[특집] 로보틱스 시장 전망과 도입의 이점

로보틱스 트렌드 ①
  • 2017년 08월호
  • 김영학 기자, yhk@elec4.co.kr

미래를 예측하기란 어렵다. 그럼에도 분명히 알 수 있는 것이 몇 가지 있는데, 그 중 하나가 바로 로봇이 비즈니스와 생활 전반에서 중요한 역할을 하게 될 것이라는 점이다.

시장조사 기관인 IDC(International Data Corporation)에 따르면, 로보틱스(Robotics)와 관련 서비스의 전 세계 지출은 2016년 915억 달러에서 2020년 1,880억 달러로 2배 이상 증가할 것으로 전망된다. 이는 로봇 시스템, 시스템 하드웨어 및 소프트웨어, 로보틱스 관련 서비스, 애프터 마켓용 로보틱스 하드웨어 등의 지출 관련 데이터 외에 상업용 드론 및 애프터 마켓용 드론 하드웨어의 구입 데이터가 포함돼 있다.

IDC Manufacturing Insights의 존 산타게이트(John Santagate) 리서치 매니저는 “로보틱스 시장은 엄청난 성장을 하고 있다. 이는 기술 향상과 시장에서의 채용 증가가 결합되면서 촉진된 것”이라며 “로보틱스 분야에서 혁신을 이끄는 기업들은 다양한 작업 수행이 가능한 로봇을 제공하고 있으며, 이는 로보틱스가 더욱 광범위한 산업에서 활용될 수 있는 기반을 제공하고 있다”고 말했다.

2016년 전 세계 로보틱스 관련 소비의 절반 이상은 제조업이 차지했다. 구체적으로, 조립 제조(Discrete Manufacturing)가 31%, 공정 제조(Process Manufacturing)가 28%를 차지했다. 이러한 추세는 두 제조 분야에 2020년까지 약 1,100억 달러의 투자가 진행되면서 큰 변화 없이 유지될 것으로 보인다. 조립 라인에서 선도적인 로보틱스 활용 사례는 조립, 용접, 도장 부문이며, 공정 제조에서의 활용 사례는 주로 믹싱(Mixing) 부문이다.

2016년 제조업 다음으로 로보틱스에 대한 지출이 가장 컸던 3개 산업은 자원 산업(80억 달러), 컨수머 산업(65억 달러), 헬스케어 산업(45억 달러)이었다. 이들 산업은 2020년까지 컨수머 산업 부문의 지출이 높아지면서 자원 산업 부문과의 격차가 좁혀질 것으로 예상되지만, 예측 기간 동안 그 순위를 유지할 것으로 전망된다.

패키지 작업과 같은 모든 산업에 공통적으로 활용되는 분야에서 로보틱스 지출은 5년의 전망 기간 동안 상위 수준을 유지할 것으로 전망된다. 2015년부터 2020년까지 가장 가파른 성장세를 보일 것으로 기대되는 산업은 컨수머, 헬스케어, 유통 부문이다.

IDC Manufacturing Insights에서 로봇 분야를 담당하고 있는 징빙장(Jing Bing Jang) 리서치 디렉터는 “로보틱스는 이제 산업 트랜스포메이션의 필수불가결한 부분으로, 선진시장과 신흥시장 모두에서 운영상의 민첩성과 효율성을 강화하는 데 중요한 영향을 끼치고 있다”면서 “일반적인 산업에서 로보틱스의 채용이 빠르게 증가하고 있으며 선두 공급업체 중 일부는 지난 몇 년간 자동차 산업을 대상으로 두 배 이상의 연평균 성장률을 보였다”고 말했다. 

고속 성장이 예상되는 로보틱스 분야는, 기업의 생산 프로세스를 혁신적으로 바꿀 수 있는 계기를 마련하지만 초기 투자비용 등이 부담스러워 도입을 꺼려하는 경우가 많다. 또한 도입을 결정하더라도 구체적으로 무엇을 할지 모르는 경우가 태반이다. 이와 관련해 보스턴컨설팅그룹(BCG: Boston Consulting Group)이 2017년 6월 14일 발표한 보고서 ‘Gaining Robotics Advantage’(Meldon Wolfgang, Vladimir Lukic, Alison Sander, Joe Martin, and Daniel Kupper)는 로보틱스 분야를 둘러싼 환경과 그 도입을 통해 얻을 수 있는 이점에 대해 상세히 소개하고 있다.

로보틱스의 이점 확보 

로봇 시장은 기대 이상으로 빠르게 성장하고 있다. 보스턴컨설팅그룹(BCG)에 따르면, 2014년에 분석한 2025년 세계 로보틱스 시장은 670억 달러 규모였다. 하지만 2017년에 분석한 결과는 2025년 세계 로보틱스 시장 규모는 870억 달러로 200억 달러 증가했다.

2014년과 2017년의 예측 차이는 많은 요인에 기인한다. 먼저, 2014년에서 2015년까지 불과 1년 만에 민간 투자가 3배 증가했다. 이러한 관심의 급증은 많은 관찰자의 예상보다 훨씬 광범위한 산업 및 애플리케이션에서 사용을 가능하게 해 결국 가격 하락과 기술 발전으로 이어진다. 미래지향적인 기업의 과제는 끊임없이 변화하는 기술과 필요한 기술을 갖춘 기술자의 부족을 고려해 로보틱스를 통해 경쟁력을 확보하는 방법을 찾는 것이다.


로보틱스 시장은 예상보다 빠르게 성장하고 있다. 〈출처: BCG〉

산업과 국방 부문은 로보틱스 기술의 얼리 어답터였다. 로봇은 더럽고, 둔하고, 반복적이면서 위험한 곳에서 매우 높은 정확도를 요구하는 작업에 적합하다. 게다가 로봇은 최근 가격 하락, 빨라진 CPU 성능, 향상된 안전성, 쉬워진 프로그래밍으로 거의 모든 부문에 접근할 수 있게 됐고, 인간과 함께 작업할 수 있는 환경으로까지 이어지고 있다.

앞으로도 유통, 헬스케어, 식품가공, 광업, 수송, 농업 등의 산업에서 향후 수년간 급진적인 로보틱스의 변화를 경험하게 될 것이다. 2016년 로보틱스 분야는 소비자 중심의 애플리케이션으로의 급격한 변화와 컨수머 분야에서의 로보틱스 회사의 급격한 증가를 경험했다. 오늘날의 로봇은 바닥 청소, 자녀 지도, 감시 및 보안 서비스를 제공하고, 사랑하는 사람을 위한 동반자나 가사도우미 역할을 할 수도 있다.
만약 기업이 처음으로 로보틱스 도입을 고려하고 있는 상황에서 역량이 부족하거나 훈련을 받지 않은 직원 또는 현장에서 개발자를 무시하는 행위 등은 초기 투자를 실패하게 만드는 것이다.


소비자 분야의 로보틱스 회사 수는 최근 몇년간 급격히 증가했다. 〈출처: BCG〉

발달된 능력, 새로운 기회

새로운 기능과 애플리케이션은 로보틱스의 이동을 견인한다. 오늘날 로봇은 음성, 언어인식, 대용량 데이터 액세스, 독립적으로 정보를 처리하는 알고리즘, 학습 능력, 이동성과 조작성, 발달된 센서 그리고 환경과 상호작용할 수 있는 기능을 갖추고 있다. 그들은 유연성, 속도, 기교를 얻었으며 육류를 절단하고, 처방전을 분류하고 채우며, 창고 주문을 처리하고, 포장하거나 과일과 채소를 인간의 손보다 훨씬 빠르고 정확하게 수확할 수 있는 정밀 로봇의 길을 개척했다.

기술의 발전과 가격 후퇴의 조합은 수많은 새로운 용도를 위해 널리 적용할 수 있는 로봇을 만들게 한다. 기업가들은 이 부분에 주목하고 있다. 2012년 이후, 새로운 로보틱스 회사의 40%는 컨수머 분야에서 활동하면서 군용, 상업용, 산업용 분야를 앞질렀다.

소비자가 구매를 시작하면 모든 분야에서 효과를 느낄 것이다. 사람들이 일상생활에서 로봇 진공청소기부터 잔디 깎기 로봇에 이르기까지 모든 것을 수용하는 로봇을 더욱 많이 받아들일수록 더 많은 로봇을 요구하게 될 것이다. 이는 더 많은 투자 자본을 끌어들이고 로봇 성능을 발전시킨다. 로봇이 점점 인간과 비슷해짐에 따라 헬스케어와 노인 간호와 같은 하이터치 분야의 노동력을 보강하거나 대체하기 시작할 것이다.

이러한 변화의 영향은 엄청날 것이다. 선진국과 신흥국의 노동 비용 차이는 기업의 운영체제를 결정하는 기업에게는 중요한 요소가 아니다. 왜냐하면 로봇으로 노동 대체가 가능하기 때문이다. 이러한 경향은 많은 산업 분야에서 역동성을 변화시킨다.

로보틱스 도입에 따른 이점을 얻는 방법 

로보틱스를 통해 이점을 얻으려면 기술을 활용해 경쟁으로부터 기업을 차별화하고 지속가능한 경쟁 우위를 확보할 수 있는 혁신적인 방법을 찾아야 한다. 이것은 인간 작업자와 기계의 혼합으로 가장 크게 투자를 회수하는 스위트 스폿(Sweet Spot: 최고로 좋은 시기나 부분. 최적화된 상태)을 확인하거나 완전히 새로운 비즈니스 모델을 만드는 것을 의미할 수도 있다. 그러나 종종 어디서 어떻게 시작해야 하는 지를 아는 것 자체가 가장 큰 장애물이 될 때가 있다. 이에 BCG는 다양한 산업 분야에서의 경험을 토대로 기업을 발전시키는 데 도움이 되는 프레임워크를 개발했다. 이 프레임워크는 6가지 지침을 제공한다.


BCG의 로보틱스 이점 확보를 위한 방법을 설명한 프레임워크 〈출처: BCG〉

잠재적 영향 지점을 확인하라
기업은 비용 절감, 생산성 향상, 성능 향상, 위험 감소, 기술 부족 또는 인력 변동 문제를 해결함으로써 로보틱스가 가치를 창출할 수 있는 비즈니스 영역을 찾아야 한다. 임금이 높고 로봇이 노동을 완전히 대체할 수 있는 세계에서는 비용 절감 효과가 가장 클 것이다. 반복적이거나 위험한 작업이 필요한 영역 또는 유연성, 속도 또는 정밀도가 필요한 작업은 로보틱스와 자연스럽게 부합된다. 예를 들어, 수술용 로봇 다빈치(da Vinci Surgical System)를 도입하면 의사는 로보틱스와 3D 비전 시스템을 통해 수술을 수행할 수 있다.

광업에서는 자동화된 시추와 운반은 원격지에서 필요한 근로자의 수를 줄이고 안전성을 높이며 자산 활용도를 높일 수 있다. 리오 틴토(Rio Tinto)는 미래의 광산(Mine of the Future) 프로그램으로 최대 규모의 민간 로보틱스 시설을 구축했다.

인력 부족을 겪고 있는 분야도 잠재력이 있다. 일본에서는 로봇이 간호 및 노인 간호를 제공할 수 있는 방법을 모색하고 있다. 로봇은 만성적으로 높은 결근율로 고통 받고 있는 지역의 직원 배치와 운영을 향상시킬 수 있다.

로봇은 단순 반복적인 작업을 수행할 수 있다. 예를 들어, 미국에서 웬디스(Wendy’s)와 다른 패스트푸드 체인점들은 자동 주문 키오스크(Kiosk)를 설치해 인력을 줄였다. 하지만 인간의 노동을 일부 대체하는 것 외에도 로봇과 함께 일함으로써 직원의 생산성을 높일 수도 있다. 협동 로봇(Collaborative Robot) 또는 코봇(Cobot)은 무거운 것을 들어 올리고 인간이 할 수 있는 것보다 빠르게 정밀한 작업을 수행할 수 있다. 지루하고 성가시거나 반복적인 작업에서 근로자를 해방시킴으로써 로봇은 노동자의 생산성뿐만 아니라 직업 만족도를 향상시킬 수 있다.

전략적 의사결정에 로봇을 통합하라
비즈니스에 로보틱스를 추가하는 것은 자본 투자뿐만 아니라 전략적 결정이기도 하다. 따라서 인력 수준, 제품 구성, 제조 공간, 비즈니스 모델의 다른 측면에 대해 다시 생각해보고 근본적으로 변경해야 한다. 또한 경영자는 로보틱스가 회사의 브랜드, 운영 및 판매에 어떻게 영향을 미치는지 고려해야 한다.

예를 들어, 현지 시장과 가까운 곳에 로보틱스를 갖춘 공장을 건설하는 것은 대응시간을 단축하고 제품을 현지인의 취향에 맞게 미세 조정하는 방법으로 적합할 수 있다. 또는 생산을 낮에는 인간이, 밤에는 로봇이 2교대로 나누면 초과 근무, 감독 및 에너지 비용을 줄일 수 있다. 로봇이 많은 일을 하는 시설에서는 우선순위가 다르다. 예를 들어, 전기 요금, 시장 근접성, 프로그래머에 대한 액세스보다 근로자의 접근성이 덜 중요해질 수 있다.

나이키(Nike)는 장기적인 전략에 로보틱스를 포함시키면서 북미지역으로 돌아와 더 많은 생산을 창출하고 있다. 생산 지연과 해외 생산의 공급 체인 비용 상승에 지친 나이키는 인건비 상승을 상쇄하기 위해 로봇과 자동화를 활용할 계획이다. 독일의 아디다스(Adidas)는 자동화를 통해 맞춤형 제품을 빠르게 생산할 수 있는 공장을 구축하는 미래지향적인 전략을 추구하고 있다.


▲ 나이키는 미국 내 로봇 공장 설립을 추진하고 있다. 사진은 2016년 5월에 문을 연 벨기에의 나이키 유로피안 물류 캠퍼스 〈출처: 나이키〉

지금 생각하고 행동하라
신기술과 관련해 타이밍은 시장 리더십에서 매우 중요하다. 로보틱스와 자동화가 특정 가격, 성능 그리고 채택 임계점을 넘어설 때, 노동의 전환점이 가까워질 수 있다. 첫 번째 동력은 성공적인 얼리어댑터에게 발생하는 높은 수익과 같은 불균형한 점유율을 확보하는 것이다. 로보틱스의 채택이 확산될수록 그 혜택은 줄어들게 된다.

그리고 자동화를 운영에 통합하는 데에는 시간이 오래 걸릴 수 있기 때문에 경영진은 관점, 테스트 그리고 파일럿 로보틱스 애플리케이션을 개발하고 공장 바닥에 디지털 공급망 구축을 포함한 인프라에 투자해야 한다. 그 동안, 회사는 경쟁하는 산업 분야를 면밀히 모니터링하고 적합한 타이밍에 결정적으로 움직여야 한다.

아마존은 2012년 창고용 로봇을 만드는 키바 시스템스(Kiva Systems)를 인수하면서 선점효과를 누렸다. 한때 키바의 고객이었던 아마존은 로봇 제조사인 키바를 인수해 창고 및 서비스 센터 네트워크의 생산성과 마진을 향상시켰다. 이로 인해 아마존은 저비용을 유지하고 신속한 배송 기능을 확장해 나갈 수 있었다. 시장에서는 키바의 대안이 나오기까지 5년이 걸렸다. 그때까지 아마존은 경쟁사들을 뛰어 넘었고, 경험이 풍부한 로보틱스 팀을 만들었으며, 기업의 지속가능한 우위를 점할 수 있었다.


아마존은 키바 시스템스를 인수한 후 자사 물류 창고에 로보틱스 시스템을 도입했다. 〈출처: 아마존〉

구입할지, 구축할 지를 분석하라
입증된 상용 로보틱스 애플리케이션은 신속하게 작업을 할 수 있지만, 경쟁 제품을 포함해 모두가 사용할 수 있다. 예를 들어, 쿠카(Kuka)는 몇 주 안에 준비를 마칠 수 있는 로봇 팔, 미리 구성된 컨트롤러, 운영자 컨트롤 유닛, 소프트웨어가 포함된 로보틱스 키트인 레디 팩(Ready Pack)을 제공한다. 이러한 방식에 대한 대안은 기업의 특정 작업에 맞춘 로보틱스 솔루션에 투자하는 것이다. 맞춤형 솔루션은 산업의 역동성을 근본적으로 혼란에 빠트릴 수 있고 장기적인 차별화 요인을 제공할 수 있다.

취해야 할 방향에 대한 결정은 소싱 옵션으로 이어질 수 있다. 대부분의 기업은 로보틱스 장비가 필요하기 때문에 기존의 장비 공급자를 넘어설 필요가 있다. 하지만 로보틱스 공급 업체조차 개별 회사 또는 세세한 특정 요구 사항을 충족시키는 솔루션을 준비하지 못하기 때문에 맞춤형 솔루션이 필요하다.


▲ 쿠카 로봇은 로봇, 컨트롤러, 조작장치, 소프트웨어 등을 패키지한 레디 팩을 출시, 서비스하고 있다. 사진은 쿠카의 LBR iiwa 로봇 〈출처: 쿠카〉

노동력을 개발하라
로보틱스의 잠재력을 완전히 개방하려면 국가는 인력을 재교육하거나 기술을 향상시켜야 한다. 오늘날의 근로자는 일반적으로 로보틱스 설치, 프로그래밍, 운영, 유지보수에 대한 교육이 부족하다. 전 세계의 일부 정부, 대학, 직업학교, 기술 지도자 그리고 제조업체는 문제를 적절히 해결하지 못했다. 또한 STEM 이니셔티브(과학, 기술, 공학, 수학 분야의 전문 코스)와 로보틱스에 관련한 특정 학위를 보유한 대학의 조기 교육의 일부 진전에도 불구하고 능력에 대한 격차는 여전히 남아 있다.

미국은 다른 국가에 비해 노동자 개발에서 뒤떨어져 있다. 2014년 미국은 공개적으로 GDP의 0.03%만 노동 훈련에 지출했다. OECD 회원국과 비교해볼 때, 대표적으로 덴마크는 회원국 중 가장 많은 비중인 GDP의 0.52%를 노동자 교육에 투자했다. 로보틱스 교육에 대한 미국의 투자도 마찬가지였다. 많은 국가에서 전략 계획에 로보틱스 교육을 포함시키고 있다. 한국의 경우 21세기 프런티어 사업, 일본의 로봇 혁명 이니셔티브, 네덜란드의 기술 협약 2020 등은 로보틱스 훈련을 위한 조항을 포함하고 있다.

선택할 수 있는 조건이 되지 않는다면, 기업은 로보틱스 애플리케이션을 설치, 프로그램, 운영, 유지관리하기 위해 직원을 교육시켜야 한다. 수요가 높은 고부가가치 기술을 습득하면, 이들을 유지하는 것은 또 다른 과제가 된다. 로봇이 가치가 낮고 반복적인 작업을 수행함으로써 남은 작업은 더 복잡하고 덜 구조적인 것들이며, 작업자는 이러한 작업을 성공적으로 수행하기 위한 새로운 기술을 필요로 하게 된다.

애플의 아이폰 제조를 담당하고 있는 폭스콘(Foxconn)은 로보틱스 전문 기술을 포함해 특정 분야의 직원들 사이에 기술 격차가 존재하고 있음을 인식했다. 폭스콘은 공정에 더 많은 로봇을 도입하게 되면 문제가 점점 커져 위협적이 될 수 있다는 난관에 봉착했다. 이 문제를 해결하기 위해 현지 대학과 파트너십을 맺고 근로자가 필요한 기술, 특히 공학을 습득할 수 있도록 했다.

공공 정책을 형성하라
로보틱스를 제작하거나 사용하는 기업들은 안전, 책임, 사회적 영향, 교육 및 훈련을 위한 자금과 관련한 문제에 대해 커뮤니티, 교육자, 지방 정부, 정책 입안자와 협력해야 한다. 테이블이 마련돼 자리에 앉으면, 로보틱스의 최전선에 있는 기업들은 규칙을 정의하고 프로세스를 확실히 하며 산업과 사회에 차별 없이 필요한 모든 것을 대변할 수 있다. 예를 들어, 구글(Google), 우버(Uber), 리프트(Lyft), 볼보(Volvo), 포드(Ford)는 미국 내 자율주행 자동차에 대한 연방 표준을 제정하기 위해 2016년 4월에 도로안전을 위한 자율주행 연합(Self-Driving Coalition for Safer Streets)을 설립했다.

공공장소에서 작동하는 로봇에 대한 정책을 수립하는 것 외에도 기업은 협업 로봇이 널리 퍼짐에 따라 직장 내 안전 요구사항 확립에도 참여해야 한다. 로봇이 더욱 안전해짐에 따라 인증 프로세스가 더 빠르고 덜 번거롭게 되어(특히 유럽에서) 자동화 분야의 발전이 촉진될 것이다.

종합적으로, 위의 가이드라인은 전략적, 규율적, 실용적인 방법으로 로보틱스에 접근하는 데 도움을 주기 위한 것이며, 장기적이고 지속 가능한 로보틱스의 이점을 달성할 수 있는 가능성을 향상시킬 것이다.

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