제조업체들은 생산과 제품 디자인, 가치회복 및 공급서클(Supply Circle) 관리 등 4대 영역에 주력함으로써 새로운 가치를 창출하고 원가를 절감하며 운영의 안정성을 증진할 수 있다. 신흥시장의 자원 수요 급증으로 원자재 공급 확보의 어려움이 심화되고 있다. 이에 원자재 가격은 계속 상승하고 변동성은 당분간 지속될 전망이다. 그 여파는 제조업체들의 운영 및 수익에 영향을 미치고 있다. 이 문제가 향후 더 심화될지는 예단키 어려우나 최소한 당분간 지속될 것은 분명하다.

결과적으로 제조업체들의 변동비용은 점차 상승하고 있다. 예를 들어 2000년 총 생산비용의 50%를 차지하던 한 서구 철강업체의 변동비용은 원자재 급등으로 인해 2010년 70% 수준으로 껑충 뛰어올랐다. 중국 내 한 철강업체는 현 생산원가의 90%가 변동비용에 해당한다. 한 LCD TV 제조업체 역시 에너지 비용이 총 생산원가의 45%를 차지하고 있다.

반면 자원 생산성 신장을 위한 단계적 조치들을 통해 원가 최소화 및 운영의 안정성 증대는 물론 막대한 가치를 새롭게 실현해 가고 있는 기업들도 있다. 이러한 제조업체 사례들을 참고할 때 일반적으로 제조공정에 소요되는 에너지 중 약 20~30%는 절감이 가능한 것으로 추산된다.

실제로 자재나 부품들을 적극 재사용할 경우 최대 50%의 원가 절감이 가능하다. 이에 제품 판매 후에도 해당 상품에 사용된 재료에 대해 제조업체가 소유권을 유지할 수 있는 비즈니스 모델들도 새롭게 등장하고 있다. 소비자들이 제품을 다 사용한 후 해당 제조업체에 반환할 수 있는 시스템을 구축할 경우 추가적 가치 포착도 가능하다. 상당수 제조업체들은 다양한 자원 생산성 이니셔티브들을 통해 생산성 신장효과를 경험해 왔다. 그러나 지금까지 수행되어 온 대부분의 프로그램은 4대 영역 가운데 운영 부문이라는 협소한 곳에만 치중해 온 것이 사실이다. 실제로 린(Lean) 생산이나 자재 및 정보 흐름 분석 등을 포함한 고전적 개선 기법들은 에너지나 원자재 가격을 비롯한 제약조건들을 총체적으로 해결하는 데에는 미흡하다. 이 보고서에서는 제조업체 및 폐기물처리업체들이 자원 생산성 증진을 위해 활용할 수 있는 일련의 실제적인 방안과 툴을 소개한다. 제조업체들의 경우 먼저 핵심역량 부문에 주력함으로써 가장 신속한 효과를 기대할 수 있다.

보다 총체적 효과를 전적으로 실현하기 위해서는 해당 사업 및 산업 내 4대 주요 영역 즉 생산, 제품 디자인, 가치회복 및 순환형 공급망 관리 부문을 총망라해 자원 생산성을 증진시킬 수 있도록 운영부문의 최적화에 가장 먼저 주력해야 한다.

최대 효과를 달성할 수 있는 영역을 우선 공략 가장 먼저 주력해야 할 영역은 바로 내부 운영 부문이다. 직접 통제와 관리가 용이한 영역을 먼저 공략한 후 점차 타 조직, 고객 혹은 이해관계자들의 협조를 요하는 영역으로 확대해 가는 것이다. 특히 생산 사이클에서 자사가 점하고 있는 단계를 고려해 최대의 효과가 기대되는 영역과 활동을 먼저 파악해야 한다.

원자재 가공업체(Upstream Manufacturers) 타 제조업체의 생산공정에 투입되는 원자재를 가공하는 업체들이 가장 먼저 주력해야 할 영역은 자원 생산성 신장을 위한 생산공정 최적화다. 이들의 경우 생산공정의 자재 혹은 에너지 절감을 통해 가장 큰 효과를 달성할 수 있기 때문이다. 실제로 광산업체의 에너지 집약도는 여타 제조업체 대비 무려 10배나 더 높다. 두 번째 단계는 폐기물 회수에 주력함으로써 재활용 및 재사용에 기반한 자재의 접근성을 확보하는 것이다.

부품 혹은 완제품 생산업체(Downstream Manufacturers) 부품 혹은 완제품 생산업체들은 먼저 자재 사용의 효율 증진을 위해 해당 상품을 최적화해야 한다. 이들의 경우 자재 소요량 절감, 에너지 사용 최소화, 제품수명 종료 후 재사용·재활용 활성화를 위한 상품설계 최적화를 통해 가장 큰 효과를 실현할 수 있기 때문이다. 생산공정에 소요되는 에너지 절감을 통한 효과도 기대할 수는 있으나 이는 2차적 우선순위에 해당한다. 부품 혹은 완제품 생산업체들은 원자재 가공업체들만큼 에너지 집약도가 크지는 않기 때문이다.

폐기물관리업체 폐기물 수거 처리 및 관리업체들의 첫 단계는 프로세스 최적화 및 재활용 시장 개척으로 요약할 수 있다. 특히 최저비용 하에 일반폐기물로부터 최대 가치의 자재를 추출해 내기 위해 필요한 분류 및 수거 기술과 역량을 개발하는 것이 필수적이다. 또한 타 기업들의 자재 소싱 및 재활용 전략을 지원할 수 있는 비즈니스 모델의 개발에도 주력할 필요가 있다.

자원 생산성 최적화 생산 사이클에서 자사가 점하고 있는 단계를 기준으로 자원 생산성의 4대 영역 즉 생산, 제품 디자인, 가치회복 및 공급서클(Supply Circle) 관리의 우선순위를 책정하라.

생산 대부분의 제조업체들은 노동 생산성 및 자본 생산성 개선을 위한 프로그램들을 통해 이미 막대한 효과를 실현한 바 있다. 이러한 기존의 프로그램들을 응용해 에너지나 원자재 소비 절감 기준을 반영할 경우 자원 생산성 신장 효과를 얻을 수 있다.

원자재 가공업체들은 총 생산원가에서 에너지 비용이 차지하는 비중이 20%에 달하는 만큼 에너지 비용에 관심을 기울일 필요가 있다. 4단계 전략으로 에너지 생산성을 향상시킬 수 있다.

첫번째 단계는 ‘Lean-Value-Add’ 기법을 응용해 각 공정별로 에너지 소비 실태를 파악하는 것이다. 이를 통해 열역학적 최소 에너지 소요량을 산정할 수 있다. 도출된 이론적 한계치는 각각의 실질 소요량을 진단하는 기준이 된다.(이는 ‘핀치 분석’으로 알려짐) 이러한 분석결과를 통해 결국 에너지가 낭비되고 있는 영역이 어디이며 손실을 방지하기 위해 필요한 조치가 무엇인지를 도출해낼 수 있다. 일례로 미국의 한 계면활성제 제조업체는 ‘Heat-value-add’ 분석을 통해 생산공정에 실질적으로 필요한 열역학적 소요량이 실제 증기열 투입량의 10%에 불과하다는 사실을 파악하게 됐다. 나머지 90%는 낭비되고 있었던 것이다. 이에 20개의 다채로운 방안들을 병행 실시한 결과 기본 에너지 원가의 30%에 해당하는 증기열을 절감할 수 있었다. 이를 위한 투자액 역시 3년 안에 회수했다. 이 회사가 실행한 방안 중 대표적인 것은 냉난방 제어 루프를 관리하기 위한 신규 소프트웨어 알고리즘을 도입한 것으로 이를 통해 증기열 수요를 5% 절감할 수 있었다.

두 번째 단계는 핀치분석의 차원을 넘어 에너지 효율성 증진 영역으로까지 린(Lean) 프로그램을 확대하는 것이다. 이는 곧 냉난방 운영 체계 내에서 에너지 효율성을 통합적으로 최적화하는 것을 의미한다. 한 화학업체는 중합단계에서 열이 보다 신속히 방출될 수 있도록 해당 공정을 수정해 기화단계를 가속화할 수 있었다. 이로 인해 건조단계의 에너지 사용량을 10% 절감할 수 있었다.

세 번째 단계는 린(Lean) 접근법을 기반으로 에너지 효율성을 최대화 하기 위해 프로세스 설계 및 설비 수정이 가능한 영역을 파악해 내는 것이다. 중국 내 한 제철소의 경우 코크스 용광로의 레벨링 바를 수 센티미터 낮추는 것만으로 연간 800만위안(약 120만달러)에 해당하는 원가절감 및 약 0.4%에 달하는 총 에너지 비용을 줄였다. 또한 철강생산 공정의 래들(Ladle)에 단열층을 추가함으로써 연간 500만위안(73만달러)의 추가 원가절감도 실현했다.

마지막으로 린(Lean) 에너지 접근법을 적용할 경우 증기보일러 운영업체, 냉각기 운영업체 및 전력공급업체 등의 생산업체들과 소비업체들 간의 인터페이스를 최적화함으로써 낭비요인을 해소하고 원가절감을 실현하는 것이 가능하다. 일례로 한 화학공장의 경우 수요가 정점에 달하더라도 압력 하강을 초래할 정도로 기준치를 초과하지는 않도록 소비 계획을 개선함으로써 보일러 용량 확충을 위해 예정됐던 200만달러의 투자를 아낄 수 있었다.

제품 디자인 제품 디자인 단계에서 에너지나 자재 관련 지표를 반영할 경우 인체에 유해하며 재생이 불가능하고 확보가 어렵거나 고가인 자재 및 재료의 사용을 경감할 수 있다.

제품 디자인 변경은 수명주기 종료 후 부품 및 재료의 재활용·재사용 기회를 더욱 확대하는 결과를 가져오기도 한다. 또한 제품이 환경에 미칠 수 있는 부정적 영향을 완화시킬 수 있도록 제품을 디자인할 때 지속가능한 기능을 우선 반영하는 것도 고려해 볼 수 있다. 이는 ‘순환식 디자인(Circular Design)’ 철학의 근간으로 비단 제품 차원에만 국한되지 않고 시스템 및 비즈니스 모델에도 모두 확대 적용될 수 있는 원칙에 해당한다.

이와 같은 단계적 조치들을 실천하는 기업들의 경우 원가 절감은 물론 관련 규제에 대한 철저한 준수를 통해 소비자 및 이해관계자들의 신뢰와 긍정적 평판을 구축하게 되는 효과 또한 누릴 수 있다. 또한 비용절감에 초점을 둔 디자인(DTC·Design To Cost) 기법을 확대 적용할 경우 제품 디자인 시 반영된 지속가능 기능의 효과를 재무적 차원 및 브랜드 측면에서 계량화해 파악하는 것도 가능하다.

제품 디자인 관련 몇 가지 접근법이 있다. 먼저 경쟁업체 제품을 분해해 면밀히 분석함으로써 자원 생산성 증진 기회를 파악하는 제품 분해(Product Teardown) 기법을 들 수 있다. 선형 성능 가격책정(LPP·Linear Performance Pricing)을 기반으로 서로 다른 성능을 초래하는 제품 속성들을 비교하는 기법도 활용할 수 있다. 혹은 제조 고려 설계(DFM·Design For Manufacturing)를 통해 생산 및 조립 공정에서 필요한 자원을 최소화하는 방향으로 제품 디자인을 최적화하는 것도 유용하다.

이와 관련해 한 제조업체의 사례를 소개한다.

이 회사는 샴푸 용기 디자인 변경을 통해 강도 기준은 충족시키되 용기의 두께를 최소화함으로써 자재 소요량을 무려 30%나 절감했다.

특히 평평하게 설계된 뚜껑으로 인해 소비자들은 용기를 거꾸로 세워 보다 손쉽고 알뜰하게 끝까지 사용할 수 있게 됐으며 운반 시 선적화물 밀도를 증진시키는 효과도 가져왔다. 뿐만 아니라 뚜껑에도 용기 본체와 동일한 재료를 사용함으로써 재활용을 위해 재료별 분리를 해야 하는 번거로움도 해소했다. 용기 제조공정 최적화 결과 이 업체는 10%의 사이클 타임 단축효과를 달성할 수 있었다.

연비 개선과 고객 총소유비용 절감에 초점을 둬 지게차 디자인을 수정해 매우 성공적인 효과를 달성한 자동차 제조업체도 있다. 초기분석 결과 이러한 목표를 달성할 수 있는 방안으로 파워 트레인 재설계 및 지게차 자체의 중량 축소라는 두 가지 옵션이 도출됐으나 파워 트레인 재설계는 큰 비용과 복잡성이 예상됐다. 그래서 회사는 차체 중량 축소를 통해 이를 달성하기로 결정했다. 이에 리프팅 시 안정성을 위해 사용되는 주철제 평형추의 레버리지를 증대시킨 결과 안정성을 훼손시키지 않으면서 주철제 무게 중 200kg을 줄일 수 있었다. 이를 통해 4%의 연비 개선 및 차량당 200달러에 달하는 자재원가를 절감할 수 있었다.

가치회수 그간 폐기대상으로 간주되어 온 자재들의 재활용 및 재사용을 활성화하는 것 역시 자원수요에 대응하기 위한 효과적 방안 중 하나이다. 이에 폐기물처리업체들의 경우 생산공정에서 남은 잔여 재료 혹은 수명주기가 종료된 제품들을 통한 추가적 가치를 포착하기 위해 제조업체들을 대상으로 새로운 서비스를 개척하고 개발할 수 있다.

특히 재활용이나 유기적 가공 및 폐기물 전환 에너지(WTE·Wa ste To Energy Conversion) 분야의 경우 눈부신 기술의 발전으로 인해 수많은 재료 및 부품회수의 기회가 존재한다. 현대식 설비를 도입할 경우 기존 시스템 대비 더 많은 자재 회수가 가능할 뿐 아니라 대부분의 재활용 프로토콜 기준치를 대폭 넘는 고품질의 재활용 물질들을 추출할 수 있다.

폐기물 수거 및 재활용업체들은 제조업체들과 공조해 가치회수 기회를 발굴하고 개발할 수 있는 새로운 비즈니스 모델을 적극 모색해야 한다. 여기에는 제조업체들의 재활용 확대를 위한 제품·제조공정 설계 컨설팅 및 회수된 재료들의 생산공정 재투입을 위한 물류 솔루션 개발 등이 포함된다.

환적 공급망 관리(Supply Circle Management) 자원 생산성 및 지속가능성에 영향을 미치는 다양한 활동들 즉 원자재 획득 및 운송, 제조공정에 사용되는 부품 조립, 완제품 사용 및 폐기 등은 대부분 제조업체의 시설 밖에서 이루어진다. 제조업체가 이 모든 활동들을 독점적으로 관리하고 통제하는 것은 불가능하지만 적어도 해당 공급망의 생산성 증대를 위해 영향력을 행사하는 것은 가능하다. 이는 기존의 공급망을 ‘순환적’ 공급망으로 전환함으로써 달성할 수 있다. 일반적으로 ‘공급망(Supply Chain)’이라는 단어에서는 자재 및 재료가 한 지점에서 획득되어 궁극적으로 전혀 다른 지점에서 폐기되는 비순환적 이미지가 연상된다.

반면 ‘순환적 공급망(Supply Circles)’이라는 표현은 제품 수명주기가 종료된 후에도 해당 재료들이 다시 제조공정에 재투입됨을 함축하고 있다.

이러한 전환을 추진하기 위해 가장 먼저 해야 할 작업은 자사의 공급현황에 대한 총체적 차원의 이해를 확보하는 것이다. 어떠한 자재가 얼마만큼 사용되고 있는가는 물론 이를 사용하는 데 소요되는 에너지와 그로 인한 환경 여파까지도 종합적으로 고려되어야 함을 의미한다.

이러한 분석을 수행할 경우 자사의 내부적 운영현황은 물론 공급업체의 운영과 관련한 개선영역도 도출할 수 있다. 이 같은 공급현황 분석결과는 제조업체들이 환경친화적이고 경제적 효과 달성을 위해 우선 공략해야 할 ‘중점 영역’이 무엇인지를 명확히 보여준다.

한 음료 제조업체는 0.5갤런 주스병 제조과정에서 배출되는 이산화탄소 중 35% 이상이 과수농가에서 사용하는 비료 생산 및 살포과정에서 초래된다는 사실을 알게 됐다. 과수농가들과의 협업을 통해 비료 사용량을 축소하는 것이야말로 총 탄소배출량 최소화를 위해 가장 먼저 공략해야 할 영역임을 확인하게 된 것이다.

순환적 공급망 모니터링 및 관리를 위한 툴 도입 역시 매우 효과적인 방안이다.

그 중 공급업체 스코어카드 및 환경 손익계산서(EP&L)는 환경적 영향을 금전적 가치로 환산할 수 있는 유용한 툴이다. 이를 도입한 대표적 기업 Puma는 환경 손익계산서(EP&L)를 개발하면서 2015년까지 해외 제조기지들의 지속가능성 기준 준수율을 50%까지 확대하겠다고 발표했다. 이 계획의 주요 목적 중 하나는 해외 공급사들에게 재활용 폴리에스터 등 지속가능성이 있는 자재 및 재료 사용을 독려하는 것이다. 유럽의 카펫 제조업체 데소(Desso)는 전체 생산라인에 대한 인증(Cradle to Cradle Certification)을 획득한 후 시장점유율 및 수익실적이 대폭 신장됐다.

자원 제약성이 더욱 심화됨에 따라 이제 가치창출의 기회는 자원을 보유한 기업을 향해 이동하고 있다. 공급관련 리스크를 완화하고 새로운 고수익원을 확보하기 위해 자사의 제품에 사용된 자재 및 재료에 대한 소유권을 계속 유지할 수 있는 새로운 비즈니스 모델을 적극 개발할 필요가 있다.

맥아더 재단은 최근 보고서에서 이러한 접근법의 필요성을 적극 제기하며 제품 자체를 판매하는 모델에서 서비스를 판매하는 모델로의 전환이 필요하다고 역설한 바 있다. 이러한 사례는 화학촉매 제조업체들에게서 찾을 수 있다. 이들은 촉매 자체에 대한 소유권을 양도함 없이 촉매 기능만을 판매하는 방식을 통해 이미 수십 년째 이러한 비즈니스 모델을 운영해 오고 있다.

한 납축전지 제조업체는 건전지 생산공정은 물론 폐건전지 회수, 분해 및 재가공 과정 전체를 모두 관리함으로써 매우 높은 경쟁우위를 달성했다.

이는 원자재 추출 및 가공업체들에게도 그대로 적용할 수 있다. 제철소의 경우 판매한 강철에 대한 소유권을 유지함으로써 철광석 및 석탄 가격 변동으로 인한 리스크를 완화할 수 있으며 폐기물처리업체들 역시 제조업체들과 JV 구축을 통해 순환형 공급망 내로 재판매되는 자재 및 재료들에 대한 소유권을 유지할 수 있다.

[스테판 모르 맥킨지 뮌헨 오피스 파트너 켄 소머스 안트베르펀 오피스의 컨설턴트 스티븐 슈왈츠 시카고 오피스 파트너 헬가 반토른아웃 제네바 오피스 컨설턴트]

[본 기사는 매일경제 Luxmen 제23호(2012년 08월) 기사입니다]
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