요약

• 순환경제 관점에서 제품의 수명 주기를 연장하는 방법은 크게 Reuse(재사용), Repair(수리), Remanufacturing(재제조)의 3R로 구분
- Reuse(재사용), Repair(수리)는 사용된 제품을 소비자가 다시 소비하는 형태를 의미하며, Remanufacturing(재제조)은 사용 후 제품을 체계적으로 회수한 후 일련의 과정을 거쳐 원래 성능을 유지할 수 있도록 만드는 형태
- Remanufacuring(재제조)은 제품 회수 후 비파괴 분해, 세척검사, 보수 및 조정, 재조립 과정을 통해 제품 원래의 성능을 유지 할 수 있도록 제조하는 것으로, 에너지 및 자원절감 효과가 우수한 자원순환 방법
• 일론 머스크가 인류를 화성에 보낸다는 비전으로 설립한 SpaceX는 재사용 (Reuse, Repair) 발사체를 통한 원가절감으로 상업 우주 시대를 연 대표적인 혁신 기업
- 재사용 증가에 따른 수리 비용은 ’17년 U$1,300만 수준에서 ’22년 U$100만 수준으로 92% 하락했으며 , ’22년 기준 발사 비용은 U$6,700만 수준으로 집계. 이는 아리안 로켓 등 경쟁업체 발사 가격의 1/5 수준에 불과
- 스페이스 X 발사체의 평균 재사용 주기는 ’17년 팰컨 9의 경우 356일이었으나 , ’21년에는 27일, ’22년에는 21일로 단축
- 스페이스 X는 1단 로켓의 재사용뿐만 아니라, 부품도 적극 재활용
- 적재한 화물을 보호하고 공기저항을 최소화하기 위해 적재 화물을 덮는 페어링 및 화물과 우주인을 국제우주정거장으로 실어 나르는 데 사용하는 카고 드래건(Cargo Dragon)과 크루 드래건(Crew Dragon)의 캡슐도 재사용
• 글로벌 건설장비 제조업체인 캐터필러(Caterpillar)는 1973년부터 재제조(Remanufacturing & Rebuild operations) 프로그램을 시행
- 동사는 이 프로그램을 통해 자체 완제품의 생산원가를 절감하고, 재생산된 부품을 판매. 재제조된 부품은 신규 부품 대비 45~85% 가격 수준에 판매되며, 재제조되는 부품의 수는 약 8,000종에 달함
- 재제조된 부품 사용시, 신규부품 대비 온실가스 배출량이 65~87% 감축
• 최근 경영트렌드는 환경 보전과 함께 자원 및 에너지의 효율적 사용이 기업 경쟁력의 중요 요소로 부각
- 산업 성장을 위한 천연자원의 무분별한 채취와 사용이 구시대적 관행으로 전락 하면서, 제품수명 주기 연장을 위한 3R(Reuse, Repair, Remanufacturing)이 기업 경쟁우위의 원천으로 부상

1. 제품 수명 주기를 연장하는 3R(Reuse, Repair. Remanufacturing)

순환경제 관점에서 제품의 수명 주기를 연장하는 방법은 크게 Reuse(재사용), Repair(수리), Remanufacturing(재제조)의 3R로 구분

• Reuse(재사용), Repair(수리)는 사용된 제품을 소비자가 다시 소비하는 형태를 의미하며, Remanufacturing(재제조)은 사용 후 제품을 체계적으로 회수한 후 일련의 과정을 거쳐 원래의 성능을 유지할 수 있도록 만드는 형태
- Remanufacturing(재제조)은 제품 회수 후 비파괴 분해, 세척 검사, 보수 및 조정, 재조립 과정을 거쳐 제품 원래의 성능을 유지 할 수 있도록 제조하는 방법으로 에너지 및 자원 절감 효과가 우수한 자원순환 방법
- 환경면에서 경제적 우선순위는 제품 초기 제작 단계부터 소재 및 에너지 사용을 줄이는 감량화(Reduce)가 가장 높은 것으로 평가되며, Reuse/Repair(재사용 , 수리), Remanufacturing(재제조) 순으로 인식

제품의 수명 주기 프로세스

자료: the European Remanufacturing Network

• 본 이슈리포트는 3R(Reuse. Repair, Remanufacturing) 관점에서 혁신에 성공하여 높은 성과를 이룩한 Space X와 캐터필러 사례를 살펴보고 시사점을 얻고자 함

2. 재사용(Reuse, Repair) 발사체를 통한 원가절감으로 상업 우주 시대를 연 스페이스 X

스페이스 X(Space Exploration Technologies)는 테슬라(Tesla) CEO로 유명한 일론 머스크 (Elon Musk)가 ’02년 5월,인류를 화성에 보낸다는 비전으로 설립

• 일론 머스크는 애초부터 소련 해체 이후 방치되어 있던 러시아의 오래된 로켓을 사서 핵탄두를 제거한 뒤 활용하는 전략을 구상
- 하지만, 당시 불거진 미국과 러시아의 지정학적 갈등과 러시아 측의 과도한 가격 제시로 해당 발사체를 구입하는 데 실패
• 미국으로 돌아오는 비행기 안에서 로켓에 들어가는 재료 원가를 계산한 뒤, 회사를 설립하여 로켓을 자체 제작하기로 결심
- 공동 창업한 페이팔(Paypal)을 매각해 확보한 U$1억8,000만 중 U$1억을 투자하여, ’02년 스페이스 X를 설립
• 일론 머스크의 사업 계획은 당시 NASA 등의 우주개발 비용을 고려할 때, 비현실적 플랜으로 여겨져 조롱의 대상이 되기도 했음
- 사업 초기 목표는 ’03년 내에 1단 로켓, 2단 로켓, 동체, 부품 조립, 발사대 설치, 발사까지 단돈 U$3,000만에 완수하는 것
- 스페이스 X 최초의 발사체는 팰컨 1(Falcon 1) 로 ’06.3월에 첫 발사를 시도하고, ’08년에는 민간기업 최초로 액체 연료를 활용해 지구 궤도에 도달
- 팰컨 9는 역추진하여 지상에 착륙한 데 이어 세계 최초로 해상 바지선에 착륙하는 데 성공. ’17년에 팰컨 9 재사용에 성공함으로 써 스페이스 X는 현재 세계에서 가장 많은 위성을 쏘아 올린 기업(5,000개 이상)으로 자리매김함

스페이스 X의 사업 성공의 근본은 재사용 발사체를 통한 극적인 원가절감에서 기인

• ’23.11.20. 기준, 팰컨 9의 1단 로켓 중에서 가장 많이 재사용된 로켓은 B1058 로켓으로, 총 18번의 발사에 사용
- B1060 로켓은 지금까지 17번의 발사에 사용됐고, B1061 로켓과 B1062 로켓은 각각 16번 사용
- 스페이스 X 발사체의 평균 재사용 주기는 ’17년 팰컨 9의 경우 356일이었으나 , ’21년에는 27일, ’22년에는 21일로 단축
- 재사용 증가에 따른 수리 비용은 ’17년 U$1,300만 수준에서 ’22년 U$100만 수준으로 92% 하락했으며, ’22년 기준 발사 비용은 U$6,700만 수준으로 집계. 이는 아리안 로켓 등 경쟁업체 발사 가격의 1/5 수준에 불과

• 스타링크 임무를 제외한 민관 발사 제공 횟수

  

• 팰컨 9발사체 연도별 평균 재사용 주기

  

• 스페이스 X는 1단 로켓의 재사용뿐만 아니라, 부품도 적극 재활용
- 적재한 화물을 보호하고 공기저항을 최소화하기 위해 적재 화물을 덮는 페어링 및 화물과 우주인을 국제우주정거장으로 실어 나르는 데 사용하는 카고 드래건(Cargo Dragon)과 크루 드래건(Crew Dragon)의 캡슐도 재사용
• 원가절감을 위한 수직 계열화 및 극한의 비용 효율화를 추구용
- 현재, 동사는 엔진과 발사체 등 전체 부품의 85%를 캘리포니아 호손 지역에서 직접 제조
- 일론 머스크는 테슬라 등에서 발휘했던 원가절감 노하우를 스페이스 X에 적용하면 기존 업체 제품 대비 원가절감이 가능하다고 판단해, 수직계열화를 적극 추진
- 규모의 경제를 통한 제조단가 하락도 원가절감의 한 방법인데, 팰컨 9는 9개의 소형 엔진을 클러스터 형식으로 묶은 방식으로 대형 로켓 엔진 하나가 아닌, 소형 로켓 엔진 여러 개를 대량 생산하여 제조 단가를 절감
- 항공 업계는 팰컨 9의 개발 비용은 U$3억인데, 비슷한 성능의 발사체를 NASA가 개발했다면 U$40억 수준이었을 것이라고 추정

• 펠컨 9 v1.0 및 v1.1 엔진 구성 형태

  

• 

펠컨 시리즈 로켓 형태

3. 재활용 생산(Remanufacturing)을 통한 생산원가절감을 실현한 캐터필러

글로벌 건설장비 제조업체인 캐터필러(Caterpillar)는 1973년 부터 재제조(Remanufacturing & Rebuild operations) 프로그램을 시행

• 동사는 건설기계 종합 생산 부문에서 세계 1위 기업으로, 특히 재제조 분야에서는 40년 이상 신품과 동등한 성능, 신뢰성 및 보증을 제공하는 제품을 생산, 공급하는 선두 기업임
- 미국, 유럽, 인도, 브라질 및 싱가포르 등에 재제조 공장을 운영
• 동사는 재제조 프로그램을 통해 자체 완제품의 생산원가를 절감하고, 재생산된부품을 판매
- 예컨대, 디젤차 연료분사장치는 수십만 마일(Mile)마다 홈이 마모되어 교체해야 하지만 캐터필러는 레이저 기술을 활용해 홈을 원래 상태로 되돌려 U$3였던 제조원가를 1/6 수준인 U$0.5로 절감
- 재제조된 부품은 신규 부품 대비 45~85% 수준에 판매되며, 부품의 수는 약 8,000종에 달함
- 재제조된 부품 사용 시, 신규 부품 대비 온실가스 배출량이 65~87% 감축 되는 효과가 발생
• 캐터필러는 재제조 제품이 새 제품과 동일한 성능을 낼 수 있도록 제품개발 단계에서부터 내구성이 강한 부품을 제작
- ’06.9월, 스티븐 피셔 캐터필러 부사장은 Business Week에서 ‘부품을 1/100cm 두껍게 설계하면 생산비가 U$1 추가될 수 있다. 하지만 그 덕분에 부품을 두 번, 세 번, 혹은 네 번 이상 재활용할 수 있다면 충분히 그럴 가치가 있다.’고 언급
- 동사는 ’23년에 수명이 다한 제품의 88%를 회수하여 다시 사용했으며, 이때 고객으로부터 회수된 부품의 철 무게는 1억 4,700만 파운드(6.7만 톤)에 달함
- 캐터필러에 제품, 부품을 반납한 고객에게는 재제조 부품을 할인된 가격으로 구매할 수 있는 코어 적립금(Core credit)을 지급함으로써 재구매를 유도하여, 고객의 브랜드 충성도를 제고
- 캐터필러는 자재 비용이 운영 비용의 65%를 차지하는 상황에서 새로운 장비 판매보다 분해와 재제조가 쉬운 부품을 생산하고, 재제조 프로그램을 도입하여 성장동력으로 구축
• 동사는 기존 제품의 수명을 연장하는 캐터필러 인증 재구축(CatⓇCertified Rebuild Program) 서비스도 운영
- 고객이 새 장비를 구입하는 비용보다 훨씬 적은 비용으로 기존 제품을 업데이트해, 수명을 늘려주는 서비스를 운영
- 숙련된 전문가들이 350개 이상의 테스트를 통해 약 7,000개의 부품을 자동 교체하여 최신 엔지니어링 업데이트를 진행
- 캐터필러는 이와 같은 과정을 거쳐 중고 장비의 안정성을 높이고, 지속적인 검증과 A/S, 중고 장비 인증 서비스를 제공함으로써 고객 신뢰도를 제고

캐터필러의 부품 순환 및 재제조 프로세스

* 고장 전 교체를 권장합니다. 실패 후 교체하면 부분 크레딧이 발생할 수 있습니다.

4. 종합 및 시사점

최근 경영트렌드는 환경 보전과 함께 자원 및 에너지의 효율적 사용이 기업 경쟁력의 중요 요소로 부각

• 산업 성장을 위한 천연자원의 무분별한 채취와 사용이 구시대적 관행으로 전락하면서 제품수명 주기 연장을 위한 3R(Reuse, Repair, Remanufacturing)이 기업 경쟁우위의 원천으로 부상

Space X와 캐터필러는 상기 3R 관점에서 발상의 전환을 바탕으로 기존 경쟁업체 대비 경쟁우위를 확보한 혁신 기업의 대표 사례라고 평가

• Space X는 그동안 막대한 비용 때문에 민간 부문에서는 어렵다고 인식되었던 우주 사업 분야를 발사체 및 주요 부품의 재활용 및 수리(Reuse, Repair)를 통해 명실상부한 선도 업체로 각인
- Space X는 발사체 재활용 및 부품 재수리, 재활용을 통해 기존 NASA 등이 우주 사업에서 수행했던 비용 대비 1/10 이하 수준으로 원가절감을 실현
- Space X의 사업모델 및 원가절감은 자원 재활용 등 순환경제 측면에서 볼 때 他산업 및 기업에도 시사하는 바가 큼
• 캐터필러의 순환경제 시스템은 자재 비용 절감과 충성 고객층 확보 측면에서 높은 성과를 창출
- 캐터필러는 제품을 생산할 때부터 재제조 제품이 새 제품과 동일한 성능을 낼 수 있도록 내구성을 강화해 제작하고 있으며, 기존 제품의 수명을 연장시키는 서비스도 제공
- 캐터필러 인증 재구축 서비스는 고객이 새 장비를 구입하는 비용보다 훨씬 적은 비용으로 제품을 업데이트해 기존 제품의 수명을 연장하는 방식. 이 과정에서 350개 이상의 테스트를 거치고, 약7,000개의 부품이 자동으로 교체됨
- 동사의 <2020 지속가능 보고서>에 따르면 이와 같은 순환경제 시스템을 통해 온실가스 배출량을 2006년 대비 51%가량 줄였고, 신재생에너지를 에너지원으로 사용하는 비율을 33% 달성하며 목표치 (20%)를 넘겼다고 밝힘

국내 기업들도 생산, 정비 공정 활동에서 발상의 전환으로 3R(Reuse, Repair, Remanufacturing) 관점의 전반적인 검토가 필요한 시점

• 순환경제 측면에서 잠재된 낭비 요소를 제거하고, 새로운 원가절감 요소가 있는지 지속적으로 모니터링함으로써 추가적인 경쟁우위 요소 발굴이 필요
• 이와 함께 제품 설계 및 신규 설비 도입 시, 부품 재활용(Reuse) 및 재제조(Remanufacturing)에 대한 설계 작업이 반영되어야 함

이 자료에 나타난 내용은 포스코경영연구원의 공식 견해와는 다를 수 있습니다.