'10년이면 강산도 변한다'. 4차혁명시대, 이 말이 피부에 와닿는 요즘이다. 이젠 당장 1년 후를 예상하기 어려울 정도로 세상은 급변하고 있다. 굴뚝산업으로 불리는 제조업도 예외는 아니다. 4차산업혁명의 결과물인 첨단 기술을 만나면서 공장의 굴뚝 연기를 걷어내고 있다. 4차산업혁명 시대를 맞아 굴뚝산업에 불고 있는 변화의 바람을 살펴본다.<편집자주>
[디지털투데이 고정훈 기자] 엘리베이터는 과거 단순한 구조에서 벗어나 하루가 다르게 발전하는 중이다. 효율과 속도, 안전뿐만 아니라 첨단기술과 접목하면서 4차산업으로 거듭나고 있다. 과거 1차 제조산업 혹은 굴뚝산업이란 이미지와는 상반되는 모습이다.
엘리베이터 역사는 생각보다 길다. 지금으로부터 약 160년 전인 1853년, 그레이브스 오티스가 세계 최초의 엘리베이터를 발명했다. 기존에 엘리베이터 기술이 없진 않았지만 사실상 상용화에 성공한 건 오티스가 처음이다.
엘리베이터의 작동 원리는 로마시대 때부터 존재했다. 고정 도르래에 밧줄을 묶어 사람의 힘으로 끌어 올리는 원시적인 형태였다. 이런 원리는 시간이 지나며 조금씩 발전해 나갔다. 그러나 속도가 너무 느리다는 단점이 있었다. 오티스는 케이지 로프를 맨 엘리베이터에 안전장치를 부착하는 방법으로 이를 보완했다. 엘리베이터의 이동 속도는 빨라졌지만 줄이 끊어져도 추락하지 않았다.
우리나라 최초의 엘리베이터도 오티스가 설립한 회사에서 출시한 제품이다. 1910년 조선은행에 최초 엘리베이터가 공급되었다. 4년 후에는 조선호텔에 최초의 승객용 엘리베이터가 마련되었다.
이후 우리나라 엘리베이터 산업은 빠르게 성장했다. 현재 세계 엘리베이터 시장은 중국, 인도에 이어 우리나라가 3위를 기록하고 있다. 이에 걸맞게 새로운 엘리베이터 첨단기술이 속속 발표되고 있는 중이다.
오티스 엘리베이터 코리아(이하 오티스)는 엘리베이터에 효율을 높이는 기술을 개발했다. 현존하는 엘리베이터 대부분이 380v를 사용한다. 가정용 전력은 대부분 220v기 때문에 엘리베이터 설치 전에 별도의 전기공사가 필요했다. 오티스 젠투 스위치는 가정용 전력인 220v로 엘리베이터 운용이 가능하다.
가장 눈에 띄는 기술은 기존 회생전력장치에 배터리 기능을 추가했다는 점이다. 엘리베이터가 하강할 때 발생하는 열을 배터리에 저장한다. 이를 정전, 지진 등 비상상황에서 엘리베이터를 최대 100회까지 운행 가능하도록 조치했다.
오티스는 젠투라이프를 발표하기도 했다. 핵심 기술은 기존 엘리베이터에서 이용하는 강철벨트 대신 플랫벨트(Flat Belt)를 사용한 점이다. 폴리우레탄 소재의 벨트 안에 강철 심지를 넣었다. 일반 로프보다 얇고 가볍지만 오히려 내구성이 더 강하다. 운행시 소음과 진동도 줄어 들었다. 강철 로프가 주기적으로 윤활 주유를 통해 관리가 필요했던 반면 플랫벨트는 윤활 주유가 필요 없다. 사용 수명도 2배에서 최대 6배까지 늘렸다.
사람들이 자주 이용하는 만큼 인테리어에도 신경썼다. 층 문자를 좀 더 크고 밝은 컬러로 채택했으며, 공기청정기, 해충방지기 등을 적용했다. 오티스의 젠투라이프는 고객 리서치를 통해 혁신성을 지닌 제품을 선정하는 2018 이노스타 인증 1위를 수상하기도 했다.
또한 오티스는 유지, 보수에 관한 디지털 커넥티드 시스템을 형성했다. 사물 인터넷(IOT) 기술을 활용해 엘리베이터의 문제를 사전에 감지하는 시스템이다. 모바일 기기로 사전에 수리할 승강기 상태를 공유받고, 필요한 진단을 할 수 있게 되었다. 오티스 관계자는 "빅데이터 분석을 통해 업무의 효율성을 높이고, 더 나은 서비스를 제공할 것"이라고 밝혔다.
티센크루프 엘리베이터코리아(이하 티센크루프)는 자사의 기술로 특허 출헌을 낸 트윈(TWIN)을 선보였다. 하나의 승강로에 두개의 엘리베이터가 운용되는 방식이다. 일반 승강기 대비 수송효율을 40% 올렸고, 승강기 면적을 25% 절약할 수 있다. 현재 트윈은 국내 9개 건물 112대가 운용 중이다.
지난 17년 6월 독일 로트바일 테스트타워(세계에서 가장 높은 엘리베이터 테스트타워)에서 세계 최초 로프 없는 엘리베이터인 멀티(MULTI)를 선보이기도 했다. 멀티는 기존 엘리베이터에서 필수 조건이었던 로프를 없앴다. 대신 자기부상열차에 사용하는 리니어 모터 구동방식을 적용했다.
이는 엘리베이터가 기존의 수직운행에서 벗어나 수평이동까지 이동할 수 있는 가능성을 확장했다. 티센크루프는 기존 엘리베이터보다 수송능력은 50% 늘어나고, 에너지 소비량은 60% 적어졌다고 밝혔다. 또한 수직ㆍ수평 이동이 자유로워지며 승강로가 차지하는 비중까지 줄어든다고 전했다.
또한 맥스(MAX)시스템을 통해 엘리베이터 도어 움직임, 작동상태, 에러코드 등 정보를 수집한다고 밝혔다. 이 정보를 바탕으로 알고리즘을 이용, 장비의 운행상태와 부품의 남은 수명 등을 계산해 정확한 진단을 내려주는 시스템이다. 고장시 서비스매니저가 현장에 즉시 출동하도록 연락하고 점검이 필요한 부분만을 골라 알려준다.
오티스와 티센크루프 이외에도 IoT를 비롯한 첨단 기술이 속속 발표되고 있다. 이를 반증하듯 2015년과 2017년 사이에 관련 특허 신청은 171% 증가했다. 운행 효율화 기술이 38건으로 가장 높은 비중을 차지 했으며, 고장 진단 및 예측 기술, 사용자 인터페이스 기술이 뒤를 이었다.
IoT 외에 재밌는 기술도 있다. 지난 2012년 일본의 건설회사인 오바야시구미는 2050년까지 우주 엘리베이터를 개발할 것이라고 밝힌 바 있다. 우주 엘리베이터는 로켓을 쏴올리는 비용을 줄이기 위해 만든 대체품이다. 오바야시구미는 한번에 30명씩 태워 고도 3만6000km까지 운반할 계획이다.
이를 위해 케이블을 탄소 나노 튜브로 교체하고, 대기권 발화 현상을 극복할 방법을 연구 중이다. 지난 8월 일본 우주항공연구개발기구는 우주엘리베이터 예비실험을 위해 화물우주선 고노토리 7호기를 발사했다.
한국엘리베이터협회 관계자는 "엘리베이터는 수직적인 운송수단으로 복합 메커트로닉스다"며 "이미 대기업뿐만 아니라 중소기업까지 IoT 접목 등 다양한 기술발전을 모색하고 있어 앞으로 발전 가능성이 무궁무진한 산업"이라고 말했다.