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그 기업엔 무언가 특별한 것이 있다.

 

금형산업, 변화와 위기에 어떻게 대응할까 (1) : 금형산업 현황과 스마트공장 구축 전략

한국금형공업협동조합이 최근 금형산업의 제도적, 경영적 환경변화에 따른 대응방안을 모색하는 「2018 금형산업 혁신 포럼」을 열었다. 구조적으로 수주형 중소제조업이 갖는 어려움, 최저임금제와 근로시간 단축 등 제도의 변화, 수요 대기업의 생산기지 해외 이전, 채산성 악화의 재생산 등이 현재 금형업계가 처한 환경이다.

포럼은 개정 노동법에 따른 인사노무관리 전략, 금형제조 방식을 혁신할 스마트공장 구축 전략, 수요 대기업들의 수요 금형 동향, 금형가공 소프트웨어 도입 전략 등을 망라하여 이틀 간 조합의 금형교육원에서 열렸다.

박순황 금형조합 이사장은 인사말에서 “금형산업은 중소제조업이 갖는 기술개발 역량과 자금 부족문제에다 근로시간 단축, 최저임금제 등 제도변화에서 오는 애로가 가중되어 있어 업계에 도움이 될 포럼을 열게 됐다”고 밝히고, “최근 바뀐 제도, 수요산업에서 필요로 하는 금형, 스마트공장 구축과 관련한 발표를 경청하면 경영전략을 세우는데 도움이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

글/신동완 기자

 

1. 금형산업 최근 동향 및 진단

금형산업 현황

한국의 금형산업은 최근 5년 연평균 생산 5.5%, 내수 4.8%, 수출 4.5% 성장을 보여왔다. 금형조합 임영택 전무는 ‘금형산업 최근 동향 및 진단’이라는 주제의 발표에서 한국의 금형은 세계 금형생산의 6.1%를 차지하는 세계 금형생산 5위 국가이자 금형강국이라고 강조했다. 

세계 금형산업 시장은 1,350억 달러로 추정되며 연 5% 성장하고 있는데, 중국이 세계 금형생산의 19.5%를 차지하며 1위를, 일본이 6.4%, 미국 6.4%, 독일이 6.2%, 한국은 6.1%의 생산 점유율은 나타내며 5위에 올라 있다. 이들 금형생산 5대 강국은 세계 금형 총생산의 50%를 차지한다.

한국의 금형생산은 2012년 7.4조원에서 2016년 9.2조원으로 연평균 5.5%의 성장률을 나타내고 있다. 2017년 기준 수요산업별 생산 비중은 자동차가 34.3%, 가전이 27.6%, 통신 11.7%, 생활용품 8.9%, 반도체 4.3%, 사무기기 3.8%다. 품목별 생산비중은 프레스금형이 40,286억원으로 44%르 차지했고, 플라스틱금형이 36,265억원, 39.6%, 다이캐스팅금형이 1,514억원, 1.7%, 기타 금형 9.1%, 금형부품생산 비중은 5.7%였다. 총 생산액은 9.2조원.

과거 플라스틱금형 생산이 많았으나 2015년 이후 프레스금형 생산 비중이 높아지는 역전현상이 나타났다. 임영택 전무는 “2015년부터 자동차 산업의 금형수요가 많아 프레스 금형의 생산 비중이 높아지는 추세”라고 설명했다. 올해 금형생산은 지난해와 비슷한 9.5조원을 기록할 것으로 전망했다.

한국의 금형 수출은 1994년 무역흑자를 달성한 이후 지속적으로 흑자폭을 확대해 왔다. 1998년부터는 부품소재 산업 중 대일 무역 흑자를 최초로 달성했으며, 최근 5년에는 무역흑자가 연평균 25.3% 증가했다. 2014년 한국 금형은 32.2억 달러라는 수출 최대 실적을 기록하며 이후 3년 연속 세계금형수출 2위를 유지했다. 2016년 한국 금형은 전체 무역수지 흑자의 3.1%를 차지했다.

금형수출의 국가별, 품목별 변화

금형수출의 국가별, 품목별 변화도 나타났다. 2011년 유럽 수출 비중이 가장 크고 일본, 아세안, 중국 순 수출비중을 나타냈으나 2017년에는 일본, 중국, 미국, 인도, 멕시코 등으로 수출 비중 순위가 변화한 것으로 나타났다.

품목별로 수출 비중의 변화도 있었다. 2011년 플라스틱 금형의 수출액은 13억 2600만 달러로 59% 수출 비중을 차지했다. 뒤이어 프레스 금형이 6억 1500만 달러로 27.4%, 다이캐스팅 금형은 7.3% 수출 비중을 나타냈다. 2017년에는 플라스틱금형 수출액이 15억 5400만 달러로 수출 비중 53.3%로 낮아졌다. 같은 해 프레스금형은 9억 9300만 달러, 수출 비중 34%로 수출 비중이 높아졌다. 다이캐스팅금형은 2011년 7.3%에서 2017년 5.9%로 수출 비중이 낮아졌다. 

금형산업의 현주소, 문제점

임 전무는 “올해 금형생산은 9.5조원, 수출은 지난해보다 좀 나은 30억 달러가 될 것 같다”고 전망했다. 최근 반도체산업 외 주요 수요산업의 부진에 따라 정체 혹은 소폭의 성장을 예상한다는 것이다.

GM과 조선산업 등에서 구조조정을 가속화하고 있고 보호무역주의의 강화가 수출환경을 악화시키고 있다. 미국과 중국의 무역분쟁으로 세계시장 불확실성이 커지고, 환율도 불안정하여 수출에 여향을 주고 있다. 특히 근로기준법 개정은 심각한 부담으로 다가오고 있다.

하반기 기대할 수 있는 환경은 일부 자동차산업 경기가 나아질 것이라는 점, 반도체 산업의 성장이 지속되고 핸드폰 시장도 성장할 것이라는 전망, OLED 시장이 확대할 것이라는 점이다.

임 전무는 “우리 금형산업은 수요산업, 수출지역 등이 편중된 구조적 문제까지 안고 있다”고 진단했다. 현재 업체유형이 전문(특화)기업 30%, 일반기업 60%, 기타 10%로 전문성 확대가 필요하고 수요산업 비중도 자동차 34.3%, 가전 27.6%, 기타 38.1%로 편중되어 있어 신성장 산업 발굴이 절실하다.

품목별 생산 비중도 프레스금형 44.0%, 플라스틱금형 39.6%로 몰려 있어 고부가가치 금형생산 비중을 높여야 하는 실정이다. 생산(매출) 비중도 내수 65%, 수출 35%로 수출 비중과 직접 수출을 확대해야 하며, 수출지역 역시 아시아 60%, 기타 지역 40%로 편중되어 있어 수출국의 다변화가 필요한 시점이다.

임 전무는 “무엇보다 최대 현안은 최저임금 인상과 근로시간 단축에 따라 금형산업이 위축되고 있다는 점인데, 최저임금은 최근 2년간 29.1%나 인상됐다”고 밝혔다. 금형산업이 내수부진과 해외시장의 경쟁이 격화하는 가운데 임금인상 영향은 고용과 시설투자에 심각한 위축을 초래했다고 주장했다. 임 전무는 금형조합이 올 상반기 조합원사를 대상으로 조사한 조사결과를 제시하며 생산 감소는 48%의 업체가, 수출은 40%의 업체가 감소했다고 밝혔다. 경영상태는 48%의 업체들이 악화했다고 답변했다는 것이다.

근로시간 단축이 금형업체에 미친 영향은 가동률 저하, 고용인원 감소, 신규투자 감소 등을 들었다. 가동률은 전년 73%에서 69.6%로, 고용인원은 전년도 대비 4.9% 감소했으며 신규투자도 미미한 것으로 나타났다. 임 전무는 주 52시간 근로시간제는 현재 국내 3~4개 금형업체에 해당하는 것에 불과하지만 최근 금형산업의 양극화가 진행하는 것을 감안하면 소규모 업체에서 체감하는 상태는 더 심각할 것이라고 주장했다.

 

금형산업에서 제시하는 현안 타개 방안

임 전무는 근로시간 단축 등 제도와 관련해서는 ‘시장의 자율성을 보장하는 방향’으로 정책이 바뀌거나 속도를 조절하기 바란다고 말했다. 탄력적 근로제를 확대하거나 보완책이 마련돼야 한다는 것이다.

국내 금형업체들은 대부분 중소기업인데다 규모는 종업원 10인~19인 업체가 55.0%로 소규모 업체가 절반이 넘는다. 양극화도 지속되어 영세기업이 늘면서 제조공정의 자동화와 첨단화 절실하지만 장비도입은 비용의 문제에 막혀있다. 기업의 영세성은 미래기술 R&D 역량을 키울 수도 없다. 영세 기업을 위해서는 자동화 장비, 첨단 시설, 스마트공장, R&D 수행에 각 기업에 맞는 지원이 필요하다.

금형산업의 인력수급 문제는 풀지 못한 숙원이자 여전한 현안이다. 일학습병행제나 도제교육 등으로 현장 맞춤형 교육체계가 확립돼야 하고, 기업의 현장교육과 재교육이 확대되어야 한다. 이를 위한 지원이 있어야 하고, 장기고용을 우대하는 정책적 지원이 있어야 한다.

임 전무는 한국 금형산업이 시장의 변화에 대응력이 부족하다며, 이는 수출지역을 다변화하거나 신흥시장을 개척하지 못하는 이유로 꼽았다. 또 선진시장에서 요구하는 품질과 신뢰성 향상 요구에 잘 대응하지 못하는 문제도 지적했다. 임 전무는 선진시장과 신흥 유망시장의 동향을 분석하는 일을 과제로 선정하여 수행해야 할 것을 방안으로 제시했다. 또 한국 금형을 지속적으로 홍보하는 데 정부지원이 필요하다고 말했다.   

 

2. 금형산업 스마트팩토리 구축 전략 

일반론에서 접근하고, 가치사슬을 통합하기

한국생산기술연구원 조용주 박사는 “금형산업도 일반 제조산업과 마찬가지로 스마트공장 구축은 일반론에 근거하여 시작하는 것이 좋다”고 주장했다. 즉, 스마트공장과 인더스트리 4.0은 밸류체인을 어떻게 구축할 것인가를 크게 그리는 것부터 시작하자는 것이 핵심이며 일반론이라고 설명했다.

조 박사는 밸류체인은 생산설비, 가공 소프트웨어, MES, IoT와 같은 솔루션이 데이터로 연동하여 의사결정까지 통합하는 수직적 통합과 수주에서 완제품 생산, 출하·유통·서비스에 이르는 가치들을 통합하는 수평적 통합이 있다며 이들을 ‘T 字’형으로 연결하는 것이 중요하다고 말했다.

흔히 금형산업 스마트공장은 단위설비인 금형가공기계들에 센서를 달아 데이터를 구하고 설비를 모니터링하거나 시각화하려 하지만, 이는 국내 솔루션 공급업체들이 단편적 솔루션의 효용성만을 강조한 판매전략일 뿐이라고 주장했다. 스마트공장은 이 솔루션들의 활용이 개별 기계에 대응하는 것을 넘어 수주, 제조, 판매 등 가치들의 연결에 초점을 맞춰야 한다는 것이다.

실제 선진국 공급기업들의 스마트팩토리 개발과 판매전략에서 이미 나타나듯 공장을 통째로 판매하는 일도 있다는 소개다. 이미 하나의 공장이 상표등록되어 상품으로 나온 사례도 있다. 이는 개별 솔루션의 도입과 단선적 활용에 그치는 것이 아니라 제조행위의 전 밸류체인을 연결하는 것이 스마트공장의 목표가 된다는 것을 암시한다.

조 박사는 가치사슬 통합의 완결성을 보여주는 미래 공장의 세가지 유형을 소개했다. 첫 번째는 GE KUBio에서 개발한 박스형 공장이다. 기성품 모듈공장을 서비스한다는 것이다. 확장 가능하고 효율적인 생산을 위해 사전 제작된 시설 및 공정 솔루션이며, 미리 검증된 모듈형태의 유닛 및 가공장비는 고객이 지정한 장소로 이송되어 조립되고, 14개월~18개월 이내에 공장 가동준비가 가능한 형태다. 아디다스의 스피드 팩토리, 리복의 리퀴드 팩토리도 전체적인 가치사슬 상에서 제품 생산성을 어떻게 높이느냐에 초점을 맞추고 연구가 진행되고 있는데, 조 박사는 이들이 자신들만의 스마트공장을 구축하면서도 이 스마트공장을 파는 목적도 있을 것이라고 봤다.

조 박사는 특히 스마트공장 구축은 금형산업과 같은 수요산업 문제이긴 한데, 국내 현실은 공급산업에 더 큰 문제가 있는 것으로 보인다고 지적했다. 말한 대로 전 가치사슬을 통합할 수 있는 공장개발이 세계적 추세인데, 단편 솔루션의 효율성만을 강조하거나 그나마 기능적으로도 열위인 국내 스마트공장 공급산업들의 판매경쟁과 기술개발 역량이 낮다는 점이 문제라는 것이다.

조 박사는 국내 스마트공장 공급산업과 국산 솔루션의 기술종속을 우려하기도 했다. 이미 가공 소프트웨어, 시뮬레이션, 제품 수명관리, 고객관리 부문에서 외국산 점유율이 높고, 현재 스마트공장 적용기술로 부상한 CPS, 산업용 VR/AR, 산업 IoT, 고장진단 및 예지보전 기술의 기술개발 역량은 선진국에 뒤지고 있다는 것이다.  

산업별 솔루션 검증하는 테스트베드 필요

조 박사는 스마트공장을 수요산업에서 성공적으로 구축하기 위해서는 자국 내 공급산업이 해줘야 할 역할이 있다며, “공급산업은 우수한 솔루션 기술과 이들을 연결하는 효율적 운영방안을 수요산업에 제시할 역량을 가져야 한다”고 말했다.

공급산업의 개발역량을 키우기 위해서는 국내에서 개발한 솔루션을 검증하고 이들을 연결하여 모델로 제시하는 스마트팩토리 테스트베드(모델공장)가 적용산업별로 구축돼야 한다고 주장했다. 조 박사는 올 4월 생기원 조 박사 팀이 구축한 구미 정밀모터생산 데모공장을 예로 들면서 “테스트베드는 핵심기술 검증용 실험공장 개념이자 스마트공장 공급산업과 수요산업을 연결하는 교량”이라고 말했다.

조 박사는 테스트베드를 활성화하면 누구든지 활용할 수 있는 대여 서비스 사업으로 발전할 수 있으며, 공급산업 핵심기술의 인증과 상용화 지원사업도 병행할 수 있다고 설명했다. 구미 정밀모터 생산 테스트베드는 산업용사물인터넷, 가상-실제조설비 연동형 CPS 모델링/시뮬레이션기술, 이산공정 적용 생산실행 시스템, 전력설비 감시 시스템, 사물인터넷 플랫폼, 산업용 가상/증강현실, 빅데이터, 고장진단 및 예지보전 플랫폼 등 13개 스마트공장의 국내개발 핵심기술로 구축한 모델공장이자 시연을 위한 데모공장이다. 여기서는 공급기술의 검증과 모터생산의 스마트공장 데모가 이루어지는데, 산업별 생산방식이 다르고 적용 솔루션 변화가 필요한 다른 유형의 스마트공장 테스트베드가 확대되어 수요산업과 공급산업이 동시에 발전할 수 있는 사업지원이 필요하다고 주장했다.

금형산업 스마트공장 구축과 개발 사례

조 박사는 “광주에서 생기원과 광주금형산업진흥회가 금형의 수주부터 프레스 성형까지 밸류체인을 어떻게 유연하고 효과적으로 구성할 것인지를 중심으로 금형 스마트공장 구축사업을 진행하는 중”이라고 밝혔다.

밸류체인 상의 금형수주는 ‘금형설계 수주지원 시스템’을 빅데이터 업체가 맡고 금형설계·해석은 전문 솔루션 업체가 담당한다. 가공, 조립, 측정, 성형 등 다른 밸류체인에서 필요한 솔루션 역시 전문 공급업체들이 맡는다. 생산기술연구원이 맡은 적용기술은 금형제작에서 각기 다른 설비들, 예컨대 CNC 장비와 방전가공기 등과 같은 이기종 설비, 혹은 제조사가 다른 기계들의 데이터 수집과 관련한 기술이다. 이기종 장비들을 PLC에서 어떻게 인터페이스 할 것인지, 센서의 적용은 어떤 기술을 활용할 것인지를 말한다.

이 기종 설비들의 데이터를 뽑아 통합하는 문제가 이슈로 부상했는데, 프로토콜(각 설비들의 컨트롤러, MT-Connect, OPC, UA 등)의 통합의 문제다. 조 박사는 스마트공장은 데이터들의 연결이 핵심이므로 데이터를 어떻게 얻고 저장, 분석해야 하는지 올해부터 이 작업을 시작했다고 말했다. 

조 박사는 “금형산업 스마트공장 구축 역시 각 밸류체인의 유연한 연결이 중요한데, 특히 금형의 수주에서부터 성형까지의 밸류체인의 수평적 통합은 금형 전문가가 아니면 구성하기 힘들다”고 전제하고, “모델 팩토리를 만들어 참고하면서 업계가 추구하는 방향으로 나가는 것이 좋은 방향일 것으로 판단한다”고 말했다.