3D 프린터가 이끄는 제조업 혁명
3차 산업혁명은 물론 4차 산업혁명을 이끌 적임자
인류는 수 천년 동안 살아오면서 채취, 농사, 수렵 등을 통해 자급자족하고, 일부 필요한 물건들은 개인 단위로 물물교환을 하며 살아왔다. 인류가 지금과 같이 필요한 물건들을 구매하며 분업화하기 시작한 산업혁명 이후이다. 산업혁명 후 인류는 석탄 등의 원료로 동력을 더욱 쉽게 사용하게 되면서 생산설비의 기계화를 이뤘고, 나아가 제조업 혁명을 이루어 내게 된다. 이후 화학, 전기, 석유 분야를 중심으로 이루어진 2차 산업혁명에서는 컨베이어벨트 시스템이 도입되어 대량생산 체제를 완성하였다. 이후로 공장에서 대량으로 생산하는 제품들을 사용하며 살아갈 수 있게 되었다. 이후 정보통신 및 전자분야의 발전으로 ICT 및 제조업의 융합, 결합 등이 이루어지는 현재의 시기가 3차 산업혁명의 과도기라고 볼 수 있다.
IT가 몰라보게 발달하고 개인의 소비 패턴 및 성향이 다양해지면서 기존의 제조업 패러다임도 새로운 형태로 바뀌어 가고 있다. 기업이 제품을 개발하고 대량으로 생산해 소비자가 소비하는 형태였다면, 최근에는 소비자가 제품 개발과정에서 많은 목소리를 낼 수 있다. 소품종 대량생산 시스템의 대표적인 업종인 자동차 업계도 제한적이긴 하지만 하나의 모델에 다양한 추가 사양을 고객이 직접 선택하여 ‘선주문 커스터마이징’ 형식으로 소비자의 기호에 부응하고자 하고 있다. 인테리어 소품 같은 경우는 소비자의 기호가 더욱 다양하게 반영되는 분야로, 형태나 색상 등 소비자의 다양한 입맛에 맞춰 제작되고 있다.
이러한 소비행태를 반영하여 3D 프린터 산업은 ICT를 활용한 다품종 소량생산을 추구하는 제3차 산업 혁명을 가져올 전망이다. 기존 대량생산 체제에서 수용되지 않는 개인들의 수요가 IT 기술과 결합돼 저렴한 비용으로 다품종 소량생산을 구현하고, 이를 통한 고부가가치 창출이 가능해졌다.
이미 많은 제조 업체들이 가치 창조 프로세스와 유통시스템에 있어 극적인 변화를 겪었고 지금도 변화가 이루어지고 있다. 기존에는 생산자들이 공장에서 생산을 하고, 유통업체들이 배달 및 판매를 하고, 소비자들이 소비를 하는 과정이 철저하게 구분되어 있었지만 ‘온라인 마켓’이 등장하면서 유통이라는 중간 단계가 일부 온라인으로 흡수해 되어 버렸다. 이후 소셜 커머스 업체들이 유통 단계를 없애는 혁신을 이루어냈지만 여전히 생산과 소비의 단계는 존재한다. 그러나 이제는 생산마저 3D 프린터로 디지털화 되면서, 소비 이전의 과정은 ‘도면’으로 대표되는 컨텐츠의 생산으로 축약되고, 소비 시점에서 생산하는 것이 가능하게 되었다. 이제는 멀리 있는 곳에 가서 쇼핑을 할 필요 없이 필요할 때 바로 3D 프린터를 켜고 만들어 쓰면 되기 때문이다.
주변에서 쉽게 응용이 가능한 사례를 하나 소개한다. 외국에서 본 캐릭터 피규어를 3D 스캐닝 프로그램을 이용하여 스마트폰으로 촬영 후 한국으로 보내면 3D 프린터로 뽑아낼 수 있다. 실제로 미국과 일본의 유명 캐릭터 업체들은 수 년 전부터 이런 일들을 우려하며 대비책을 기민하게 세우고 있다.
나아가 3D 프린터는 3차 산업혁명을 뛰어넘어 4차 산업혁명에서 꽃을 피울 것으로 예상된다. 제조업 4.0을 이끄는 독일을 비롯해 일본, 미국, 유럽연합 등 기존 제조업 분야의 강국들은 스마트 팩토리를 비롯한 제조업의 새로운 혁신을 이끌어 가고자 한다. 값싼 노동력이 제조업의 가장 큰 경쟁력이 되면서 제조업의 주도권은 중국이나 인도 등으로 옮겨갔다. 요즘에는 중국에 있는 공장의 수가 나머지 국가들에 있는 공장의 수보다 많다고 할 정도로 각종 산업의 핵심을 중국이 독점하고 있다. 최근 IT, 자동차 분야에서 중국의 선전은 이러한 결과를 반영한 것이라 할 수 있다. 때문에 기술 선진국들은 제조업의 핵심을 값싼 노동력에서 다시 기술로 가져오고자 한다. 제조업을 새로운 형태로 혁신하여 다양한 생산을 이루어내는 게 목표다. 이러한 면에서 3D 프린팅 기술이 전 세계 힘의 역학을 바꾸는 중대한 역할을 할 것이라고 기대한다. 3D 프린터가 사람의 일을 대체할 수 있기 때문에, 앞으로는 기술이 우수한 업체가 가격경쟁력까지 갖출 수 있는 것이다. 따라서 3D 프린터는 장소와 거리의 제약에서 벗어나 제조업의 새로운 모멘텀을 이끌며 혁신을 이뤄낼 것이다.
3D 프린터로 제작한 아이언맨의 모습 (출처: 조선비즈)
On-demand 제조시장의 탄생
도면 데이터와 원료만 있으면 어디서든 3D 프린터로 생산할 수 있는 장점이 있기 때문에, 3D 프린팅이 확대될 수록 지역 간 물류이동이 크게 줄어들 것이다. 주변에 있는 3D 프린터 위탁생산 업체를 이용하면 별도의 시설이나 공장도 필요 없다. 도면을 직접 그리고 데이터를 셰이프웨이즈와 같은 위탁생산 업체에 전송해주면 이를 제작하여 제품 배달까지 해주기 때문에, 제조업 수출 방식에도 새로운 변화가 예상된다. 한국에서도 글룩이라는 3D 프린터 위탁 업체가 등장했다. 글룩은 다양한 3D 프린터를 구비해두고 기업에서 의뢰한 시제품을 비롯해 예술가들의 작품 제작도 대행해주고 있다.
다양한 3D 프린터를 구비한 한 곳의 제조설비에서 가전, 우주항공, 자동차 부품 및 의류, 신발, 장난감까지 생산하게 되는 시대가 왔다. 이러한 경우 초기의 생산설비 투자비 및 관리비용을 절감할 수 있어 중소기업의 생산물량을 대체하게 되고, 개인 또한 구하기 어려운 부품 등을 쉽게 주문 제작하여 사용할 수 있다.
결론적으로 3D 프린터를 이용하면 고객의 주문이 있을 때만 마이크로 팩토리(Micro Factory)에서 제품을 생산하되, 온디맨드(On-demand) 방식을 통해 투자비는 줄이면서 사업의 수익성은 높일 수 있는 것이다.
변화를 일찌감치 감지한 미국의 IT기업 아마존(Amazon)은 3D프린트 기업인 믹시 랩스(Mixee Labs)등과 업무 제휴를 맺고, 제품의 색상, 디자인의 일부를 변경할 수 있는 3D 프린팅 스토어(3D Printing Store)라는 서비스를 펼치고 있다. 나아가 아마존은 고객과 가장 가까운 곳에 있는 이동형 제조기기에 도면 데이터 파일을 보내고, 주문된 상품을 그 자리에서 제조해서 배송할 수 있는 기기에 대한 특허를 출원했다. 아마존에 따르면 이러한 이동형 제조 기기에는 여러 3D프린트용 기술이 탑재되며 CNC 절삭 공구 등도 포함된다. 이로써 아마존은 창고 내 재고를 줄일 수 있고 상품을 찾는 수고도 덜 수 있어 배송 시간도 단축하게 된다. 이러한 형태의 비즈니스 모델도 3D 프린터 On-Demand의 한 형태라고 볼 수 있다.
‘상품’ 파는 회사에서 ‘설계도’ 파는 회사로
3D 프린터의 가장 큰 장점은 제조 공정이 단순하다는 것이다. 기존에는 제품 구상/시장조사 → 제품 설계→ 시제품 생산 및 성능시험→ 제품 생산 → 출하의 단계를 걸쳐 제품이 생산이 되었으나 3D 프린터 기술은 제품 구상/조사 → 3D 설계→ 제품 생산→ 디자인 데이터 판매과정으로 단순해진다. 덕분에 비용과 시간을 절약하고 그 과정에서 디자인도 쉽게 수정할 수 있다.
공장을 짓거나 외주제작을 할 필요 없이 3D 프린터를 구매하거나 임대하면 된다. 여건이 안 되면 주문제작 방식으로 제조가 가능하기 때문에 좋은 아이디어나 기술만 있다면 누구나 제조업종에 뛰어 들수 있다. 기존의 SW나 서비스 사업 위주의 벤처기업이 제조업에서도 얼마든지 일어 날 수 있는 여건이 조성됐다.
따라서 획기적인 아이디어만 있으면 많은 생산설비 및 인력이 없어도 충분히 제품을 판매할 수 있을 것으로 보인다. 나아가 미래 학자 앨빈 토플러가 본인의 저서 <부의 미래>에서 언급한 ‘프로슈머’를 3D 프린터 기술이 적극적으로 이끌어 갈 수도 있다. 프로듀서(생산자)와 컨슈머(소비자)의 합성인 프로슈머는 소비자와 생산자간의 벽이 허물어지고 생산과 소비가 동시에 이루어지는 것을 뜻한다. 앨빈 토블러는 여기에서 3차 산업혁명이 이루어진다고 예견했다. 제품이 꼭 공장에서 만들어지는 것이 아닌 사무실에서 만들어질 수 있고 심지어는 집안의 식탁에서도 만들어 질 수 있다는 것이다.
단 하나의 제품만을 생산하는 것도 가능하고, 원재료 조달 및 공급에 드는 비용 구조도 바뀌다 보니 이전에는 시장성이 없다고 판단되었던 ‘니치 마켓’도 매력 있는 시장으로 변할 수 있다. 내가 생각하고 있는 아이디어에 대해 관심 있는 사람이 한 사람 이라도 있고 하나라도 만들 수 있다면 그것이 곧 시장성이 되는 것이다.
3D 프린터로 여러 종류의 캐리커처를 만들면 초콜릿이나 실리콘, 플라스틱 등 소재를 다양하게 구성할 수도 있다. 3D 프린터의 가격도 꾸준하게 내려가고 있기 때문에, 가정에서도 소셜 3D 프린터 플랫폼을 통해 도면을 구입하고 필요한 제품들을 직접 제작해 사용할 수도 있을 것이다. 이미 셰이프웨이즈 라는 3D 프린터 서비스 업체는 6천여 개의 마켓과 회원 수 10만 명을 보유하고 있다. 자신만의 개성이 담긴 아이디어만 있다면 설계도를 통해 이를 구현하고 3D 프린터를 직접 생산할 수 있는 시대가 도래했다.
