[칼럼] 팬데믹 이후 새로운 PLM 도전과 디지털 응용기술

 PLM의 주변에서 수 없이 많은 응용 프로그램이 있었지만 주로 제품 개발과 관련된 CAx 응용 프로그램이나 형상 관리, 기술 관리 등이었다. 그러나 국내의 대부분 PLM 전문가들은 제품 설계와 프로세스에 국한되어 왔다. 

4차 산업혁명과 새로운 디지털 기술의 출현으로 더 많은 응용 프로그램이 사용되고 있으며, 현재는 디지털 변혁으로 수많은 응용 프로그램과 PLM의 연결이 필요한 상태이다. 대부분의 국내 PLM 기술자들은 이러한 확장에 대해서 준비가 되어 있지 않다. 미래의 산업에서 PLM의 전문가들은 어떠한 새로운 지식을 가져야 할 것인가 고민해야 한다. 다음의 기술은 미래의 PLM이 함께 사용할 수 있는 디지털 엔지니어링 기술이다.

우선 3D 프린팅 기술 또는 적층생산(AM) 기술과 PLM의 통합 기술 환경이 필요하다. 3D 프린팅이라고도 하는 적층제조 애플리케이션은 컴퓨터 보조 설계(CAD) 모델에서 정확한 프로토타입 또는 부품을 신속하게 생산하기 위해 사용된다.

애플리케이션 라이프사이클 관리(ALM) 시스템은 소프트웨어를 라이프사이클 전체에 걸쳐 생성, 배치 및 운용하는데 사용된다. 시장에는 다양한 ALM 시스템이 많이 있다. 시스템마다 기능성이 다르다. 이것은 요구사항 관리, 개발, 아키텍처, 테스트, 품질 보증, 유지보수, 코딩, 변형 관리, 변경 관리, 프로젝트 관리 및 릴리스 관리와 같은 영역을 다룰 수 있다.

인공지능(AI) 애플리케이션은 인간이 정상적으로 수행하는 업무를 수행한다. PLM 환경에는 잠재 고객 식별, 고객 지원, 개인화 프로모션, 포트폴리오 최적화, 자율 로봇, 무인 무인 무인기, 자율주행차 등 많은 잠재적 적용 분야가 있다. 

디지털 현실(digital reality)은 컴퓨터의 디지털 환경에서 만들어내는 모든 가상현실(VR)이다. 특히 증강현실(AR) 애플리케이션은 사용자들이 실제 세상을 보는 시각에 컴퓨터 생성 정보를 오버레이하여 자신의 활동에 도움을 주고 의사 결정을 개선한다.

스마트 제품이나 IoT(사물인터넷) 같은 제품을 위한 스마트 BOM 애플리케이션(smart BOM application)과의 통합이다. 전통적인 PLM에서 BOM 관리는 핵심 애플리케이션이다. BOM은 제품이나 조립품을 구성하는 구조화된 제품 정보이다. 제품의 복잡한 수준과 특성에 따라 상품들은 화학이나 식품 재료가 될 수도 있고, 기계 제품의 조립품이 될 수도 있다.

BOM 애플리케이션은 BOM의 생성 및 수정을 지원하고, 서로 다른 구조 간의 일관성을 유지하며, 제품 라이프사이클의 위치에 따라 제품에 대한 다른 관점을 제공한다. 특히 스마트 BOM 애플리케이션은 작동하는 소프트웨어와 제품의 형상관리의 통합 환경이 필요하다. 

컴플라이언스 관리(compliance management) 애플리케이션은 제품 관련 활동이 표준, 규칙 및 규정에 따라 수행되는지 확인하는데 도움이 된다. 이는 회사 내부 표준, 모범 사례 및 지침일 수 있다. 그것들은 국제 및 산업 조직, 정부 및 비즈니스 파트너의 외부 표준일 수 있다.

현재 대부분의 PLM 시스템은 CAD/CAM 시스템과 비교적 잘 연동되어 있으나 그밖의 CAx 환경에서는 그렇지 않다. 여기서 CAx 환경은 CAE, CAID, CAPE, CAPP, CASE, CIM, Data Exchange, DECM(Digital Engineering Content Management), Digital Manufacturing, Digital Mock-UP(DMU), EDI, EDA,EDM, Factory Automation, IM(Innovation Management), IoT Platforms, IPM(Intellectual Property Management), KBS, Reliability Management 같은 수백가지의 디지털 신기술과 디지털 변혁의 응용 프로그램들이 PLM 환경과 연동하여 사용되어야 한다.

 

그림 1. PLM 영역과 인더스트리 4.0 분야의 영향(출처: Roland Berger)

 

<그림 1>은 2015년 자료로, PLM과 인더스트리 4.0 그리고 디지털 변혁의 관계를 보여준다. 우선 모든 산업에서 시작은 ① 제품의 설계와 프로세스이다. ② 제품의 모니터링과 제어이다. ③ 제작 운용이고 ④ 서비스 및 유지 관리 ⑤ 작업 조직이다. 다섯 가지의 핵심 역량 분야 안에 수많은 디지털 기술들이 PLM 환경과 함께 미래의 제조업 분야에 사용될 것이다.  

미래의 제조업에서도 제품 설계와 프로세스는 모든 수명주기에 영향을 직접 미칠 것으로 예상된다. <그림 2>는 초기 PLM 환경의 제품 설계와 프로세스가 후반부에 주는 영향을 나타내는 것이다. 

 

그림 2. PLM 영역과 인더스트리 4.0 분야의 영향(출처: Roland Berger)

 

<그림 2>에서는 한 방향으로 영향을 미치는 것 같지만, 항공우주 회사인 록히드의 경우 디지털 태피스트리 전략에서는 제품의 모든 단계에서 서로 영향을 주는 것을 보여주고 있다. 

미래의 모든 제조업에서 록히드의 디지털 태피스트리 전략을 사용하는 것은 아니다. <그림 2>와 같이 한 방향으로 영향을 미치는 제조업 분야가 대부분일 수 있다. 문제는 각 수명주기 단계에서 이러한 다양한 디지털 기술과 인더스트리 4.0과 디지털 변환의 패러다임과 PLM 환경이 공존하고 소통해야 하는 것이다.

 

그림 3. 록히드의 디지털 태피스트리와 수명주기

 

결론적으로 PLM 전문가와 기술자의 미래는 단지 현재 PLM 시스템의 OOTB 환경에서 단순한 삶이 기다리는 것이 아니라, 엄청나게 다양한 디지털 기술과 연동 환경 그리고 제품 개발의 혁신 환경까지 포함될 수 있다. 

코로나19 팬데믹 이후 스마트 제조산업 분야에도 많은 변화가 예상되고 있다. 팬데믹이 발현된 이후 세계적인 공급망 디커플링과 언택트 비즈니스와 디지털화의 급속한 전환 그리고 파괴적 혁신이 디지털 트랜스포메이션을 가속화하여 제조 시장에도 새로운 환경이 나타날 전망이다. 

또한 최근의 제조 플랫폼은 제품 설계부터 생산 계획, 생산 엔지니어링과 실행, 사후 서비스까지 전체 제조과정을 통합한 플랫폼으로 진화하면서, PLM은 새로운 디지털 기술인 IoT, AI, VR/AR, 클라우드 컴퓨팅같은 기술과 연계하여 새로운 패러다임을 만들어 내고 있다. 인더스트리 4.0과 스마트 공장은 단지 시작에 불과할 지도 모른다.

특히 2020년은 새로운 변화가 시작하는 해이다. ‘PLM 베스트 프랙티스 컨퍼런스 2020’은 9월 16일부터 17일 양일 동안에 처음으로 온라인 개최를 할 예정이다. 온라인 콘퍼런스를 계기로 다양한 PLM 관련 애플리케이션의 통합 환경과 표준 그리고 공동 대처 방안 전략 등에 대한 논의가 시작되기를 희망한다.