문병성의 슬롯 머신 효과 역사 이야기(63)
60년대 처음으로 제조 현장에 도입된 산업용 슬롯 머신 효과은 70년대에 여러 기술적 진보를 이루었다. 80년대에 이르러서는 슬롯 머신 효과 기술이 산업적으로 충분히 활용 가능할 정도로 발전했으며, 최종 수요자인 제조업체들도 슬롯 머신 효과 도입의 효과를 인식하고 있는 상황이어서, 상업적으로 충분한 시장을 확보하게 된 시기였다.
사실 80년대의 로봇에 대한 시각은, 로봇 시장에 뛰어든 제조 기업이나 로봇을 활용하려는 수요 기업 모두, 미래에 대한 기대로 긍정적인 관점이 주류를 이루고 있었기에, 산업용 로봇이 본격적으로 확산되기 시작하고 판매량도 급증했던 시기였다.
그래서 80년대에는 수많은 산업용 로봇 업체가 설립되고, 시장에 뛰어들어 치열한 경쟁 상황이 벌어졌는데, 과당경쟁의 양상을 보이면서 80년대 후반부터 일부 업체의 도태가 시작되었고, 결국 90년대에는 상당히 많은 로봇 업체가 퇴출되는 상황에 이르렀다. 그것은 우후죽순처럼 생겨난 로봇 기업들 간 경쟁의 결과이기도 했지만, 전세계를 휩쓴 경제 환경의 변화도 적지 않은 영향을 미쳤다.
특히 전세계 연간 슬롯 머신 효과 판매량은 1990년에 정점을 찍은 이래, 이듬해부터 급락하며, 시장이 급격히 위축되었는데, 1995년부터 어느 정도 회복해 가는 듯했지만, 90년대 후반기에 다시 판매량은 급감했다. 그것은 1992년 일본의 거품경제 붕괴와 1997년 아시아 금융 외환 위기와 같은 경제 상황들이 발생하면서 직접적인 영향을 미친 것이었다.
급격한 성장이 있었던 80년대와 달리, 전세계 판매량은 1990년의 정점 이후, 30% 가까이 급감하며 10년 가까운 시간 동안 정체기에 접어들었다. 사실 출하량의 감소폭으로만 보면, 2001년의 IT 버블 붕괴 때나 2009년의 리먼 사태때에 훨씬 큰 감소폭을 보이기도 했다. 그러나 이 두 시기는 모두 그 다음 해에 원래 수준으로 돌아간 일시적인 감소였고 본질적인 수요 감소는 아니었다.
그러나 90년대에는 감소폭은 오히려 작았지만 장기간의 정체기를 겪었는데, 이는 경제 환경 변화와 함께 지속되던 성장의 한계를 맞이한 제조업 자체의 변화와 경영 방식의 변화에 기인한 것이었다. 이런 변화는 설비나 자동화 투자에 대해서도 더욱 엄격한 기준을 적용하게 했는데, 로봇도 투자 목적의 타당성이나 투자 대비 효과의 엄격한 검증을 요구했고, 생산 설비로서 산업용 로봇의 도입도 위축될 수밖에 없었다.
이런 상황은 결국 많은 슬롯 머신 효과 기업이 도태되고 퇴출되는 결과를 가져왔다. 산업용 슬롯 머신 효과의 원조 국가였던 미국에서만 하더라도 80년대에는 50여개 가까운 기업이 산업용 슬롯 머신 효과시장에 뛰어들었지만, 파산과 합병으로 90년대에는 극히 소수만이 살아남았다. 대표적인 사례로 유니메이션을 인수했던 웨스팅하우스가 1989년에 슬롯 머신 효과 사업을 매각하면서 시장을 떠났고, 90년에 신시내티 밀라크론은 ABB에 합병되었다. 또한 80년대에 GM과의 합작으로 설립되어 미국에서 압도적인 점유율을 보였던 GM-화낙은 1991년에 GM이 지분 전량을 화낙에 넘기면서 일본 화낙의 자회사로 미국 시장에 남았다. 결과적으로 이 시기에 산업용 슬롯 머신 효과 시장에서는 유럽의 ABB와 쿠카, 그리고 일본의 화낙과 야스카와의 4강 체제가 구축된 시기였다.
물론 일본에서도 적지 않은 로봇 기업의 퇴출이 있기는 했지만, 일본 산업용 로봇의 전세계 시장 점유율이 70% 이상을 차지하던 시기였기 때문에 여전히 일본에는 많은 기업들이 살아 남았었다. 예를 들어, 화낙과 야스카와 외에도 가와사키와 후지코시가 자동차 산업을 중심으로, 미쯔비시, 덴소, 세이코 엡손 그리고 야마하 같은 기업들은 전기전자 조립산업을 중심으로 성장을 계속 해 나갔다.
특히 일본의 로봇 기업들은 일본 제조업체들의 해외 생산 확대에 따른 현지 공장용 로봇의 출하 증가에 큰 도움을 받아, 미국기업 만큼 많은 퇴출이 이루어지지는 않았다. 오히려 살아남은 일본 로봇 기업은 아시아는 물론 유럽으로까지 판매망을 넓혀 나갔고, 신시내티 밀라크론을 인수하며 미국 시장 진출의 교두보를 마련한 ABB와 같이 유럽 기업들도 미국 시장과 아시아 시장으로 확대하며, 산업용 로봇 시장의 글로벌화가 진행되고 있었다.
그런데, 시장의 정체와 함께 많은 슬롯 머신 효과 기업들이 퇴출되던 90년대의 상황은 오히려 산업용 슬롯 머신 효과에 대한 기본 가치를 더욱 심도있게 검토하는 기회를 만들어 주었다. 특히 경쟁력이 약한 기업들의 퇴출 이후, 살아남은 기업들의 슬롯 머신 효과들은 현실의 생산 기계로서 어느 정도 성숙한 수준에 이른 것이었다. 그것을 다른 측면에서 보면, 생존 기업들의 슬롯 머신 효과 간에 기계적인 기능과 성능의 수준 차이는 작아졌다는 것을 의미했다.
이런 상황에서 PC와 인터넷이 광범위하게 보급되면서 정보화가 급속히 진행되었는데, 이를 기반으로 한 제어 기술과 정보처리 기술의 활용이 슬롯 머신 효과들 간의 경쟁력을 좌우하게 되는 기술이 되기 시작했다. 즉, 80년대의 슬롯 머신 효과은 기계나 전기 기술을 중심으로 한 기계 제품으로서의 진화가 이루어졌다면, 90년대에는 이에 더해 소프트웨어 기반의 정보 처리와 전자 제어 기술의 발전으로 슬롯 머신 효과의 완성도가 더욱 높아져 갔던 시기였다. 이렇게 90년대는 새로운 구조나 신기술의 슬롯 머신 효과 등장보다는, 정보화 기술을 기반으로 속도, 정확도의 향상과 같은 생산 기계로서 완성형에 가까운 수준으로 발전하는 기회를 만들어 주었다.
또한, 슬롯 머신 효과 기업들은 자사 슬롯 머신 효과의 경쟁력을 시스템으로서의 가치를 추구하는 방향으로 발전시키기도 했다. 80년대에 이미 오토매틱스와 같이 슬롯 머신 효과을 적용한 공정 시스템의 종합적인 자동화 솔루션 기업이 등장하기도 했지만, 90년대에 생존한 슬롯 머신 효과 기업들은 자동화 시스템 구축이나 운용에 관련된 각종 요소 기술과 서비스 개발의 비중을 높여 나가기도 했다.
이로서 슬롯 머신 효과은 단품의 생산 기계가 아닌 FA(Factory Automation) 시스템화의 일부로, 전체 FA 솔루션을 지원할 수 있는 기능을 갖춘 슬롯 머신 효과으로 발전해 나갔다. 이는 정보화와 함께 시각 센서나 역각 센서뿐만 아니라 생산 설비를 통합할 수 있는 네트워크 연결 기능을 탑재함으로서 가능 해졌다.
다른 한편, 슬롯 머신 효과 기업들은 적용 산업군에 더욱 특화된 슬롯 머신 효과으로 개량하며 진화해 나가기도 했다. 그래서 자동차 산업을 중심으로 하는 중대형 슬롯 머신 효과 전문 업체와 전기전자 산업의 조립이나 피킹 용도를 중심으로 하는 중소형 슬롯 머신 효과 전문 업체로 분화하는 모습을 보여주었다.
또 범용형 슬롯 머신 효과이 아닌 용접 전문이나 수지 성형기의 취출 전문 슬롯 머신 효과과 같은 용도 특화형 슬롯 머신 효과 사업의 흐름도 가속화되었다. 90년대의 반도체 웨이퍼나 평면 패널 디스플레이 산업의 발전에 따라 공급량이 급격히 늘어난 클린룸용 반송 슬롯 머신 효과도 이 시기에 주목받은 용도 특화형 슬롯 머신 효과이었다. 80년대 후반에 처음 등장한 클린룸용 슬롯 머신 효과은 비교적 단순한 작업을 위한 슬롯 머신 효과이기는 했지만, 슬롯 머신 효과 자체에서 기계의 마모 가루 같은 이물질이 나오지 않는 구조나 작업면에 이물질이 떨어지지 않도록 하는 등의 특수한 기계적 설계가 필요했다.
가장 범용적인 구조인 수직 관절형 슬롯 머신 효과은 고속, 고정밀화가 이루어지고, 용도에 따른 다양한 변형으로 진화하기도 했다. 슬롯 머신 효과의 작업 환경에 따라 축수나 슬롯 머신 효과 팔의 길이, 가반하중 등이 서로 다른 다양한 사양의 슬롯 머신 효과들이나, 활용 용도에 따라 제어 능력이 다른 슬롯 머신 효과들이 등장했다.
예를 들어 아크 용접이나 실링 등에서는 궤적의 정밀도가 중요했지만, 스팟 용접이나 조립, 그리고 픽 앤 플레이스 작업에서는 정지 정밀도나 고속 이동이 요구되었기 때문이었다. 이런 로봇의 고정밀화나 고속화, 그리고 기계적 강성의 가변 제어는 기계 구조의 연구만으로는 실현할 수 없는 어려움이 있다. 그런데, 동작 모델의 연구와 함께 연산 능력이 급격히 향상된 마이크로프로세서나 PC를 내장한 로봇 컨트롤러의 소프트웨어적 제어와 보상으로 가능해졌으며, 이로서 기계적인 설계의 자유도도 확장되었다.
PC 기반 컨트롤러의 도입은 네트워킹을 통한 FA 시스템 구축, 즉 전체적인 생산 설비의 통합화에도 도움을 주었다. 80년대의 산업용 슬롯 머신 효과은 주로 I/O 접속에 의한 ON/OFF 신호의 전송 정도로 외부기기와의 연결이 이루어졌다.
그런데, 제조 자동화를 위한 산업용 네트워크로 필드버스(Filed Bus)인 모드버스(Modbus)가 80년대에 개발되었고, 90년대에 이르러 프로피버스(ProfiBus) PA, CC-링크(Link) 등이 등장하며 더욱 확산되었다. 90년대의 슬롯 머신 효과들에 필드버스가 탑재되기 시작하면서 다른 생산설비와의 정보 통신 능력이 향상되었고, 고도의 자동화로 발전할 수 있는 가능성을 높여 주었다.
PC 기반 컨트롤러의 도입은 프로그래밍 방식의 변화도 가져왔다. 초기부터 사용되던 티칭 펜던트를 이용한 온라인 프로그래밍 방식과 더불어, 컴퓨터 상에서 슬롯 머신 효과의 움직임을 시뮬레이션하고 프로그램을 작성하는 오프라인 프로그래밍(OLP) 시스템이 널리 보급되기 시작했다.
80년대에 CAD 시스템이 보급되면서 3D 모델링 기술이 발전했고, 이를 슬롯 머신 효과 시뮬레이션에 활용하려는 시도는 OLP의 등장으로 나타났다. 그러나 OLP는 90년대가 되어서야 기술적으로 성숙해졌고 본격적인 보급 확대도 이뤄졌다. 이렇게 90년대는 PC의 확산과 정보화 요구에 따라 산업용 슬롯 머신 효과도 컨트롤러의 연산 능력이 크게 향상되었고, 정보처리, 전자제어 기술, 그리고 소프트웨어 기술이 크게 발전하며 슬롯 머신 효과의 완성도가 더욱 향상되던 시기였다.
<필자:문병성 moonux@gmail.com>
필자인 문병성은 금성산전, 한국휴렛패커드, 애질런트 테크놀로지스, 에어로플렉스 등 자동화업계와 통신업계에 30년 이상 종사했으며, 최근에는 로봇과 인공지능 등 신기술의 역사와 흐름에 관심을 갖고 관련 글을 매체에 기고하고 있다.