1. 국내･외 제조환경의 변화

□ 글로벌 공급망(GVC) 제약의 지속화 및 블록형 벨류체인망 등장 가능성 증대

    코로나19 팬데믹(오미크론 재확산) 지속, 장기적인 기후변화 등으로 인한 글로벌 공급망 문제가 지속화될 것으로 예상

ㅇ 러시아의 우크라이나 침공(전쟁), 민주주의-권위주의 갈등 등으로 인한 기존 GVC가 아닌 블록화된 밸류체인망의 등장 가능성 증대

ㅇ 자원 민족주의에 따른 일부 국가에서의 의도적인 수출규제 등으로 글로벌 공급망에서의 불확실성 요소 증가 및 원자재 비용 상승

□ 인구 고령화 및 출산율 저하로 인한 생산 가능 인력감소의 심화

ㅇ 인구 고령화로 인한 전 지구적인 생산가능 인구 감소(한국은 ’30년까지 15~64세의 생산가능 인구 320만명 감소 예상, 고용노동부)

ㅇ 고용 총인원 9백만 명이 넘는 4천여 개의 글로벌기업 데이터를 연구한 결과, 대(大) 퇴사의 물결은 업종이나 기업규모를 가리지 않고 전방위로 확산(하버드 비즈니스 리뷰, ’21.09.)

ㅇ 이에 따라, 보다 높은 임금과 복지혜택, 유연한 근로시간과 원격근무 옵션, 더 나은 직장문화를 제공하는 일자리를 골라서 갈 수 있게 된 ‘공급자 우위의 고용시장’으로 변경 예상

□ 디지털전환 가속화 및 메타버스 확산

ㅇ 제조업은 품질개선, 운영비용 절감, 데이터 추적관리 용이, 신제품 도입 비용 절감 및 기간 단축 등의 현실적인 측면에서 디지털 전환에 대한 인식 및 공감대가 확산되고 있음

- 생산･운영 측면에서 AI 기술 등의 IT 서비스 효과가 입증되고 있으며, 스마트제조 보급으로 데이터분석, IT 도입에 대한 인식의 진입장벽이 낮아짐

ㅇ 제품이나 서비스를 개발･생산･유통하는 과정에서 지속가능성의 가치 실현에 대해서 진지한 입장을 가지고 있으며, 관련기술(특히 XR, VR기술 등)을 활용하여 가시적인 성과를 창출하고 있음

ㅇ 현대･기아차 등 대기업에서 메타팩토리의 개념으로 디지털전환 기술을 제조분야에 접목하고자 하는 시도들이 이루어지고 있음

□With-Post 코로나19 시대의 ESG경영 가속화는 대세

ㅇ 탄소배출 절감을 위한 제조업의 자발적인 전략 수립 및 실행은 선택이 아닌 필수 사항

- 탄소배출 절감에 대한 제조업의 대응을 서둘러야 함

ㅇ 대중소 기업의 상생협력 증진 및 근로자 안전에 대한 사회적인 책무의 강화

- 중대재해처벌법 시행(’22.1.)으로 인한 기업 최고경영층의 관심이 증대되고 있지만, 중소기업은 상대적으로 취약하여 대응 강화 필요

2. 주요국의 제조 디지털 전환 현황 및 정책

가. 독일

□ 독일 경제에서의 제조업 비중은 GDP 대비 19.9%이며, 총수출에서 제조업이 차지하는 비중은 약 89.8%(’19년 자료 기준)

ㅇ 기계 및 설비, 자동차, 철강, 화학제약 등이 주요 제조업에 속하는 가운데, 투자금액 및 매출액은 자동차 산업이, 고용 창출은 기계 산업이 주도

ㅇ 유엔산업개발기구(UNIDO)가 발표한 세계 제조업 경쟁력 지수*에서 11년 연속 1위를 기록

* Competitive Industrial Performance Index, CIP Index

□ 코로나19 이후 독일의 제조업 변화와 관련 정책

ㅇ 독일은 코로나19를 개방형 디지털 생태계에서 글로벌 선구자 역할을 할 수 있는 기회로 보고 그에 따른 전략을 추진

ㅇ 특히 코로나19는 디지털화를 가속화하고 있으며 이에 따라 독일도 현재까지 진행해오던 제조업의 디지털 전환을 가속화 할 필요 제기

- 코로나19로 인한 글로벌 공급망 중단과 수요의 변화로 인해 수요-공급 간 불균형이 증가하며, 기 구축된 공급망에 대한 신뢰가 무너짐에 따라 새로운 생태계와 시장이 등장하게 되었는데, 이러한 상황은 새로운 디지털 비즈니스 모델의 필요성을 확대

ㅇ 디지털 전략 2018, 국가산업전략 2030, 가이아X 등의 정책을 통해서 포스트 코로나 시대의 스마트제조를 대비 중

- (디지털 전략 2018) 모든 사람의 삶의 질을 높이고 경제 및 환경 관련 잠재력을 펼치며 사회 통합을 확보하는 것으로 “digital-made-in.de*”를 슬로건으로 발표

* digital-made-in.de란 제품, 서비스 등 전 산업에서의 디지털화에 ‘Made in DE(독일)’ 브랜드화를 추진하겠다는 슬로건으로, 현재는 제조업뿐만 아니라 독일 내 디지털 전략 추진상황을 보여주는 대시보드를 제공하는 웹사이트 주소로도 활용

- (국가산업전략 2030) 경제･기술 역량 확보, 글로벌 산업경쟁력 및 제조업 경쟁우위 강화를 위한 정책을 제시하며 2030년까지 GDP 내 제조업 비중을 25%, 유럽 내에선 20%까지 제고를 목표로 추진*

* ’19.2월 초안 발표, ’19.11월 수정안 발표

- (가이아X) 2019년 독일에서 시작된 프로젝트이며, Google, Amazon 등 미국 혹은 중국 기업이 데이터 클라우드 주도권을 가지고 있는 것에 대한 반대급부로 유럽의 가치에 기초하여 탈집중화된 개방형 데이터 인프라 구축이 목표

- (인더스트리 5.0) 인더스트리 4.0에 사회적 가치에 대한 고려를 더한 개념으로 EU집행위원회에서 논의를 시작(’20.7월)하였으나, 그 실효성에 대해서는 아직 이견이 많은 상황으로 해석에 유의할 필요가 있으며, 추진 과정을 지속적으로 검토할 필요

나. 일본

□ 일본의 총수출에서 제조업이 차지하는 비중은 90.4%로(’19), 국가 경제에 있어서 제조업의 중요도는 높으나, 세계 제조업 경쟁력 순위는 2010년대 이후 중국, 한국 등과 경쟁하여 세계 4~5위로 하락

ㅇ 일본의 저출산･고령화 현상에 따른 노동인구 감소 문제 해결과 노동생산성 향상을 위해 국가 차원에서 전략을 마련하고 스마트제조를 적극 도입

- 세계 두 번째로 많은 신규 산업용 로봇 설치국이자, 세계에서 세 번째로 높은 제조 산업의 로봇 밀도를 지닌 국가로 평가

- 세계에서 세 번째로 높은 스마트제조 기술력(미국 대비 79.9%)을 지녔으며, 세계경제포럼(WEF)의 미래 생산능력 평가 보고서에 따르면 제조 선도국 중 하나로, 특히 생산구조 평가에서 가장 우수한 국가로 평가

□ 스마트제조 정책을 일관되게 추진하고 있으며, 정책 중간점검을 통해 미흡한 부분을 분석하고 이를 보완하기 위한 후속책을 마련

ㅇ 코로나19 대응과 2050년 탄소중립 실현을 위한 노력으로 디지털전환(DX)의 중요성이 더욱 강조되며, 생산성 향상 및 팬데믹 위기 속 유연한 대응력 강화를 위해 중소기업의 DX 가속화 방안 논의가 더욱 활발해지는 경향

ㅇ (기업혁신 역량 강화를 위한 디지털 기술 활용) 디지털 기술은 제조업의 동적 역량 강화를 위한 중요한 요소로 그간 일본 정부가 표방해온 ‘Society 5.0’, ‘커넥티드 인더스트리(Connected Industry)’를 기반으로 기업의 디지털 전환을 위한 다양한 정책을 추진

ㅇ (가치사슬 업무단계별 솔루션 간 데이터 연계) 그간 영역별로 IT솔루션이 각각 발전해왔으나 효율적인 DX 추진을 위해서는 개별 IT 솔루션 연계와 업무영역 간 원활한 데이터 연계가 중요하며, 업무영역 간 데이터 연계를 위한 해결과제를 세분화할 필요

ㅇ (5G 등 무선통신기술 활용) 제조현장에서 5G 등 무선통신기술이 본격적으로 활용되면서 제어기술(OT)과 생산계획 전체를 총괄하는 정보기술(IT)의 융합이 가속화될 전망

ㅇ (사이버 보안 대책 수립･추진) 제조업에서도 사이버 보안의 중요성이 강조되면서 일본 경제산업성은 ‘사이버 물리 보안대책 프레임워크(CPSF)’를 발표하는 한편, 산업계에서도 ‘공급망 사이버보안 컨소시엄’을 설립하는 등 민관의 노력이 확대

다. 중국

□ 중국 경제에서의 제조업 비중은 GDP 대비 28.6%이며, 총수출에서 제조업이 차지하는 비중은 약 96.2%(’19년 자료 기준)

ㅇ 코로나19 팬데믹에 따른 경제위기로 중국의 2019년 대비 2020년 GDP 성장률 감소폭은 △3.6%포인트이나, 수출 증가율은 3.5%포인트로 경기 수축에도 불구하고 빠르게 반등･회복세

- 특히 중국은 가장 많은 스마트공장을 구축한 국가(’17~’19)이며, 가장 많은 제조 공장의 스마트화가 이루어질 국가로 평가

- 중국 스마트제조 시장 규모(’20)는 약 2조 위안 정도로 추정되는 가운데, 연평균 10% 이상의 성장세를 기록 중

□ 중국의 스마트제조 정책은 크게 제조업 역량 강화를 통한 제조업의 혁신을 도모하는 《중국제조2025》와 국가 인터넷 역량 강화 기반의 산업혁신을 목표로 하는 《인터넷+》, 스마트제조의 초고도화를 위한 《스마트제조 발전 13차 5개년 계획》으로 크게 구분

ㅇ (중국제조2025) 중국의 제조업 역량 강화를 통한 제조업 혁신과 국가 경쟁력 강화를 목표로 추진된 정책이며, 향후 추진되는 중국의 스마트제조 관련 다양한 세부전략 및 계획의 모태가 되는 정책

ㅇ (인터넷+) 국가 인터넷 역량 강화를 통해 산업 전반의 디지털화와 혁신을 목표로 추진되는 정책으로 특히 《“인터넷+선진 제조업” 심화에 관한 산업인터넷 발전 지도 의견》과 같은 세부 추진전략을 통해 산업별 목표 명시

ㅇ (스마트제조 발전 13차 5개년 계획) 국가 제조업의 스마트화를 달성하기 위한 정책으로 제조업의 초고도화뿐 만 아니라 지역, 분야, 기업의 발전 불균형 해소도 정책 목표로 포함

라. 미국

□ 저탄소경제로의 전환에서 찾는 ‘美제조리더십’의 새로운 기회로 제조업 육성 및 기후변화 대응을 위한 산업-기후 분야 통합정책 필요성 제기

ㅇ ’50년까지 넷제로(Net Zero) 달성을 위해 美제조업의 산업구조 개편을 통한 ‘클린제조’ 전환이 필요한 상황

ㅇ 연방정부의 전략산업 육성을 위한 집중 투자 및 탄소배출 감소･일자리 창출 등 지원이 요구됨

- 민간 후속 투자 유도를 위한 정책 마련 및 국제무역 질서･규범을 고려하여 정책 수립

ㅇ 글로벌 저탄소 정책에 대응하여 미국 제조업 육성을 위한 4대 전략산업(수소생산, 냉난방･제습장비, 화학제품 제조 리사이클링, 바이오기반 단백질 대체재) 제시

□ 4대 전략산업 육성을 위해서는 산업별 특성에 맞는 정부 정책의 적극적 시행 중요

ㅇ 미국은 4대 전략산업 성장과 일자리 창출을 위해서 ▲민관 산업로드맵 구축 ▲R&D 지원 및 시범사업 자금지원 확대 ▲민간투자 및 수요 촉진 등의 정책 필요성이 제기

ㅇ 이를 통해 미국 제조업 경쟁력 강화 및 글로벌 기후변화 리더십 확보 가능

마. EU

□ 유럽 제조업 분야 데이터 공유를 통한 지속가능성 제고로 유럽 디지털 산업 단체인 ‘디지털 유럽(Digital Europe)’이 제조업 데이터 공유 현황과 기업의 활용 부진 원인 및 극복 방안, 데이터 공유를 활용한 제조업 지속가능성 제고 사례를 제시

ㅇ (현황) 제조업 데이터 공유의 가치는 공정 최적화 분야에서만 830억 유로로 추산되며, 원활한 데이터 공유 시 재료 자원 효율성도 최대 20% 향상될 수 있으나 실현되지 못하는 상황

- 유럽연합 집행위원회(European Commission)에 의하면, 유럽 제조업 데이터 80%가 미사용(unused)된 ‘순수 폐기물(pure waste)’로 남아 있는 상태

- 관리 우려와 데이터 공유 참여자 신뢰 부족 등으로 공급기업-고객 간 데이터 공유만 진행, 데이터 제공자에게 데이터 공유에 따른 명확한 혜택(benefit) 부재가 원인

ㅇ (방안) ‘인더스트리4.0’용 디지털 트윈(Digital Twin) 모델 기반의 엣지/클라우드(Edge/Cloud) 플랫폼 활용으로 데이터 공유 확대와 탄소배출 효율성 제고 등 지속가능성 달성 방안을 제안

□ 디지털 유럽은 범유럽 엣지/클라우드 플랫폼을 활용하는 데이터 공유 이니셔티브의 성공적 추진을 위해 필요한 양상(aspect)과 전망, 정책 권고안 및 모범 사례 마련 중

ㅇ 기계산업-예측 유지보수:공장 운영자-기계 업체-부품 업체가 생산 중단 최소화/제품 기능 향상을 위해 데이터 교환

- (문제) 데이터 공유에 대한 신뢰 부족, 지식재산권(IP) 도난 우려로 예측 유지보수에 활용이 가능한 데이터 공유 스페이스 이용 불가

- (해결) 부품 업체-기계 업체는 AAS(Asset Administration Shell)를 부품/기계 내장→공장 운영자가 생성 데이터 활용→전체 생성 데이터는 중립 플랫폼에 저장

ㅇ 백색가전–부품 폐기 감소:데이터 공유 기반 ‘협력적 상태 모니터링(Collaborative Condition Monitoring, CCM)’ 구축

- (문제) 인적 오류(human error)로 인해 기준에 부합하지 않는 부품 폐기가 발생하며 이로 인한 비용 증가, 전체 생산 공정 리스크 증가

- (해결) 부품 업체-기계 업체는 AAS을 부품/기계 내장→공장 운영자는 타 데이터와 AAS 데이터 활용해 품질 불량 예측, 피드백 확보

ㅇ 자동화 솔루션-탄소 배출 투명성:AAS 기반 CCM으로 ‘넷 제로(net zero)’ 탄소 배출 감소 전략 설계와 환경 법규 준수 비용 절감

- (문제) 모든 간접적인 탄소 배출량을 광범위하게 측정하는 ‘범위3(scope)’ 측정에 필요한 데이터 투명성 부족

- (해결) 부품 업체가 AAS를 부품에 통합, 탄소발자국 측정/저장→제조업체 데이터 접근과 ‘범위3’ 측정 활용→규제 당국 데이터 전달

3. 제조 디지털 전환 중점영역 및 키워드

□ (공급망 영역) 공급망 위기는 향후 변수가 아닌 상수로 여겨지기 때문에 불확실한 공급망 문제를 사전 예측하고, 대안을 탐색하여 지속 관리하는 서비스가 더욱 각광받을 것으로 전망

ㅇ (공급망 문제 사전예측) 실시간 축적되는 데이터와 머신러닝 기술을 활용하여 복잡하게 얽힌 공급망의 위기를 미리 추적하고, 문제가 발생할 수 있는 지점의 사전 예측이 가능

ㅇ (VC 기반 탐색서비스) 글로벌 공급망의 안전성 약화로 인하여 적정 재고수준 판단이 매우 중요한 이슈로 부각되고 있으며, 대체 거래선을 확보할 수 있는 밸류체인 기반 탐색 서비스가 필요

ㅇ (위험 요인분석 및 위기관리) GVC 상에서의 기업내부, 공급망 상, 기업외부 영역별 리스크 요인분석과 모기업의 GVC 변화에 대응할 수 있는 협업기반 위기관리 서비스가 필요

- 국가 차원의 공급망 위기상황 발생에 따른 기업 간의 계약 방식, 탄력적인 납품가격 운영 등 리스크 헤징 전략도 필요

□ (제조지원 영역) 숙련작업자의 고령화, 중대재해처벌법, 생산성 향상 등 제조 현장의 문제를 해결하기 위한 DNA(Data-Network-AI) 기반 제조지원 서비스 및 하드웨어 임베디드 제조서비스 개발이 필요

ㅇ (지식화 및 지식전이) 숙련된 현장 작업자의 경험･노하우(암묵지)를 DNA 기술을 이용하여 형식지로 전환하고, 이를 바탕으로 AR･VR 기술을 활용한* 설비･장비･기기의 운전/운영 교육 및 유지보수, 신규 직원교육 등 비대면 기반 지식전이 서비스 기술개발이 필요

* 설비･장비의 3D모델을 현실로 가져와 AR활용 운전 및 현장 작업(운영)을 직원에게 사전 교육

ㅇ (작업자 협력･지원) 제조작업자와 공존하며 협력적으로 제조역량 및 자원을 조율하고 작업자 제조지식과 경험을 상호 생성･공유･이해하며, 상호 성장하는 제조지원(Co-worker) 서비스 및 가상의 현장도우미* 서비스 개발이 필요

* 제조 현장의 4M1E(Man, Machine, Method, Material and Energy)의 변화를 감지하여 작업자에게 ‘주의’를 통지하고, 궁극적으로 문제 대응 보고서 작성까지 지원하는 서비스

ㅇ (안전한 작업환경) 중대재해처벌법 대응 및 작업환경의 안전성 확보를 위한 안전중심의 현장맞춤형 설비 활용, 실시간 안전 모니터링, 노동/환경 친화적인 지식서비스 기술개발이 필요

ㅇ (공정 생산성 증진) 제조 분야별 상이한 공정 특징, 문제해결 방식 등을 고려한 적합한 제조데이터 수집, 처리, 해석을 바탕으로 AI 기반 제조공정 지원 서비스 기술*이 필요

* 설명 가능한 제조지원 AI, 기계학습기반 제조 실행･제어의 멀티태스크, 멀티에이전트 문제해결 기술 등

ㅇ (임베디드형 제조서비스) 제조서비스분야에서 부가가치를 창출할 수 있는 실용기술*이 내재된 물리적인 서비스 형태의 하드웨어형 제조서비스 발굴 및 개발이 필요

* 임베디드 기술, TinyML, 엣지컴퓨팅 등의 제조분야에 활용될 수 있는 기술적 기반이 마련되고 있음

□ (디지털트윈 활용 영역) 가상공간에 사물･인간의 3D모델을 구축하고, 데이터 연결을 통한 실세계와의 동기화 및 모델링&시뮬레이션을 활용하여 설계, 제조, A/S 등의 분야에서 혁신이 가능

ㅇ (증강/가상 오퍼레이션) 디지털휴먼 3D모델을 활용하여 인체공학적 제품 설계나 작업자 건강을 고려한 생산공정 개발과 파트너 및 소비자에게 제품･설비 작업 가이드를 제공하는 서비스 가능

ㅇ (증강 분석) 기존의 의사결정에 3D･인공지능(AI) 기술을 접목하여 업무 수행의 생산성 증진 가능

ㅇ (메타버스기반 제조혁신) 원격으로 제조프로세스를 운영하고 실존하지 않는 사물을 3D 기술로 현실감 있게 표현하며, 다양한 가상 시뮬레이션이 가능한 기업형 메타버스 구현 및 혁신이 가능

□ (ESG경영 및 사업서비스 영역) 기업의 ESG 경영 강화 및 4차 산업혁명에 따른 제조 서비스 패러다임의 변화를 지원하기 위한 탄소중립 실행지원, 기업 평가･인증, 경영지원서비스의 네트워크화, 수요와 공급의 직접 연결, 제조 인프라의 활용 서비스 등이 부각

ㅇ (탄소중립 실행 지원) 기업의 ESG 성과지표의 정의, 모니터링 및 지속적인 관리와 업종별/규모별 에너지 사용량 DB 구축을 통한 기업의 자발적인 실천을 유도하는 컨설팅 서비스가 필요

ㅇ (기업 평가･인증) 사회적 가치 창출을 위한 기업 평가 및 인증 서비스와 다양한 업무 자동화 서비스 플랫폼이 필요

ㅇ (네트워크화) 서비스공급자 역량 제고, 기간 단축 및 비용 절감 등을 위한 기업활동 지원 전문서비스의 네트워크화 및 운영 서비스 기술이 필요

ㅇ (수요-공급 연결 서비스) 고객이 무엇을 원하는지를 추측하거나 예측하는 것이 아니라, 직접 듣고* 맞추어 제조**할 수 있는 수요-제조 직접 연결(D2C:Direct to Customer) 서비스가 활성화됨

* 소비자들이 취향, 소비성향 같은 데이터를 직접 제공해줌에 따라 수요조사 시간이 단축되고 수요망(수요층에서도 가용한 제조서비스를 검색하여 선택할 수 있는 플랫폼) 중심으로 공급망 패러다임 이동

** 과거엔 제조사가 개인 맞춤형 서비스를 제공하려면 많은 비용이 들었는데, 디지털 기술로 인하여 제조자의 진입장벽이 낮아짐

ㅇ (Manufacturing-as-a Service (MaaS)) 수명 주기가 짧고 점점 더 개별화･복잡화되는 제품에 대한 소비자 요구가 증가하고 인공지능･3D프린팅･통합데이터 기술이 정교해지면서 클라우드로 연결된 제조 인프라를 공유해 제품을 생산하는 MaaS 비즈니스는 유망산업으로 부상

- 3D 인쇄, 컴퓨터 수치제어, 사출 성형에 중점을 둔 Xometry나 인쇄회로기판(PCB) 생산에 중점을 둔 Macrofab은 인공지능을 활용한 미국의 대표적 MaaS 기업

4. 환경변화 대응 제조 디지털 전환 시사점

가. 글로벌 공급망 분야

□ 급격하게 동적으로 변화하는 세계 경제 상황에서 가치사슬을 식별하여 구성하고, 위기상황을 능동적으로 대처할 수 있도록 지원

ㅇ 글로벌 벨류체인을 식별하고 변동성･불확실성에 대응하기 위한 적절한 공급망 위기관리 필요

ㅇ 정책적 측면의 필요성

- 민주주의-권위주의 간 갈등으로 인하여 글로벌 경제시스템이 블록화될 가능성이 커지고 있으며, 이에 대한 대응능력이 수출 지향형 국내 제조업의 경쟁력을 좌우할 것으로 예상

ㅇ 기술적 측면의 필요성

- IoT, 빅데이터, CPS 등을 활용하여 공장 단독의 자동화 및 데이터 수집을 넘어서 공급사슬(Supply value chain)내 모든 업체들의 정보를 수집･분석하여 최적화 구현 가능

ㅇ 산업적 측면의 필요성

- 코로나19 이후 급변하는 무역환경 변화에 대응하기 위해서는 제조 전체단계(제품기획-디자인-생산-유통판매-AS)의 대/중/소기업 간 글로벌 가치사슬에 대한 재구성의 중요성이 더욱 강조

□ 핵심 기술개발 분야

ㅇ 실시간 비즈니스 활동 데이터 기반 글로벌 밸류체인 식별 기술

- 무역, 거래활동, 생산･유통 물류, 소셜 네트워크 등의 비즈니스 활동과정에서 생성되는 실시간 빅데이터를 활용하여 시간에 따라 동적으로 바뀌는 대상 시장을 정의하고 관련･유사 기업을 확인하여 글로벌 벨류체인을 식별하는 기술

ㅇ 변동성･불확실성 대응을 위한 공급망 위기관리 서비스 기술

- 코로나19 이후 급변하는 글로벌 경제의 변동성과 불확실성에 능동적으로 대응하기 위한 글로벌 공급망에서 개별기업의 내･외부 영역별 리스크 요인 분석과 이에 따른 공급망 재구성이 가능한 협업체계 구축 등 공급망 위기관리 서비스 기술

ㅇ 공급망 위기관리 기반의 제조 프로세스 최적화 서비스 기술

- 제조 기업이 축적한 제조데이터의 다양한 공정 이벤트 정보와 업무 간 관계 정보를 토대로 제조 공급망 상의 다양한 위기에 대응 가능하고 공정 병목구간을 사전에 예지/최적화 가능한 서비스 기술

나. 제조지원 분야

□ 제조현장 인력 확보･유지의 어려움을 해결하기 위한 제조공정 지능화, 지식의 디지털화, 안전한 제조환경 구축 등 제반 제조 분야를 지원

ㅇ 작업자의 조업 능력을 유지･강화하면서 보다 안전하게 업무를 수행할 수 있도록 하는 제조데이터 및 제조지식 기반의 지원이 필요

ㅇ 정책적 측면의 필요성

- 고령화로 인한 전 지구적인 생산가능 인구 감소에 따라, 지식근로자 중심의 지능형 제조지원서비스, 작업자 중심의 안전한 작업환경 관리, AI(인공지능) 기반 제조지원 지식서비스 등의 수요 급증 예상

ㅇ 기술적 측면의 필요성

- 제조현장의 디지털 전환이 가속화되고 있으며 그에 따라, 디지털 플랫폼 기반 원격 비대면 근무, 원격 협업 디자인, 설계와 함께 이종 산업간 융복합 촉진으로 제조업의 서비스화 가속

ㅇ 산업적 측면의 필요성

- 작업자 숙련도(휴먼퍼포먼스) 및 제조 상황에 맞춘 제조지식 기반 작업 배분을 통해 작업자와 지능제조 인프라 간 상호적응 및 상호협력으로 제조지식을 확장하고 생산시스템을 최적화하는 제조지원 서비스 기술개발 필요

□ 핵심 기술개발 분야

ㅇ 머신러닝 탑재 디바이스 기반 제조데이터 분석 플랫폼

- 초소형 머신러닝(TinyML) 라이브러리를 탑재한 디바이스 개발과 이를 활용하여 업종별 제조 설비･장비 대상의 공정 데이터 체계화(의미 추출, 전처리, 편집 등), 자동 분석 기술

ㅇ 작업자 지식 디지털화 기반 업스킬링･리스킬링 서비스

- 숙련 작업자의 인지행동(시선, 모션 등) 멀티모달 데이터를 취득･분석하여 디지털 3D 매뉴얼화 및 지식 자산화하고, 이를 활용하여 단시간에 초보･일반 작업자의 숙련도 및 역량을 향상(업스킬링)시키고 필요시 대상기술의 전수･훈련(리스킬링)하는 서비스 기술

ㅇ 착용형 디바이스기반 작업 안전성 확보 및 설비･장비 유지보수 서비스

- 작업자 착용형 디바이스(VR/AR/MR 솔루션 및 인터페이스 등)를 활용하여 제조현장 맞춤형 안전확보와 제조 설비･장비･측정기기의 운전, 유지보수의 비대면 지원 서비스 기술

ㅇ 지능형 제조인프라 기반 앰비언트 코워커(Co-worker) 서비스

- 지능형 제조인프라(로봇, AI기반 자동화 시스템, 생산정보화 시스템 등)가 작업자와 상호작용하면서 작업 조건･수준을 적응적으로 조절하고, 제조지식과 경험을 공유하여 최적의 작업(조업) 조건을 제공하는 앰비언트 코워커(Ambient Co-worker) 서비스 기술

다. 디지털트윈 활용 분야

□ 제조 시스템, 가치사슬의 디지털트윈 모델 구축 및 활용과 온라인 상에서의 고객과의 상호작용을 하기 위한 메타버스형 가상화 서비스 지원

ㅇ 개별 제조시스템 및 가치사슬을 디지털트윈 모델로 구현하고 디지털트윈 상에서 다양한 시뮬레이션을 수행함으로써 실제 시스템을 최적으로 운영하고, 아울러 고객과의 거래 활성화를 위한 오픈마켓 서비스 환경 구축이 필요

ㅇ 정책적 측면의 필요성

- 가치사슬 기업 간 소프트웨어와 장비(설비)의 호환 등을 위해 중소 제조기업 맞춤형 공유 플랫폼과 디지털 트윈을 통한 공정 최적화 분석과 인공지능(AI) 기반 운영모델 개발 필요

ㅇ 기술적 측면의 필요성

- 디지털 트윈은 실제 생산 공정의 문제나 이상을 탐지하고 원인을 추적하여 실제 정보와 가상의 정보를 이용하여 예측을 통해 발생할 수 있는 문제 상황을 사전에 감지하고 문제에 대한 원인 규명이 가능

ㅇ 산업적 측면의 필요성

- 다차원적인 동적인 특성을 실제 데이터와의 융합하여 의미있는 데이터로 해석하고 메타버스 환경에서 시뮬레이션을 통해 데이터 간의 관계성을 지식화하는 디지털 전환(Digital Transformation, DX) 고도화 기술의 개발이 필요

□ 핵심 기술개발 분야

ㅇ 제조시스템의 디지털트윈기반 블랙박스형 분석 플랫폼

- 제조시스템에서 수집된 실제 데이터를 기반으로 과거 문제상황 및 특수상황을 디지털트윈에서 다차원적으로 재현하고, 실제데이터와 가상데이터를 구조화하여 제조시스템 내부의 정적인 물리적 특성과 동적인 논리적(다차원적인) 특성의 관계성을 동적으로 추적하고 규명(이상, 불량판정 과정의 원인 추적분석 및 규명 등)하는 플랫폼

ㅇ 중소 제조기업형 가치사슬 디지털 트윈 구성･운영 플랫폼

- 제품/부품관련 기업들과 기업별 내부 제조과정(BOP (Bill-Of-Process)을 갖는 네트워크형 구조인 중소 제조기업형 가치사슬 디지털트윈을 라이브러리기반 조립형태로 구성하고, KPI(납기 우선, 평균비용 최소화, 불확실성 등)기반 시뮬레이션을 통하여 동적 가치사슬을 추천･확정하며, 최종 가치사슬의 운영(실행) 현황을 모니터링하는 플랫폼

ㅇ 부품/완제품 공급･생산을 위한 메타버스 기반 고객중심 오픈 마켓 서비스

- 고객(개인, 기업)은 (양산/맞춤형)제품/부품을 주문하고, 대상 제품에 따라 양산형 제품 혹은 맞춤형 제품의 공급 가치사슬을 구성하여 변경･운영 등의 지속화를 위한 오픈 마켓 환경 구축 및 운영 서비스

라. ESG경영 지원 분야

□ 기업의 ESG경영 실현과 새로운 사업기회 발굴 및 기업활동의 효율화를 위한 사업서비스 지원

ㅇ ESG경영 실현을 위한 진단･컨설팅 및 통합지원(환경규제 포함)과 기업의 새로운 비즈니스 기획 및 업무 활동의 효율화를 위한 다양한 지원이 필요

ㅇ 정책적 측면의 필요성

- 기후변화 대응 및 저탄소 사회 전환이 더욱 시급해져 해외 주요국들은 글로벌 기후변화 대응, 에너지 안보, 친환경산업 육성 등의 차원에서 저탄소 경제사회로 이행 중

ㅇ 기술적 측면의 필요성

- ESG와 디지털 전환이 기업 경영전략의 핵심 요소로 부각되면서 디지털 기술을 활용한 ESG 추진은 기업이 경쟁력을 강화하고 장기적 성장과 혁신 동력을 확보하고 환경적･사회적 책임과 바람직한 거버넌스 확립을 동시에 달성하는 데 가장 효율적이고 실질적인 방법

ㅇ 산업적 측면의 필요성

- EU 탄소조정국경세(CDAM) 도입과 기업 공급망 실사법 도입으로 인해 국내 제조 기업의 수출 경쟁력 약화는 물론 장기적으로 글로벌 공급망에서 소외될 위험이 존재하므로 이에 대한 적극적인 대응 필요

□ 핵심 기술개발 분야

ㅇ ESG경영 진단･컨설팅 및 클라우드 기반 통합지원 플랫폼

- ESG 진단 및 개선을 위한 컨설팅(혹은 자체수행) 방법론 개발(산업 특성, 발주 기업의 요구, 기업의 사업모델에 부합되는 ESG 지표와 가중치 선정을 위한 Guide 정의 및 현행화 방안 개발)과 국내 중견/중소기업이 탄소조정 국경세, 공급망 실사, ESG 공시 의무화 등을 효과적으로 대응하고, ESG 경영을 통한 성장할 수 있도록 지원하는 클라우드 기반 통합 플랫폼 서비스

ㅇ 환경영향 물질의 글로벌 규제/변화 대응 서비스 플랫폼

- Big Data, AI를 활용해서 지구환경에 영향을 미치는 물질(부품, 원재료, 화합물) 등에 국내외 규제에 대한 효과적인 대응을 지원하는 서비스(환경규제 법령 검색･ 조회, 법령･관리방안 변경의 알림 및 변경에 따른 변화와 영향 분석 등)

ㅇ 기업의 경영･마케팅 지원을 위한 지식콘텐츠 활용 플랫폼 기술

- 개방형 빅데이터 서비스(해외 검색엔진 및 SNS), 특허정보, 제품 브랜드(상표, 패턴, 외형 등) 이미지/텍스트, 사업 관련 가이드라인 등 각종 비즈니스 콘텐츠를 연결하여 전 세계 생산기업들의 현황/주요품목/경쟁력 분석, 기술분야별/아이템별 특허 조사･분석, 제품 브랜드 간 유사도 분석 등을 수행할 수 있는 기업의 경영･마케팅을 지원하는 플랫폼 기술

ㅇ 기업용 마이데이터 기반 기업활동 지원 가상전문가 서비스

- 기업용 마이데이터 기반으로 대상기업의 성장단계, 업종, 활동수준 등을 고려하여 기업활동을 정의･지원하는 전문가 서비스로, UI/UX, AI 비서 등 활용하여 서비스 결과물을 전달함. 비대면 서비스 활성화를 위해서 주요 메타버스 내에서 이러한 전문가 서비스를 전달할 수 있는 플러그인 타입의 가상전문가 서비스 기술

한국공학대학교 송병준 교수