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ICT로 제조혁신, 스마트팩토리

① 제조업의 중요성

서비스 분야의 발달로 제조업 비중이 감소하고 탈산업화가 심화되어 왔으나, 제조업이 전후방 연관효과가 높고 경제 전체에 미치는 영향이 크기 때문에 미국·독일·일본 등 선진국을 중심으로 제조업을 재조명

○ 2008년 세계적인 글로벌 금융위기 이후 동반된 제조업의 침체는 고령화에 따른 노동 인력의 감소와 국내외 인건비 상승 등의 문제로 고전을 면치 못함

○ 반면 제조업 기반이 튼튼한 독일은 빠른 경제 회복력을 보이며 유로존의 버팀목으로 자리매김하면서 제조업의 중요성을 입증

- 독일 제조업은 유럽 제조업의 총 부가가치의 30%를 차지하며 입지를 다졌고, 제조업의 경쟁력을 강화하기 위해 지속적인 연구 개발과 최첨단 자동화를 단행

- 이에 따라 독일 제조업의 생산성은 대폭 향상됨에 따라 오프쇼어링(Off-shoring)의 비중이 현저히 낮음

아웃소싱의 한 형태로, 기업들이 경비를 절감하기 위해 생산, 용역, 일자리 등을 해외로 내보내는 현상

- 생산성 향상·자동화·제조 기술을 바탕으로 풍력 발전·태양열 활용 등 신성장 산업의 주요 장비도 독일 기업이 제조하게 됨에 따라 신산업 경쟁력도 동반 상승

- 독일을 본보기로 제조업의 영향력과 중요성을 깨닫고 세계는 제조업 경쟁력 강화에 주력

○ 생산비 절감 등을 이유로 인건비가 저렴한 해외로 이전했던 공장들을 자국으로 불러들이는 리쇼어링(Reshoring)의 분위기가 확산

- 미국 오바마 정부는 ‘일자리 자석’ 정책을 추진하였으며, 제조업이 인력의 고용과 자본의 재투자를 견인할 것이라 생각

- 이에 리쇼어링을 통한 유턴기업에 대해 2년간의 설비투자 세제감면과 제조업체에게는 25% 우대세율을 적용하는 등 다양한 지원책을 제시

- 이와 같은 정책으로 미국 자동차 업체 ‘포드(Ford)’는 멕시코와 중국에 있는 생산 시설을 미국 오하이오 주와 미시간 주로 귀환

한국 경제 성장을 견인해온 제조업의 위기

○ 국내총생산의 약 30%를 차지하고 경제 성장의 견인차 역할을 했던 제조업이 수년간 경기침체가 이어지며 위기에 봉착

- 세계 경기 침체 영향으로 수출 주도의 산업 구조인 한국은 큰 타격을 입으며 제조업의 위기가 대두

- 저효율·고비용의 산업 구조 역시 글로벌 경쟁력 약화에 견인

○ 딜로이트 글로벌과 미국경쟁력위원회는 ‘국제 제조업 경쟁력 지수’ 보고서에서 한국이 지난해 5위에서 오는 2020년에는 6위로 하락한다고 전망

- 2020년 5위는 현재 10위권 밖인 인도가 차지할 것으로 예상

- 이는 미국, 중국, 독일, 일본이 오는 2020년에도 여전히 상위 그룹에 속할 것이라는 전망과 대조

< 글로벌 제조업 경쟁력 지수 순위 >

※ 자료 : Deloitte

○ 전문가들은 한국 제조업의 하락이 기술 우위의 제조 강국과 비용 우위의 제조 강국 사이에 끼여 차별성을 잃었기 때문이라고 분석

○ 우리 나라는 인건비 부담, 각종 규제 등의 문제로 2016년 한 해 동안 1,594개의 국내 중소기업이 해외법인을 설립하였고, 60억 달러 이상을 투자하고 있는 실정

○ 또한 오프쇼어링이 계속 늘고 있는 추세이지만, 개도국의 인건비 상승과 기술 유출 등으로 개도국 기업들의 추격 우려 등의 문제 등이 발생

이에 본 보고서는 ‘4차 산업혁명’의 핵심인 제조혁신을 위해 스마트팩토리의 주요 정책 및 기업 동향을 살펴보고, 해결 문제와 시사점 도출을 추진하고자 함

② 스마트팩토리의 정의

(개념) 스마트팩토리란 단순 자동화 공장이 아닌, 제품의 기획·설계·생산·유통·판매 등 전 과정을 ICT(정보통신기술)로 통합해 스스로 데이터를 수집하고 작업 명령을 내릴 수 있도록 설계된 ‘지능화 공장’을 의미

○ 사물인터넷(IoT)를 통해 실시간으로 기계의 상태나 공정의 진행률 등의 정보를 수집하고 정보를 공유하며, 필요한 의사결정을 내리는 동시에 최고의 생산 효율을 낼 수 있는 지능화 공장

- 스마트팩토리는 기존 제조기술에 센서·클라우드(Cloud)·빅데이터(Big Data)·정밀 제어·모바일 등 다양한 ICT 기술과의 융합을 통해 구축

- 또한 높은 수준의 자동화 및 지능화된 인프라를 제공함으로써 생산성 향상·에너지 절감·안전한 생산 환경 구현·다품종 복합생산이 가능한 유연한 생산체계의 구축이 가능

- 이를 통해 개인 맞춤 제조, 제조·서비스 융합 등 새로운 제조·비즈니스 환경에 능동적 대응이 가능

- 스마트팩토리 생태계의 주요 주체는 애플리케이션·플랫폼·디바이스로 구성되고 여기에 네트워크·상호 운용성·보안 분야를 추가하여 세부 기술로 구분

- 공장의 자동화, 지능화 구현을 위한 기술 중 대표적인 기술은 IoT와 이를 기반으로 한 CPS(Cyber Physical Systems)라고 불리는 가상 물리 시스템으로 꼽힘

○ 스마트팩토리의 기술 수준은 ▲기초 ▲중간1 ▲중간2 ▲고도화 4가지 수준으로 분류하며, 현재 현존하는 기업 중 가장 높은 수준은 중간2 수준의 기술 개발에 성공

- (기초 수준) 생산이력 추적 관리와 일부 공정이 자동화된 상태

- (중간1) 광범위한 생산정보를 실시간으로 집계 및 모니터링이 가능한 상태

- (중간2) ICT 기술과 SW 기반으로 실시간 자동제어가 가능한 상태

- (고도화 수준) IoT(사물인터넷)와 CPS(Cyber-Physical System) 기반의 유연 생산이 가능한 상태

- 현재까지 개발된 스마트팩토리 기술 수준은 중간2 단계로, 독일의 지멘스(SIEMENS)가 현존하는 기업 중 가장 높은 수준의 기업으로 선정

(필요성) 제조업과 ICT를 융합하여 경쟁력을 창출하는 4차 산업혁명이 가속화됨에 따라 스마트팩토리 구축을 통한 맞춤형 유연 생산 체제로 전환은 필수

○ 글로벌 시장 조사기관인 마켓앤마켓(Markets and Markets)에 따르면 전 세계 스마트팩토리 시장은 2017년부터 연평균 9.3%씩 성장해 2022년까지 2,460억 달러 규모로 성장할 것이라고 전망

○ 해외에서는 ‘제 4차 산업혁명’의 주요 핵심을 제조업이라 인지하여, 정부뿐만 아니라 민간 기업에서도 스마트팩토리 구축을 위한 대규모 투자를 통해 제조혁신을 진행 중

○ 또한 과학기술정보통신부 미래준비위원회는 제조 혁명이 4차 산업혁명의 핵심 기술 및 경제·정치·환경·사회 이슈와도 밀접한 관련이 있음을 발표

- 지능정보기술로 세상의 연결성이 높아지고 사물이 지능화되면서, 제조를 비롯한 생산 활동이 소비와 밀접하게 결합할 것이라는 의견

○ 고객의 니즈가 다양해지면서 다품종 대량생산 시대의 도래에 맞춰 맞춤형 유연 생산 체제의 전환이 요구됨에 따라 스마트팩토리 도입은 필수적

(기대효과) 스마트팩토리 구축을 통해 ▲생산성 증가 ▲인건비·에너지 감소 ▲품질 향상 ▲리쇼어링 증가 ▲대·중소기업의 상생 협력 증가 등 현재 대두되고 있는 제조업의 문제점 개선이 가능

○ 제조업의 질적 고도화로 에너지·인건비 절감, 부가가치 증가 등 생산성이 증가되는 양적 성장기반 마련이 가능

- 한국 산업통상자원부에 따르면 2016년까지 스마트팩토리 보급·확산 사업으로 인해 ▲생산성 23% 향상 ▲불량률 46% 감소 ▲납기 기간 34.6% 감소 등 경쟁력이 향상되었다고 발표

- 이런 경쟁력 향상이 사업 다각화, 신규 판로 개척, 일자리 창출 등 기업 경영 실적 개선으로의 부가가치 창출

○ 리쇼어링이 증가하여 첨단산업 생산기지의 해외 이전에 기술 유출을 방지

- 최근 미국·독일 등 주요국은 스마트팩토리를 통하여 리쇼어링이 증가하고 있으며, 중국·인도 등 신흥국의 임금 인상 등으로 오프쇼어링의 필요성이 약화

- 생산기지의 해외 이전에 따른 첨단산업 기술 유출 적발사례가 지속적으로 증가하여 이에 따른 피해액이 연평균 50조원(GDP 3%) 수준으로 예상(산업기술보호센터, ‘14.12.)

○ IoT, 빅데이터, CPS 등을 통한 유연 생산체계 구축으로 소비자 맞춤형 대량생산이 가능하게 되어 제조업의 서비스화를 통한 경쟁력 강화

- 최근 소비자 맞춤형의 소비 트렌드에 맞추어 시제품을 만들 수 있는 3D 프린트의 기술이 발달하여 개인적 성향에 맞춰 제품을 제공할 수 있는 수준에 도달

○ 저임금·열악한 노동환경 등의 이유로 제조업 기피 현상으로 인해 제조 인력 감소문제를 ICT 및 제조업 전반의 전문지식을 요구하는 창의융합형 인재를 필요로 하는 새로운 분야의 일자리 창출

- 스마트제조를 선도하기 위해서는 기존처럼 특정 단일 분야 전문 인력 양성만으로는 부족하며, 다분야 능력을 갖는 인력 양성이 필요

③ 주요국의 스마트팩토리 정부정책 현황

(독일) 제조업의 생태계 조성을 통해서 경쟁우위 확보를 위한 국가적 마스터 플랜 ‘Industry 4.0’

○ 2011년 독일은 중국·인도 등 신흥국의 원가 경쟁력을 통한 추격, 미국·일본 등 선진국의 기술 추격에 대응해 제조업의 주도권을 지속하기 위해 차세대 산업혁명을 지칭하며 제조업과 ICT의 융합으로 스마트팩토리를 구현하는 Industry4.0을 발표

- 전 세계 제조업의 부가가치 비중이 1995년에서 2011년까지 독일(8.9%→6.5%)은 하락한 반면 중국(4.4%→21%)은 급격한 성장세를 보이며 독일을 위협

- 중국의 빠른 성장뿐만 아니라 고령화·인건비 상승 등 사회적 문제로 인해 제조업 분야의 경쟁력 강화에 주력하기 위한 방안으로 Industry4.0 전략 수립

○ 국가 경쟁력 강화를 위해 4년마다 갱신하고 있는 ‘하이테크전략 2020’의 10대 프로젝트 중 ‘Industry 4.0’을 포함하여 국가 로드맵 작성

- 국가 10대 미래전략의 일환으로 민·관·학 연계를 통한 제조업 혁신 추진

○ 연구·개발(R&D) 중심의 ‘Industry 4.0’는 실질적인 표준화 및 실용화 성적 부진 등의 문제점이 발생하였고, 2015년 제조 생태계 전략 방안인 ‘Platform Industry 4.0’ 전략을 추진 중

- ‘Platform Industry 4.0’은 ▲플랫폼 및 표준 ▲연구 및 혁신 ▲사이버 보안 ▲법/제도적 조건 ▲인력 양성 및 교육 등 5개의 핵심 분야별로 실제 적용 가능한 결과물을 도출하는 것이 목표

- 기업 간의 협업을 통해 표준을 정립하고 이를 기반으로 효율적인 생산 체계를 구현, 고품질·고부가의 제품을 생산해 제조업 경쟁력과 시장 지배력을 동시에 잡겠다는 독일의 야심찬 계획

(미국) ‘리메이킹 아메리카(Remaking America)’ 슬로건 아래 제조업의 부흥정책인 ‘첨단제조 파트너십(AMP)’과 민간 중심의 ‘산업인터넷 컨소시엄(IIC)을 추진 중

○ 2011년 미국은 대통령 과학기술자문위원회의 권고로 제조업과 로봇 기술을 융합하는 ‘첨단제조 파트너십(AMP)’을 발표

- ‘첨단제조 파트너십’은 산·학·관의 역량을 결집해 질 높은 제조업 고용을 창출하고, 국가 경쟁력을 끌어올릴 수 있도록 신기술 R&D 투자에 초점

- 오바마 정부는 ▲안보 ▲첨단소재 ▲로봇공학 ▲제조공정의 4대 중점 영역을 선정, 5억 달러 이상의 예산을 투입

- 이를 통해 대기업은 물론 중소기업과 스타트업까지 대상으로 한 제조업 지원 정책 추진

○ 2014년 정부 주도의 정책프로그램뿐만 아니라 민간 기업들을 중심으로 ‘산업인터넷 컨소시엄(IIC)’을 구성하여 단기·실용 계획 실행에 초점

- 미국 기업은 기존의 사물인터넷(IoT) 연장선상에서 스마트팩토리를 이해하고, 당장 확보 가능한 사업이익을 추구하여 단기·실용 계획 실행에 초점

- AT&T·시스코·GE·IBM·인텔 등 5개 기업은 ▲상호 연결되는 기계 및 장치 ▲지능형 분석 ▲작업의 개발·도입·확산을 목표로 컨소시엄을 조직

- 이를 통해 산업 인터넷 플랫폼을 선점하고, 세계적 확산을 주도하기 위한 플랫폼을 구축할 뿐 아니라, 관련 기업과의 컨소시엄을 구성해 영향력을 확대

(일본) 일본은 4차 산업혁명을 이끌어 갈 전략적 아이템으로 경쟁 우위를 지닌 로봇을 채택하여 ‘로봇 신전략’을 발표하며 산업 부문에서 로봇 활용을 확대

○ 일본은 일본 재흥전략 중 ‘일본 산업재흥 플랜’을 통해 첨단설비 투자 촉진과 과학기술 혁신 추진을 핵심과제로 제조업 부흥을 계획

- 이를 위한 10대 과제 중 하나로 ‘로봇혁명’을 선정하고, 2015년 실천계획으로 ‘로봇 신전략’ 계획을 발표하며 다양한 산업 부문에서 로봇 활용을 확대할 방침

○ ‘로봇 신전략’은 스마트팩토리 시스템 표준화를 주도하는 독일과 산업 빅데이터를 이용해 부가가치를 높이려는 미국의 전략을 검토해 ‘표준화와 빅데이터 활용’을 모두 고려한 전략

- 단계적으로 ▲제조업 로봇의 국제 표준을 획득하고, ▲다양한 분야에서 로봇 활용과 ▲빅데이터 축적, 그리고 ▲축적된 데이터로부터 인공지능 기술을 강화하는 것을 목표로 추진

- 2020년까지 스마트팩토리 국제 표준화와 50개 첨단 활용 사례를 창출하는 것이 목표

(중국) 중국은 장기 전략인 ‘중국제조 2025’와 ‘인터넷 플러스’ 전략을 연계하여 제조업 활성화를 목표로 산업 고도화 전략을 발표하며, 세계 제조 1위 국가를 목표

○ 중국은 독일의 인더스트리 4.0 전략을 벤치마킹하여 과거 노동집약형 산업에서 제조업 전반의 산업 구조조정을 통해 제조 강국으로 변모하기 위해 ‘제조 2025’ 전략을 수립

- 중국은 저렴한 노동력을 토대로 노동집약형 산업으로 성장했으나 노동비용이 점차 상승하며 경쟁력을 상실하고 선진국에 비해 기술이나 브랜드 면에서 우위가 낮아 국제 시장에서 점유율이 계속 하락하는 추세

- 제조업의 산업구조 전환과 선진화를 실현하기 위해 향후 30년간 3단계에 걸쳐 단계적으로 ‘중국 제조 2025’를 실현하여 새로운 제조 강국으로의 재도약을 기대

1단계 : 2025년까지, 2단계 : 2035년까지, 3단계 2049년까지

○ ‘중국 제조 2025’와 연계해 추진될 ‘인터넷 플러스’ 정책은 ICT 기반의 산업 융합을 통해 중국 경제 구조를 개조하고 ICT와 전통 산업을 결합하는 산업구조 고도화 전략

- ‘인터넷 플러스’ 정책에서 제조 분야의 목표는 제조업의 네트워크화를 이루어 서비스 기능의 강화를 통한 스마트 제조의 확립

(한국) 2014년 한국 경제 성장의 핵심 동력인 제조업에 ICT를 융합하는 ‘제조업 혁신 3.0’ 정책을 발표하고 민관 합동 ‘스마트 공장 추진단’을 구성하였으며, 2017년 ‘스마트 제조혁신 비전2025’ 전략을 발표

○ 2014년 민관 공동 제조혁신위원회를 통해 제조업의 스마트 산업혁명을 위한 ‘제조업 혁신 3.0 전략’ 수립

- 제조업과 ICT를 융합하여 생산성과 제품의 경쟁력을 높이고, 창의적인 스마트 융합 신제품을 조기에 사업화하여 신사업 창출에 기여

- 삼성·현대·LG 등 대기업들과 협력사들을 연계하여 제조 현장을 대폭 혁신하는 스마트팩토리를 2025년까지 3만 개 확산 계획

- 전자·자동차·기계·철강 등 8대 업종별로 대표 기업들을 선정하여 이들이 중심이 되어 스마트팩토리 구축을 확산

전자, 자동차, 철강, 화장품, 전기, 석유화학, 디스플레이, 방산 등 8대 업종

④ 주요 기업의 스마트팩토리 동향

(GE) GE(General Electric)는 ‘생각하는 공장(Brilliant Factory)’ 개념을 처음으로 적용하여 클라우드 기반 산업인터넷 SW 플랫폼인 ‘프리딕스(Predix)’를 개발하면서 스마트팩토리 시장을 선도

○ 2015년 8월 GE는 10억 달러(약 1조 1300억 원) 이상을 투자해 클라우드 기반의 개방형 소프트웨어 플랫폼인 ‘프리딕스’를 출시하면서 2017년 10억 달러의 매출을 예상

- ‘프리딕스’ 플랫폼은 GE가 판매하고 있는 항공기 엔진이나 철도, 선박 제품에 센서를 부착하여 발생하는 데이터를 분석하여 기계의 고장을 미리 예측하고, 예측을 통해 보다 나은 효율을 찾도록 돕는 스마트팩토리 솔루션

○ 또한 GE는 물리적인 사물과 컴퓨터에 동일하게 표현되는 가상 모델의 ‘디지털 트윈(Digital twin)’ 개념을 만들어 2016년 기준 551,000개의 디지털 트윈 개발에 성공

- 기계가 수집하는 센서 정보에 물리 엔진·인공지능·데이터 분석·과학자 및 기술자들의 지식을 더해 ‘디지털 트윈’을 제작

- 이를 기반으로 비행기 엔진·기관차·가스·풍력 터빈의 마모와 손상을 실제 센서 데이터를 바탕으로 파악하며, 수리 시점을 예측하여 정비 스케줄을 결정

- 에너지, 항공, 헬스케어, 자동차, 국방 등 여러 산업 분야에서 디지털 트윈을 이용하여 자산 최적화, 돌발사고 최소화, 생산성 증가 등의 효율을 향상

○ 개방형 플랫폼을 무기로 빠르게 협력사를 늘려 현재 650여개의 업체에 서비스를 제공하면서 지멘스와 스마트팩토리를 위한 플랫폼 시장을 두고 각축전

- 제조업체마다 생산 시스템이 각양각색인 만큼 스마트팩토리 플랫폼 업체 입장에서는 가능한 한 다수의 기업 시스템과 호환될 수 있는 플랫폼을 제공하는 것이 중요

- 이러한 점에서 전문가들은 GE의 ‘프리딕스’는 클라우드 시스템을 기반하여 높은 호환성으로 개방성 측면에서 지멘스를 앞선다고 평가

- 보쉬(Bosch)의 소프트웨어 솔루션 책임자인 레이너 칼렌바흐(Rainer Kallenbach)는 보쉬와 GE는 서로의 클라우드 플랫폼 및 관련 소프트웨어를 상호 운용 가능하게 만들기로 합의했다고 밝히며 플랫폼 개방의 중요성을 강조

○ 2016년 GE와 MS(Microsoft)는 캐나다 토론토에서 개최한 ‘월드와이드 파트너 컨퍼런스’에서 전략적 제휴를 발표하면서 외부사와의 협업에도 적극 참여

- 협력의 핵심은 GE가 내세우는 산업인터넷 플랫폼인 ‘프리딕스’를 MS의 클라우드 서비스인 ‘애저(Azure)’에서 구동하고, MS 증강현실 기기 ‘홀로렌즈’를 GE 제품에서 활용

- 그 외에도 프리딕스 플랫폼을 기반으로 네트워크에서 ‘시스코’, 유저 인터페이스에서 ‘PTC’, 보안 및 소프트웨어에서 ‘액센츄어’, ‘딜로이트’, ‘와이프로’ 등 다양한 외부 기업들과 연계

- 로크웰, 하니웰과 같은 전통적 자동화 기업들과 마이크로소프트, IBM, 오라클 등 기존 ICT 대기업들도 활발한 합종연횡을 통해 산업 인터넷 플랫폼 시장의 선도 기업으로 발돋움

(SIEMENS) 독일 지멘스의 암베르크 공장은 IIoT(Industrial Internet of Things) 플랫폼인 ‘마인드 스피어(Mindsphere)’를 바탕으로, 스마트팩토리 수준은 중간2 수준으로 현존하는 기업 중 최고의 자동화·스마트화된 기업으로 선정

○ 지멘스의 암베르크 스마트팩토리는 IoT 플랫폼 ‘마인드 스피어’를 통해 ‘불량률 제로’에 도전하고 있으며 빅데이터를 바탕으로 전체 공정의 75%가 자동화로 진행되며, 불량률 0.001% 수준에 불과

- ‘마인드 스피어’는 견고성·개방성·보안성·분석 도구를 모두 갖춘 오픈 IIoT 플랫폼으로 표준화에 큰 강점

- 1천여 개의 IoT 센서로 설비를 연결해 각 공정 단계마다 제품의 이상 유무를 점검하고, 불량품 발생 시 바로 생산라인을 멈추고 부품 교체가 가능하면서 센서와 제어·계측 기술의 중요성을 부각

- 하루에 수집되는 5,000만 건의 정보를 통해 제조 공정마다 실시간으로 작업지시를 내려 작업 및 공정을 최적화하였고 그 결과 전 제품의 99.7%를 주문 후 24시간 이내에 출하

○ 지멘스의 CEO Helmuth Ludwig은 자사의 성공 배경으로 ▲PLM(Product Lifecycle Management) ▲MES(Manufacturing Execution System) ▲생산자동화 등 3가지 생산 기술을 선정

- 스마트팩토리를 위한 기반이 없는 중소기업이 가장 먼저 시작해야 할 것은 PLM(제품 수명주기 관리)라고 강조

○ 지멘스는 100여 개의 기업과 파트너십을 맺고 있으며, 코카콜라·아마존·SAP 등 많은 기업이 ‘마인드 스피어’를 채택하면서 세계 최고의 기술력을 인정받고 있는 실정

(포스코ICT) 세계 최초로 연속공정 스마트팩토리 표준 플랫폼인 ‘포스프레임(PosFrame)’을 철강산업에 적용하는 것을 성공하며, 타 공장으로의 확산 적용 사업을 추진

○ 포스코는 2015년부터 광양제철소 후판 공장 생산설비에 IoT를 적용해 현장의 데이터를 수집하고, 이를 빅데이터 기반으로 실시간 분석하고 예측함은 물론, AI를 통한 자가 학습으로 최적의 제어를 가능하게 하는 스마트팩토리를 구축

- 광양제철소 후판부는 철강 고유 연속 공정의 축소판이면서 여러 공정을 가지고 있는 점 때문에 스마트팩토리 시험 사업장으로 선정됨

○ 포스코ICT는 국내 최대 목질자재 전문기업인 ‘동화기업’의 파티클보드(Particle Board)공장을 스마트팩토리 시범공장으로 선정해 2018년 8월까지 관련 사업 추진

- 동화기업의 파티클보드는 ‘포스프레임(PosFrame)’을 국내에서는 처음으로 클라우드 기반으로 적용되어, 인프라 도입에 따른 초기 구축비용을 절감하고 운영 효율성을 높일 전망

⑤ 해결과제 및 시사점

가. 제조업 혁신을 위한 해결과제

정형화된 표준화 솔루션의 부재

○ 국내 스마트팩토리의 IoT, 클라우드, 빅데이터, 인공지능 등 HW, SW 분야 주요 기술의 경쟁력이 선진국의 70% 미만 수준인 것으로 나타나 기초 기술 연구 개발에 많은 혁신이 요구

- 국내 스마트팩토리 시범사업 추진 시 공급 기술의 국산화율은 약 34%에 불과

- 이조차 대부분 중저가 부품 및 장비에 집중되어 있어 국산화 기술 마련이 시급

○ 국내 제조업의 경우 대기업을 중심으로 ICT를 적용하여 제조현장의 혁신을 하고자 하는 시도가 진행되고 있으나 외산 솔루션에 대한 의존도가 높고, 스마트팩토리를 위한 민간투자는 초기 단계에 불과

○ 아직 전 세계적으로 표준화로 정형화된 솔루션의 부재로 시장 선점을 위한 각 국가와 기업들의 투자와 연구개발이 지속

운용 전문인력·예산·투자자금 등 경영자원의 부족

○ 최첨단 기술의 솔루션이 도입되는 만큼 이를 도입하고 운영할 수 있는 예산과 전문 인력 등 경영자원이 턱없이 부족한 것이 현실

- 고령화와 저임금으로 인한 제조업 기피 현상이 심화되면서 전문 기술 인력이 부족하여 스마트팩토리 구축이 되더라도 관리할 수 있는 전문 인력이 전무한 상태

○ 또한 규모가 작은 중소기업 입장에서 값비싼 솔루션을 도입함으로써 투자대비수익률(ROI)이 높을지는 미지수

○ 정부에서 스마트팩토리 지원 사업을 진행하고 있으나, 한정된 예산과 사업 기간으로 인하여 중저가 부품 및 장비에 집중되어 있는 실정

나. 시사점

기업은 스마트팩토리 구축을 위해 타 산업에 대한 이해를 높이고 협업을 위한 기반 구축이 필요

○ Bosch Software Innovations CEO, Rainer Kallenbach은 “어떤 회사도 혼자서는 IIOT 기반을 마련할 수 없다”며 기업 간 협업의 중요성 강조

○ 플랫폼은 4차 산업혁명 시대의 중요한 생산 양식으로 글로벌 차원으로 확대되는 네트워크 구조를 형성

- 모든 대상이 연결될 수 있게 되면서, 다수의 기업이 협력하여 다양한 효용을 이용자에게 제공

- 네트워크에서 참여자 개체와 참여자 간 연결의 수가 증가할수록 이를 매개하는 플랫폼의 역할이 중요

○ 4차 산업혁명 시대에서 플랫폼은 산업 생태계를 형성하는 구심점이 되며, 다양한 자원을 가진 외부 기업과 협력하기 위한 플랫폼 구축은 필수 요소

- 이미 스마트팩토리 선도 기업인 GE의 ‘프리딕스’, 지멘스의 ‘마인드 스피어’등은 플랫폼을 구축하여 세계 각국의 경쟁력 있는 기업과의 협업을 진행

○ 우리나라는 플랫폼 경제에서 플랫폼의 참여자나 이용자에서 벗어나 설계자로 역할 전환이 필요

○ 그러나 국내 기업들 중 인공지능, 빅데이터, 가상현실 등 최근 4차 산업혁명에 대두되고 있는 기술들에 있어서 구글·아마존 같은 선도 기업에 비하여 기술력이 부족한 형편

○ 4차 산업혁명의 핵심 기술을 확보하기 위해 GE, 지멘스 등 스마트팩토리 선도 기업들과의 적극적인 협업이나 유망한 스타트업을 인수하는 방안도 긍정적 검토가 필요

중소기업을 위한 클라우드형 솔루션 개발이 필요

○ 대기업은 자체 플랫폼 개발을 위해 공격적인 연구개발과 예산을 투자하고 있지만, 중소·영소기업은 예산·인력 등 경원자원 부족 등의 문제로 자체개발은 물론 타 사의 솔루션 도입도 부담되는 실정

○ 국내 제조업의 90% 이상을 차지하는 중소·영소기업을 위해 저렴하고 타 사와의 호환이 자유로운 클라우드형 솔루션 개발 및 지원 사업이 필요

- 국내 중소기업이 제조업의 90% 이상을 차지하는 만큼 제조업의 혁신을 위해서는 중소기업의 경쟁력 강화는 필수적

- 솔루션 자체 개발이 힘든 만큼 부족한 예산·협소한 공간 등의 애로사항을 해결할 수 있는 클라우드형 솔루션이 효과적

○ 중소/영소기업의 스마트팩토리 솔루션 개발 사례로 국내 스타트업 울랄라랩(UlalaLAB)이 IoT 및 Data 기반의 스마트팩토리 솔루션인 ‘윔팩토리(WimFactory)’를 개발한 것이 대표적

- 윔팩토리는 중소기업들이 이미 가지고 있는 설비 위에 플랫폼 추가가 가능하고, 상대적으로 저렴한 가격으로 스마트팩토리 전환에 필요한 가장 기본적인 툴을 제공

○ 이러한 사례를 바탕으로 중소기업을 위한 더 고도화된 스마트팩토리 솔루션 개발을 위한 국가 차원의 지원 사업이 확대될 필요

국내 실정에 맞는 제조업의 스마트화를 위해서 선행연구가 먼저 실시될 필요성이 있음

○ 정부는 외국 성공 사례에만 의존하여 정책이나 기술을 무조건 도입할 경우 지나치게 이상적이거나 국내 실정에 맞지 않을 수 있으며, 기업은 기업 상황에만 맞춰 목표를 설정할 경우 현실적일 수 있으나 미래지향적이지 못할 수 있음

- 제조 주요국은 리쇼어링의 중요성을 인지하고 관련 정책을 수립하여 리쇼어링을 적극 권장하고 있는 상황

- 저렴한 인건비 등 생산비 절감을 위해 아웃쇼어링이 늘고 있으나, 국내는 생산인구 고령화·높은 인건비는 물론 비싼 토지 비용 등으로 인해 리쇼어링 정책이 적합한가에 대한 연구가 선행되어야 함

○ 따라서 민·관·학 등이 거버넌스 차원의 협업을 통해 국내 제조 실정에 대한 연구가 선행되어야하며, 그에 맞는 스마트화가 진행돼야함

제조업의 스마트 혁신을 위한 ICT의 기술 고도화 방안으로 범부처 차원의 정책 수립 및 사업 기획이 필요

○ 스마트추진단의 국내 제조업 스마트팩토리 기술 수준 조사결과에 따르면 기초 단계(79.1%), 중간1 단계(19.2%), 중간2 단계(1.7%) 고도화는 없는 실정

○ 2017년 기준 2,800개의 기업이 스마트팩토리를 구축했다고 하지만, 그 중 약 80%가 기초단계인 만큼 ICT를 융합한 기술 고도화가 필요

○ 제조업과 ICT는 전혀 다른 두 산업이 융합하는 만큼 스마트팩토리의 경쟁력을 강화하기 위해서는 범부처 차원의 복합 산업 융합 정책과 지원 사업 기획이 필요

- 각 제조공장의 산업 분야·업종·특성에 따라 가지각색의 공정으로 인해 획일화된 솔루션으로 모든 기업에 적용하기는 힘든 실정

- 각 기업의 고도화된 스마트팩토리 구축을 위해서는 ICT기업과 제조기업을 연계하여 전략적 파트너십을 맺고 플랫폼 기반으로 맞춤형 솔루션을 제공하는 것도 하나의 방안

- 차별화된 전략을 바탕으로 제조업은 ICT기업과, ICT기업은 제조업과의 협업을 적극적으로 진행 할 필요가 있음

출처 : 정보통신기술진흥센터, ICT SPOT ISSUE(2017-11호)