발전의 핵심은 시간이 지남에 따라 더 많은 데이터를 흡수하면서 더욱 정확해지고 예측력이 높아지는 로봇 공학 및 인공지능(AI)의 지속적인 사용 증가입니다. 이러한 디지털 기술은 협동 로봇(코봇)과 함께 사용하면 제조 운영의 생산성 향상에 뚜렷한 기여를 하는 것으로 확인되었습니다. 실제로 2019년 딜로이트의 연구에 따르면 스마트 팩토리를 일찍 도입한 기업은 2015년과 2018년 사이에 생산성이 3.3% 증가하여 비용을 절감하고 생산량을 늘려 수익성을 개선한 것으로 나타났습니다.

포브스에 따르면 적층 제조는 업계의 10대 미래 트렌드 중 하나입니다. 하지만 3D 프린팅을 이용한 대량 생산은 단순히 미래에 대한 개념적인 아이디어가 아닙니다. 3D 프린팅은 오늘날 제조 업계에서 실제로 구현되고 있는 기술입니다. 더 많은 기업이 이 진화하는 기술을 채택함에 따라 그 발전과 발전은 더욱 가속화될 것입니다.

3D 프린팅은 산업 제조 발전의 핵심 분야 중 하나라는 점 외에도 다른 미래 트렌드와 함께 작동하고 이를 향상시킬 수 있는 역량을 갖추고 있습니다. 가장 큰 트렌드 중 하나는 지속 가능성입니다. 재활용 및 재사용 가능한 제품에 대한 수요가 크게 증가함에 따라 제조업체는 효율적이고 효과적인 제품과 부품을 만들면서 폐기물을 줄일 수 있는 방법을 모색하고 있습니다.

적층 제조는 지속 가능성 측면에서 가장 영향력 있는 생산 방식입니다. 적층 제조를 통해 기업은 제품이나 부품을 수요에 맞게만 간결하게 생산하여 잉여물량, 보관 필요성 및 낭비되는 품목의 양을 줄일 수 있으며, 기존의 감산 제조 기술보다 재료 낭비량이 현저히 적습니다.

제품 및 부품 설계에 디지털 시뮬레이션을 활용하는 것은 새로운 제조 방식이 아닙니다. 이제 제품 개발의 대부분이 가상으로 이루어지고 있으며, 엔지니어는 기존 제조 관행의 제약 아래서는 불가능했던 설계를 실현하기 위해 창작의 한계를 뛰어넘을 수 있습니다. 디지털 설계 및 개발 방식은 3D 프린팅 프로세스를 완벽하게 보완합니다. 간단히 말해, CAD(컴퓨터 지원 설계)는 3D 프린터가 해당 설계의 정밀한 물리적 모델을 제작하도록 지시합니다.

적층 제조는 폐기물 및 비용 절감 효과로 인해 프로토타입 제작에 선호되는 방법이기도 합니다. 조직은 기존 제조 방식보다 훨씬 저렴한 비용으로 개발 과정에서 여러 버전의 제품을 제작하고 테스트할 수 있습니다. 3D 프린팅이 항공우주, 자동차, 신우주와 같은 실험적인 산업에서 스마트한 제조 옵션으로 여겨지는 이유입니다.

제조업 일자리의 미래

딜로이트의 2018 글로벌 인적 자본 트렌드 조사 결과에 따르면 자동화가 제조업을 발전시키고 있지만 이 분야의 일자리 수는 줄지 않았고 단지 변화만 가져왔습니다. 이 조사에 따르면 제조업에 종사하는 근로자의 필요성이 줄어드는 대신 현대 제조 운영의 생산 프로세스를 지원하고 주도할 수 있는 디지털 기술에 대한 전문 기술을 갖춘 다양한 유형의 근로자가 필요할 것으로 예상됩니다.

적층 제조는 숙련된 전문가가 자신의 역량을 계속 확장하고 있는 산업에 어떻게 적용할 수 있는지를 보여주는 좋은 예입니다. 생산의 설계 및 가상 시뮬레이션, 고급 기계 작동 또는 엔지니어링 지식의 적용 등 3D 프린팅과 같은 분야에서는 부품과 제품을 성공적으로 제작하기 위해 다양한 기술을 갖춘 작업자가 필요합니다.

제조업의 미래를 포용하고 준비하기

제조업은 끊임없이 진화하는 분야입니다. 제조업체는 경쟁력을 유지하기 위해 최신 디지털 기술을 수용하고 운영 효율성을 높이기 위해 노력하면서 업계에서 일어나는 변화에 발맞춰야 합니다. 많은 조직에서 이는 최신 대량 생산 방식을 반영하는 생산 장비를 도입하는 동시에 작업에 능숙한 숙련된 기술자로 인력을 충원하는 것을 의미합니다. 

이를 위한 효과적인 방법 중 하나는 현재 장비를 업그레이드하는 것입니다. 통합을 위한 장비 업그레이드는 직원들이 익숙한 장비를 계속 사용하면서 첨단 생산 기술을 생산 공정에 통합할 수 있는 가능성을 열어두기 때문에 초기 비용의 균형을 맞출 수 있는 좋은 방법입니다.

지금 자동화, 로봇 공학, 3D 프린팅과 같은 최신 트렌드를 더 많이 받아들일수록 이러한 기술이 대량 생산에 널리 보급되고 사용됨에 따라 업계와 보조를 맞추기가 더 쉬워집니다.

제조업의 미래를 준비하는 가장 좋은 방법은 현재 진행 중인 발전을 기꺼이 받아들이는 것입니다. 최신 트렌드의 얼리 어답터는 앞서 나간다는 이점이 있으므로 뒤처져서 따라잡기 위해 기다리지 마세요. 적층 가공과 같이 오늘날 개발되고 있는 가장 진보되고 흥미로운 기술을 수용하면 제조 산업의 미래에 유리한 고지를 선점할 수 있습니다.
 

Author: 파비안 알레펠드