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GE, 제조 산업의 르네상스를 이끌다.

 

 

기술의 발달로 초 연결 사회가 도래하고 있고 산업 전반에 걸쳐 하드웨어와 소프트웨어의 경계가 점점 모호해지고 있다. 전통적인 제조업체들은 미래 제조 산업을 선도하기 위해 21세기형 기술 확보에 나서고 있다. 세계 최대 인프라 기업인 GE는 산업인터넷(Industrial Internet) 과 첨단제조(Advanced manufacturing) 분야에 주력하며 제조 산업의 혁신을 이끌고 있다.

 

전 세계에서 가동 중인 수많은 산업기계들은 지금 이 순간에도 방대한 양의 데이터를 생성하고 있다. 그러나 대부분의 경우 이러한 자료가 제대로 활용되지 못해 많은 자원이 낭비되고 있다. GE는 산업 현장에 존재하는 이러한 비효율성에 대한 해답이 소프트웨어에 있음을 일찍이 파악하고 이와 관련된 역량을 키우는 것에 주력해 왔다.

이미 2011년 11월 미국 실리콘밸리 인근 샌 라몬에 GE 글로벌 소프트웨어 센터를 설립하고 10억 달러를 투자해 산업 인터넷이라는 차세대 솔루션 개발을 발표한 바 있다.

 

 

제조 산업 비효율성의 해답 산업 인터넷

산업 인터넷은 제품 진단 소프트웨어와 분석 솔루션을 결합해 기계와 기계, 기계와 사람, 기계와 비즈니스 운영을 서로 연결해 기존 설비나 운영 체계를 최적화하는 차세대 기술이다. 즉 GE가 생산하는 항공기 엔진, 의료 장비, 발전 설비 등에 센서를 내장해 인터넷과 연결하고 여기서 발생한 데이터를 분석해 고객사에 추가적인 가치를 제공하는 것이 기본 개념이다.

이러한 산업인터넷 기술은 산업장비, 기계의 다운타임(작동할 수 없는 시간)을 미연에 방지해 장비 운용의 효율성을 높여준다.

항공기 엔진은 연료 소모를 줄이고 풍력 터빈은 더 낮은 가격으로 전력을 생산할 수 있게 되는 식이다. 시스템 전반의 효율성이 개선되어 항공기가 공중에서 선회하는 시간이나 환자가 병원에서 대기하는 시간 같은 손실도 줄어들게 된다. 2012년에 발표된 GE의 산업인터넷: 지성과 기기의 한계를 뛰어넘다.(Industrial Internet: Pushing the Boundaries of Minds and Machines) 보고서에 따르면 전체 산업에서 효율성을 단 1%만 끌어올려도 향후 15년간 2700억 달러 이상의 엄청난 비용을 절감할 수 있다. 산업 인터넷을 통해 향후 15년간 에너지 산업에서 연료 사용량을 1% 줄이면 약 660억 달러를 항공 업계는 300억 달러를 절감할 수 있으며 헬스 케어 산업은 630억 달러의 비용을 아낄 수 있다는 것이다.

 

 

GE, 산업 인터넷으로 연간 10억 달러 매출 성장

이렇게 실제 장비를 생산 및 운영하면서 동시에 관련 소프트웨어 서비스를 제공하는 기업은 GE가 유일하다. 현재 전 세계 1만여 명의 소프트웨어 인력과 협력해 빅 데이터와 관련된 다양한 소프트웨어 솔루션들을 개발하고 있는 GE는 제조 기업이자 세계에서 13번째로 큰 소프트웨어 회사이기도 하다.

소프트웨어에 대한 대대적 투자를 밝힌 이후 3년이 지난 2014년 GE는 뉴욕에서 열린 마인즈+머신(Minds+Machines 2014)컨퍼런스에서 제프리 이멜트 GE 회장은 GE가 산업인터넷을 통해 2013년 한 해에만 10억 달러 이상의 매출을 올렸고 1800억 달러 이상의 수주 잔량을 기록했다고 밝혔다. 또한 GE의 고객사들이 산업인터넷을 통해 연간 200억 달러 규모의 효율성 증대와 비용 절감 효과를 보고 있다고도 전했다. 거품이냐 엄청난 파급이냐 우려 사이에 서 있던 빅데이터의 효과를 입증하는 자리였던 셈이다.

실제 미국 동부 최대 철도 운영회사인 노퍽 서던의 경우, GE의 산업 인터넷 솔루션 운행 최적화 시스템을 도입해 기관차와 열차 운행에 필요한 모든 정보를 수집 및 분석해 이익을 극대화하고 있다. GE의 운행 최적화 시스템은 기관차의 상태, 운행 상황 등 기관차의 운전조건을 총체적으로 실시간 모니터링 해 열차 제동을 최소화함으로써 기관차의 연료 효율 향상 및 화물운송 비용 절감을 돕는다. 노퍽 서던은 이 솔루션을 통해 연료 사용을 6.3% 기량 정간하고 열차 속도는 약 10% ~ 20% 높일 수 있었다.

 

 

산업인터넷, 한국에도 고부가가치 창출 기회

GE 산업인터넷은 현재 국내에서도 적용되고 있다. 국내 주요 발전소 및 석유화학플랜트에 사용되고 있는 상태 감시 및 진단 소프트웨어 플랫폼 시스템1 이 대표적이다. 이 솔루션은 터빈 발전기와 같은 주요 회전기기, 대형 펌프, 팬 등을 원격 모니터링함으로써 이상 여부를 실시간 확인하고 고장을 사전에 방지할 수 있게 한다.

또한 주요 기기의 성능 데이터를 다각도로 분석해 에너지 및 운영 효율을 극대화하도록 돕는다. 결과적으로 장비의 안전성을 높이고 유지 보수비용을 절감할 수 있다. 산업인터넷은 한국이 강점을 가진 발전, 조선해양, EPC등의 산업에서 특히 고부가가치를 창출할 것으로 기대된다.

 

 

3D 프린팅, 21세기 핵심 제조 기술로 부상

GE가 미래 제조 산업을 선도하기 위해 주력하고 있는 또 다른 분야는 바로 3D 프린팅으로 대표되는 첨단제조 분야다. GE는 관련 기술 기업을 인수하거나 협력을 확대하며 연간 약 720억 달러를 제조 분야에 투자하고 있으며 3D 프린팅, 로봇 공학 및 자동화 기술은 제조 산업의 혁명을 가져올 차세대 유망핵심 기술로 부상하고 있다. 스위스 다보스 세계경제포럼은 3D 프린팅 기술을 10대 유망기술 중 하나로 선정했으며 버락 오바마 미국 대통령 역시 2013년 국정연설에서 3D 프린팅의 중요성을 강조한 바 있다.

3D 프린팅이 주목받는 가장 큰 이유 증 하나는 제품의 설계와 제조 방식에 있어 그 자우도가 매우 높다는 점이다. 컴퓨터 설계에 따라 재료를 아주 얇게 쌓아가면서 물건의 형상을 만드는 적층식 제조 방식이기 때문에 아무리 복잡한 형태의 물건이라도 정밀하게 출력이 가능하다. 또한 제조 과정에서 낭비되는 재료를 절약하고 제품의 내구성을 높임과 동시에 무게를 줄일 수 있다는 점에서 그 잠재력이 막대하다고 평가받고 있다.

 

 

3D 프린팅 적용한 항공기 엔진 부품, 내구성 5배 UP

3D 프린팅이 적극 활용되고 있는 분야로는 항공 산업을 주목할 수 있다. 세계 항공 엔진 시장 70%를 점유하고 있는 GE는 엔진 개발 과정에 3D 프린팅, 첨단소재 등과 같은 첨단제조 기술을 적극 활용하고 있다. 실제로 GE는 차세대 단거리 항공기 에어버스 A320 네오와 보잉 737 맥스에 탑재될 LEAP엔진의 연료 노즐을 3D 프린팅 기법으로 제작하고 있다. 3D 프린팅을 활용한 덕분에 노즐의 디자인이 한결 단순해졌고 그로 인해 용접 횟수가 25회에서 단 5회로 줄어들었다. 또한 기존 제품보다 무게는 25% 가벼워진 반면 내구성은 5배나 높아졌다. GE는 3D 프린팅을 통한 항공기 엔진 노늘 생산량을 2020년 까지 10만 개로 확대할 계획인 것으로 알려졌다.

 

 

GE, 3D 프린팅 기술 역량 강화 위한 센터 설립

GE는 이미 20년 전부터 3D 프린팅을 포함한 적측식 제조 관련 혁신 기술을 연구해 왔다. GE의 글로벌리서치 센터(GRS)에서는 헬스케어에서 에너지에 이르기까지 GE의 모든 산업 분야에 적용할 수 있는 3D 프린팅 애플리케이션을 지속적으로 개발하고 있는 중이다. 현재 300대 이상의 3D 프린터를 가동하고 있으며 항공기 엔진 연료 노즐 이외에도 초음파 기계에 사용되는 고가의 세라믹 탐촉자(Probe)를 대량 생산하고 있다.

또한 GE 파워 & 워터 사업부는 3D 프린팅을 통해 대형 가스터빈 및 풍력 발전용 터빈의 부품 일부를 생산할 예정ㄴ인 것으로 알려졌다.

GE는 2014년 11월 3D 프린팅 역량을 더욱 강화하기 위해 펜실베이니아에 적층식 제조 기술 연구 및 교육 센터를 설립하는 한편, 3년에 걸쳐 3200만 달러를 투자할 것이라고 발표했다.

 

 

산업인터넷과 첨단 제조의 만남 브릴리언트 Factory

GE의 산업인터넷과 첨단제조 역량이 집합되는 곳은 바로 GE가 제시하는 차세대 공장인 브릴리언트 팩토리(Brilliant Factory: 생각하는 공장)다. 브릴리언트 팩도리는 산업인터넷을 통해 모든 과정이 디지털화되어 있어 기존의 공장보다 더욱 빠르고 효율적으로 운영된다.

연구 개발부터 엔지니어링, 제조, 공급망, 서비스까지 전 과정이 첨단기술을 통해 유기적으로 연결되어 있어 통합적인 관리가 가능해지는 것이다.

GE는 현재 미국 사우스캐롤라이나 그린빌에 GE 최초의 브릴리언트 팩토리인 첨단제조센터를 설립 중에 있다. 7000만 달러를 투자한 이 센터는 2015년 하반기에 공식 오픈 예정이다. GE는 향후 10년 동안 연구 센터를 포함한 그린빌 공장에 4억 달러를 투자할 계획인 것으로 알려졌다.

GE는 현재 미국 사우스캐롤라이나 그린빌에 GE 최초의 브릴리언트 팩토리인 첨단 제조 센터를 설립 중에 있다. 7000만 달러를 투자한 이 센터는 2015년 하반기에 공식 오픈 예정이다. GE는 향후 10년 동안 연구 센터를 포함한 그린빌 공장에 4억 달러를 투자할 계획인 것으로 알려졌다.

GE 그린빌 센터는 적층식 제조, 용접, 고온 세라믹 등의 신기술과 신소재를 제품 제조에 적용하며 산업 인터넷을 통한 클라우드 기반의 새로운 생산 및 운영 방식을 도입할 것이다.

이 센터는 발전, 수 처리 사업에 필요한 첨단 기술 연구에 중점을 두고 있다.

목표는 3D 프린팅 기법을 통해 시제품 제작 시간을 단축해 디자인 및 조립성 등을 신속하게 검토할 수 있도록 하는 것이다.

GE는 이러한 첨단 제조 방식을 통해 발전용 고효율 대형 가스 터빈의 개발 속도를 높이는 한편 시장의 니즈를 보다 빠르고 정확하게 반영해 제품을 출시할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

GE 제조부문의 스티븐 빌러 수석연구원은 브릴리언트 팩토리의 핵심은 제품 설계, 엔지니어링, 제조공장, 공급망, 서비스까지 모든 과정이 디지털로 연결된다는 점이다. 이렇게 되면 신제품 개발 속도가 획기적으로 단축된다고 설명했다. 그는 또 더불어 제조가 진행되는 중간에도 실시간으로 일어나고 있는 모든 과정과 업데이트된 정보를 바로 적용하는 것이 가능하다.

시장의 요구를 신속하게 반영함으로써 효율성은 물론 시장에서의 성공에서의 성공 가능성도 함께 높일 수 있게 되는 것이라고 덧붙였다.