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세상을 바꾸는 전략적 장소[132]

박정수 성균관대 교수의 현미경 '스마트팩토리'
제조업 부흥의 선봉장,'인공지능 기반 스마트팩토리'
  • 등록 2022-05-21 오전 9:26:35

    수정 2022-05-21 오전 9:26:35

박정수 성균관대 스마트팩토리 융합학과 겸임교수
[박정수 성균관대 스마트팩토리 융합학과 겸임교수] 세상을 바꾸는 전략적 “장소(場所)”가 중세 사회에서는 ‘성당’이었고, 근대 사회에서는 ‘공장’이었으며, 현대 사회에서는 ‘실험실’이라는 지적에 반하여 인공지능(AI), 컴퓨팅 기술(computing technology), 정보통신기술(ICT)이 몰고 온 미래 사회의 산업혁명은 “장소”를 초월하여 산업의 변환과 전환(industrial transformation & transition)을 견인할 것이다. 특히 초지능화와 초연결성이 융합 기술에 의해서 실현되고 있기 때문에 시공을 초월하여 다양한 모든 곳이 전략적인 장소(場所)가 될 것이다. 또한 “장소”라는 하드웨어를 넘어 지능화 소프트파워(s/w power)를 구현하기 위해 기존 기술에 인공지능(AI)을 접목시키는 기술이 각광(脚光)을 받고 있다.

인공지능(AI)의 머신러닝(Machine Learning; ML) 및 딥러닝(Deep Learning; DL)이 산업 전반에 큰 변화와 전환을 가져오고 있기 때문이다. 예를 들어 기계의 시대에는 기계가 육체노동과 육체노동자를 대체하였고, 정보화 시대에는 컴퓨터와 시스템이 단순 작업과 연산 기능을 대체해 왔다. 그러나 인공지능(AI) 시대에는 시스템에 의한 단순 업무를 뛰어넘어 업무를 수행하는 사무직과 복잡한 업무를 수행하는 전문직을 대체할 것이다.

기술은 항상 새로운 기능을 만들고, 기업 간 경쟁은 필연적으로 가격파괴를 빚어내며, 수익구조는 항상 악화 일로를 걷는다. 가격 인하와 수익성 제고는 양립할 수 없는 딜레마이다. 이런 기업 환경을 효과적으로 대응하기 위한 기업들의 노력은 “원가(costing)”라는 화두로 모아진다. 따라서 원가(原價)의 요인을 규명하고 발생 과정을 효율적으로 제어함으로써 비용의 획기적인 절감을 노린다. 근본적으로 원가관리는 부분 최적화를 전체 최적화로 변환시키는 것이 중요하다. 제조업의 스마트팩토리 구축을 통해 가치 창출에 방해되는 요소를 제거하는 것과 원가 요인을 발라내는 과정을 실시간 기반 피드백(real time based feedback)과 상호작용 기능을 통해 구현해야 할 경영관리 개념은 활동기준경영(Activity Based Management)이다.

이는 기업의 경영활동을 활동(activity) 별로 원가 동인을 분석하고, 비부가가치활동을 파악하여 경영 의사결정에 반영하는 것이다. 활동기준경영(ABM) 목표는 품질과 서비스 향상 등으로 고객가치를 통한 기업의 이익 증대를 위함이다. 실행 관점에서 활동기준경영(ABM)은 수익성이 높은 활동 분석을 통해 전략을 수립하여 지속 가능한 운영체계를 형성시키는 가늠자다. 이는 제조 공정개선과 원가절감을 위해 비부가가치활동을 제거하기 위한 가치 분석, 원가절감기회 식별과 성과개선을 위한 노력을 평가하는 원가 분석, 그리고 기업 활동 전반에 걸쳐 활동 기준(activity-based)으로 예산수립절차와 수행 업무를 강화시키는 활동기준예산관리(activity based budgeting) 등이 포함된다. 그러므로 스마트팩토리는 활동기준경영(ABM)을 실현시키는 제조 플랫폼이다. 아래 그림은 지능형 스마트팩토리의 활동기준경영(ABM) 플랫폼(Platform)이다.



특히, 제품이나 서비스는 수명주기(life cycle) 관리가 중요하다. 수명주기(life cycle) 동안 발생하는 모든 원가 범위는 연구개발부터 판매 후 서비스와 폐기까지 포함시켜 관리해야 한다. 다른 프로세스 경영이론들이 생산성 향상이나 매출액 증대, 고객만족도 향상 등에 초점을 맞춰 진행된 것에 비해 활동기준경영(ABM)은 기업 활동(activity)의 원가 요인을 파악하여, 이윤 극대화의 방법을 원가 절감에서 찾고 있는 셈이다. 이를 두고 일부 경영전문가들은 활동기준경영(ABM)의 핵심을 기업 활동 분석으로 요약한다. 왜냐하면, 활동(activity)은 기업이 조직 목표를 달성하기 위해 시간과 자원을 활용하려는 구체화된 방법을 의미하기 때문이다.

스마트팩토리도 마찬가지다. 고객과 시장의 개인화된 맞춤 요구에 대응하기 위해서는 실시간 기반 피드백(real time based feedback) 기능을 기본으로 주문 대응과 원가 관점에서 활동기준경영(ABM)이 실현되어야 한다. 따라서 스마트팩토리의 플랫폼은 유용성(operability)을 유지하는 것이 중요하다. 이를 위해서는 수명주기의 단계별 수익성에 대한 집계가 가능해야 하고, 제조 이전이나 서비스 이전 단계에서 대부분의 제품 원가가 결정되는데 이를 활용하여 설계 단계에서 원가절감이 가능하도록 원가 발생의 전주기(life cycle)와 단계별 원가 발생 원인과 흐름을 파악할 수 있어야 한다. 그것이 똑똑한 제조, 즉 스마트팩토리이기 때문이다.

또한, 지능화(intellectualization)를 준비하기 위해 활동기준경영(ABM)이 필수적인 이유는 시장과 제조 현장의 활동(activity)을 계획하고 통제하는 핵심이기 때문이다. 활동기준원가(ABC), 조업도, 시장 대응 역량, 이익 분석뿐만 아니라 모든 원가는 변동원가와 고정원가로 분류할 수 있으며, 수익과 원가의 형태는 항상 선형(linear)이다. 특히 활동기준원가(ABC, Activity-based Costing)는 제조 자원을 사용하여 고객 주문에 대응하여, 가치를 제공하는 제조 및 서비스 활동을 파악해서 활동을 중심으로 원가를 집계하고 제품과 서비스에 배부하기 위한 원가계산의 새로운 개념이다. 이는 활동(activity)을 원가 대상으로 하여, 서비스나 제품을 생산하기 위해 수행한 활동과 관련된 다양한 측정값을 사용하여 간접 원가를 배부하기 때문에 전통적인 원가 회계와 다르다. 즉 전통적인 원가회계는 생산량과 관련된 배부 기준을 사용하여 원가를 배부하기 때문에 서비스나 제품 원가의 왜곡 현상이 나타날 수 있다. 이처럼 지능화(intellectualization)는 기존 관리회계(managerial accounting) 영역에 인공지능 알고리즘을 접목하여 실질적인 활동기준원가(ABC) 관리를 실현시켜 궁극적으로 활동기준경영(ABM)의 유효성을 증진시킬 것이다.

경쟁 치열과 규제 완화 등 구호성 변화를 요구하지만, 연구 개발에 의한 제품 도입과 폐기의 결정, 제품 가격의 결정, 자본 투자의 결정, 예산의 결정 등 잘못된 의사결정의 결과로 초래되는 손실이 점점 커지고 있다. 그 이유는 스마트팩토리를 도입하여 제조 공정의 개선 효과와 자동화로 원가 구조가 변화되고 있으며, 시장과 고객의 개인화된 맞춤 대응으로 인하여 원가의 정확도가 감소하고 있다. 그러나 정보통신기술(ICT)과 컴퓨터 기술의 발달로 정보처리 기술이 진화하고 있어 원가 측정 비용이 감소되고 있는 점도 중요한 특징이다.

빅데이터 및 인공 지능과 같은 정보 기술을 활동기준경영(ABM)에 적용시켜, 전체 최적화를 위한 전사적인 전략 수행 역량을 강화해야 한다. 기업 활동(activity)에 의한 실제 비즈니스 데이터와 결합하여 수평 및 수직 경로에서 비즈니스 흐름과 데이터 흐름의 융합을 실현하여야 한다. 또한, 지능화를 통해 효율성을 향상시키기 위해서는 빅 데이터 기반 제조 데이터 융합 방식을 지능화 프로세스 개발, 즉 인공지능 알고리즘에 적용시켜 축적의 힘이 발현되도록 디자인해야 한다. .

행동 인터넷(IoB)과 활동기준경영(ABM)은 기업 활동 관점에서 상호보완적인 관계에 있다. 활동기준원가(ABC) 개념에서 활동(activity)을 중심으로 원가를 집계하고, 제품과 서비스에 배부하는 목적은 실제 발생하는 원가를 의사결정에 반영하여 스피드 경영뿐만 아니라 기업 활동의 실효성을 향상시키는 데 있다. 또한, 활동기준경영(ABM)을 토대로 전개되는 행동 인터넷(IoB)은 소비자에게 제품과 서비스를 맞춤화하여 차별성뿐만 아니라 수집된 데이터는 데이터 패브릭(data fabric) 기반으로 구축하여 다양한 용도로도 사용할 수 있다.

행동 인터넷(IoB)의 데이터 관리 기술을 활용하여, 고객이 요구하는 문제를 해결하고 판매를 성사시켜 고객을 만족시킬 수 있다. 또한 고객의 구매 패턴, 구매 의향과 의도, 그리고 플랫폼에서 고객의 구매 습관을 실시간으로 분석할 수 있기 때문에 지금까지 의존해 온 여러 고객 설문 조사를 대체할 수 있다. 특히, 다른 설문조사와 다르게 실시간으로 반응을 피드백(feedback) 해 볼 수 있다는 점이 강점이다. 구매 과정에서 고객에 대한 자세한 정보를 획득하여, 알림 및 안내를 실시간으로 제공하고, 상업 및 비영리 캠페인 효과를 테스트해 볼 수도 있다. 예를 들어, 의료 분야에서 의료 제공자는 환자의 상태, 치료에 대한 의지를 평가하거나 라이프스타일에 대한 더 많은 데이터를 얻을 수 있다.

활동(activity)의 명확한 관리를 위해 활동기준경영(ABM)은 ABC(활동기준원가:Activity Based Costing)이라는 분석 기법을 활용한다. 전통적인 원가 계산방식과는 달리 활동기준원가(ABC)는 원가를 발생시키는 기업 활동을 알아낼 수 있어, 그것이 원가에 어느 정도 영향을 끼치는지 추적할 수 있다. 분석 결과는 바로 기업 활동에 투입되는 예산과 평가, 실행, 통제의 기준이 된다. 좋은 예로, 전통적인 자동차 기업들은 기존 원가 계산 방식으로는 불가능한 정확한 제품별 원가를 산정하고 이를 바탕으로 중복 업무를 없애는데 주력해 왔다. 아웃소싱이 유리한 부품은 협력 업체로 과감히 대체했다. 이에 따라 부품의 아웃소싱 비율은 70~80%까지 증가했다. 더 나아가 이들 협력업체에 대해서도 활동기준경영(ABM)을 확대했으며, 제품설계 단계부터 활동기준경영(ABM)을 활용해 원천적으로 최소 비용이 가능하게 했다. 이 결과 제품개발 기간이 짧아져 신제품 개발 기간이 70% 이상 짧아지는 일대 혁신을 이루어왔다.

결과적으로, 스마트팩토리, 행동 인터넷(IoB), 그리고 활동기준경영(ABM)의 성공적인 도입을 위해서는 최고경영자의 절대적인 관심과 강한 추진력, 그리고 현장 전문가와 조직원의 적극적인 참여가 필요하다. 무엇보다 중요한 것은 자기 기업에 가장 알맞은 활동(activity)이 무엇이냐를 정의하는 작업이 우선돼야 한다. 이러한 정의를 바탕으로 제조 현장 전문가들에 의해 인공지능(AI)을 적용하기 위한 알고리즘(algorithm)이 개발되어야 한다. 자주적으로 개발된 인공지능 알고리즘은 제조 지능화를 시작하는 초석(礎石) 이자, 활동기준원가(ABC)를 실시간으로 정확히 판별해 내는 지능화(intellectualization)를 위한 빅데이터 관리 기반의 가치 공학(value engineering)의 문제가 아닐까?

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