관세, AI 및 로봇 공학: 적층 제조의 미래 트렌드

애디티브 스낵 팟캐스트의 매력적인 에피소드에서 진행자 파비안 알레펠드는 제조 기술 협회의 회장 더그 우즈와 폭넓은 대화를 나눴습니다.

이 토론에서는 우즈의 제조업에 대한 폭넓은 배경, 인공지능(AI) 및 로봇공학 같은 기술의 혁신적 잠재력, 옴니버스의 혁신적인 개념, 공급망과 리쇼어링의 변화하는 글로벌 지형에 대한 논의가 이루어졌습니다.

가족의 뿌리에서 업계 리더십까지: 더그 우즈의 제조 여정

더그 우즈가 제조업계에 뛰어든 것은 그가 적극적으로 원해서라기보다는 '선택된' 운명에 가까웠습니다. 1920년대 초 독일의 블랙 포레스트 지역에서 이민을 온 할아버지가 1947년 뉴욕 로체스터에서 금형 회사를 공동 설립하는 등 그의 가족사는 공구 및 금형 분야에 깊숙이 뿌리내리고 있습니다. 이 회사는 1977년까지 직원 1,200명, 매출 1억 5천만 달러로 성장하며 코닥과 제록스 같은 거대 기업이 있던 로체스터의 제조업 중심지에서 번창했습니다.

우즈는 정밀 가공, 기계 재건, 금형 제작, 금속 스탬핑, 누출 테스트 시스템, 자동화 회사 등 가족 사업의 다양한 부서에서 일했습니다. 우즈는 15세 때 할아버지가 전략적으로 선택한 툴링 부서에서 정식으로 일을 시작했는데, 이를 통해 탭과 캡 헤드 나사부터 인서트까지 제조업의 언어를 배우고 직원들과 교류할 수 있었습니다. 이러한 실무 경험은 학교와 대학 시절 여름방학 내내 계속되었습니다. 제조의 모든 측면을 일찍부터 포괄적으로 접한 덕분에 그의 관점과 리더십이 형성되었습니다.

인력 문제와 업스킬링의 힘

할아버지 시절부터 현재까지 우즈의 경험에서 반복되는 주제는 숙련되고 훈련된 제조 분야 직원을 찾는 데 대한 끊임없는 도전입니다. 그는 기업이 외부의 솔루션만 기다릴 것이 아니라 견습 프로그램, 협동조합, 온라인 학습 플랫폼 활용 등을 통해 주도적으로 인력을 개발해야 한다고 강조했습니다.

우즈는 온라인 리소스, 증강 현실, 게임, AI가 개인에게 자격을 부여하고 자격증을 취득할 수 있는 새로운 길을 제공하면서 업스킬링에 사용할 수 있는 도구가 그 어느 때보다 발전했다고 믿습니다. 그는 적층 제조(AM)가 촉발한 '메이커 운동'이 새로운 인재를 제조 분야로 끌어들이는 데 중요한 역할을 하고 있다고 주장했습니다. 교육 기관에서 3D 프린터를 쉽게 접할 수 있게 되면 학생들은 초기 단계부터 혁신적인 제조 방법과 디자인 사고를 접할 수 있습니다.

제조 분야의 AI: 제너레이티브에서 에이전트까지

우즈는 첨단 AI 개발과 제조의 직접적인 연관성이 분명해진 엔비디아의 GTC 컨퍼런스 방문에서 얻은 인사이트를 공유했습니다. 그는 복잡한 AI 애플리케이션에 필요한 처리 성능을 구현하는 엔비디아의 블랙웰 칩을 게임 체인저로 꼽았습니다.

논의된 두 가지 주요 AI 개념은 제너레이티브 AI와 에이전트 AI였습니다. AM에서 제너레이티브 AI는 센서(온도, 습도, 전력 소비량)의 수천 가지 변수를 분석하여 프로세스 개선을 제안할 수 있습니다. 에이전트 AI는 이러한 데이터를 기반으로 기계가 스스로 조정하여 모든 시나리오에 대해 사전 프로그래밍된 알고리즘 없이도 즉시 매개변수를 최적화할 수 있습니다. 이러한 기능은 제조업체가 수많은 상호 의존적 변수가 있는 복잡한 공정을 최적화하여 새로운 합금 개발 및 재료 구성을 모색할 때 매우 중요합니다.

옴니버스: 복잡한 제조 시뮬레이션 및 최적화

우즈는 기계, 장비, 공장 전체의 디지털 트윈을 통합하여 정확한 물리, 운동학, 화학을 갖춘 가상 세계에서 함께 작동할 수 있는 환경으로 엔비디아의 옴니버스를 설명했습니다. 이를 통해 수백만 사이클의 합성 데이터를 실행하여 공정을 최적화하고, 새로운 재료(예: 적층 제조용 파우더)를 개발하고, 대규모 자본 투자 전에 공장 레이아웃을 설계할 수 있습니다.

예를 들어 캐나다의 Kebo와 같은 회사는 AI와 자동화된 테스트 베드를 활용하여 새로운 요소를 발견하고 있으며, 이러한 테스트 베드는 Omniverse에서 가상으로 확장하여 연구 속도를 획기적으로 높일 수 있습니다. 이를 통해 비용이 많이 드는 물리적 실험 없이도 특정 조건에서 엔진 고장 지점을 시뮬레이션하는 등 신속한 프로토타이핑과 문제 해결이 가능합니다. 우즈는 이러한 기능이 2~3년 내에 더욱 보편화될 것으로 예상합니다.

로봇 공학: 산업용에서 휴머노이드까지

우즈는 로봇 공학을 전통적인 산업용 로봇과 새롭게 떠오르는 휴머노이드 로봇 분야로 분류했습니다. 산업용 로봇은 이미 제조업에 필수적인 요소로 자리 잡았으며, 자체적으로 AI를 기반으로 개선되고 있지만 휴머노이드 로봇은 인간의 손재주를 모방하고 인간 중심 환경에서 작동할 수 있는 잠재력으로 인해 큰 주목을 받고 있습니다.

휴머노이드 로봇의 개발은 센서 기술, 부품(모터, 드라이브) 소형화, 에너지 효율성 및 배터리 기술의 혁신을 주도합니다. 이러한 발전은 보철과 같은 의료용 애플리케이션을 포함한 부수적인 이점을 제공합니다. 제조 분야에서 휴머노이드 로봇의 광범위한 도입은 아직 멀었지만, 이 분야에 대한 투자는 여러 관련 산업 전반에서 발전을 가속화하고 있습니다. 3D 프린팅은 로봇 개발에 필수적인 복잡하고 가벼운 부품, 맞춤형 폼 팩터, 다중 재료 부품을 제작할 수 있게 해주는 핵심적인 역할을 합니다.

리쇼어링과 기술의 민주화

이 토론에서는 리쇼어링과 생산의 현지화라는 글로벌 트렌드에 대해서도 다루었습니다. 우즈는 코로나19 이전에도 리쇼어링은 주요 소비 시장인 미국에 더 가까운 곳에서 상품을 생산하려는 논리에 따라 진행되어 왔다고 주장했습니다. 지정학적 문제와 공급망의 취약성이 이러한 추세를 가속화했을 뿐입니다. 정부의 인센티브( CHIPS 법 등)와 인센티브(관세)는 국내 생산을 더욱 장려하는 것을 목표로 합니다.

센서, 로봇, 공작 기계, 적층 시스템, 소프트웨어 플랫폼의 비용 절감 등 기술의 민주화로 인해 현지화된 탄력적인 제조가 점점 더 실용화되고 있습니다. 이를 통해 저비용 노동 모델과 경쟁할 수 있는 첨단 제조 시설을 구축하여 지역 제조 허브를 육성할 수 있습니다. 적층 가공은 이러한 변화의 핵심 원동력으로, 주문형 생산을 가능하게 하고 기존 주조 공장에 대한 의존도를 낮추며 해군 함정이나 우주 정거장과 같은 원격지에서의 생산도 가능하게 합니다.

미래 탐색하기: 제조업체를 위한 조언

우즈는 변화하는 환경에 대응하고자 하는 기업과 개인을 위한 실용적인 조언을 제공했습니다. 그는 무역 협회, 대학, 혁신 센터를 통한 지속적인 학습의 중요성을 강조했습니다. 그는 새로운 기술을 채택할 때 "바다를 끓는 물"에 뛰어들지 말라고 조언했습니다. 대신, 기업은 3대 문제를 파악하고 이를 해결하기 위한 타깃 기술을 적용해야 하며, 작업 현장의 열정적인 챔피언부터 시작해야 합니다. 또한 자본 지출의 일부(약 10%)를 경쟁 우위를 제공할 수 있는 실험적인 기술로 '한계를 뛰어넘는' 데 투자할 것을 권장했습니다.

더그 우즈의 인사이트는 지능형 기술과 글로벌 생산의 전략적 재편으로 인해 중대한 변화의 정점에 있는 제조 산업의 모습을 그려냅니다. 기꺼이 배우고, 적응하고, 투자하려는 사람들에게는 엄청난 기회가 있습니다.

더그 우즈와 제조의 미래에 대한 그의 관점을 자세히 들어보려면 Additive Snack 팟캐스트 전체 에피소드를 들어보세요.