Issue Monitor-제조업 Are you Smart

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태연 유
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1 Issue Monitor 제조업, Are you Smart? 삼정KPMG 경제연구원 September 2015

2 The contacts at Samjong KPMG in connection with this report are: 김범석경제연구원원장 Tel: edwardkim@kr.kpmg.com 이광열경제연구원상무이사 Tel: kwangryeolyi@kr.kpmg.com 이창헌경제연구원책임연구원 Tel: changhuenlee@kr.kpmg.com 이희진경제연구원선임연구원 Tel: hlee3@kr.kpmg.com 김주형경제연구원연구원 Tel: jkim81@kr.kpmg.com Contents Page Executive Summary... 2 IoT, 제조업의새바람... 3 스마트팩토리의출현... 4 스마트팩토리활용분야 5 생산공정최적화... 5 생산장비유지보수. 6 재고관리적정화.. 7 근로자건강과안전.. 8 노동생산성제고 - 증강현실 (Augmented reality) 9 제조업의서비스화. 10 국내스마트팩토리도입환경 한국 ICT 인프라수준.. 11 한국제조업의위상. 12 한국기술수준 12 시사점 본보고서는삼정KPMG 경제연구원 ( 주 ) 과관계회사 ( 이하 " 삼정 ") 가수집한자료및정보를바탕으로일반적인정보를제공할목적으로작성되었으며, 특정시장, 회사또는사업에대한삼정의공식적인견해를나타내지않습니다. 본보고서는독립적인제3자에의해검토되지않았으며, 삼정은자료의정확성과완전성을보장하지않습니다. 삼정은본보고서에포함된어떠한정보에대하여직접적또는간접적으로보증이나보장을제공하지않으며, 제3자에대하여어떠한책임도부담하지않습니다. 원래목적과다른목적또는의도에따라본보고서의일부또는전체를사용하는것은엄격히금지됩니다. 본보고서는삼정의사전서면동의없이무단배포, 인용, 발간, 복제될수없습니다. 1

3 Executive Summary 사물인터넷 (IoT) 의등장은제조업시장에새로운바람을일으키고있으며, 이는제품생산과정에서스마트한공장을구축할수있는기회를제공하기시작했다. 기업들은지금보다더높은수준의생산효율성달성과장비유지보수, 재고관리등을위해스마트팩토리를도입하고있다, 국내의경우정부의정책적지원하에이제막스마트팩토리를도입하기시작했으며, 활발한도입을위해기업들의기민하고적극적인준비가필요한시점이다. IoT, 제조업의새바람 IoT의시대가도래한 ICT 환경은제조업을포함한모든산업분야에새바람을일으키고있음 스마트팩토리출현 IoT의도입은인터넷을기반으로기계와사람, 공장내네트워크, 공장과공장등이상호연계됨으로써비용절감, 생산성향상등의효과를볼수있는스마트한공장, 즉스마트팩토리를출현시킴 스마트팩토리활용분야 생산공정최적화 - IoT를통해제조업자들은모든생산과정을모니터링할수있게되었으며, 이를통해생산라인에서의문제점들을파악하고해결책을찾는데큰효과를얻음 생산장비유지보수 - 실시간데이터분석을통해기계의유지보수가필요한정확한시점을판단하는상태기반 (conditionbased) 의유지보수로비용절감 / 생산최적화실현가능 재고관리적정화 - 센서들을사용하여상황에기반한자동재주문프로그램을만듦으로써재고관리의효율성향상 근로자건강과안전 - 시스템에근간을둔모니터링과자동경고를통해근로자들에게보다안전한작업환경제공 노동생산성제고 증강현실 (Augmented reality) - 증강현실디바이스도입으로제품의생산속도와정확성향상 제조업의서비스화 - 제품의센서에서보내지는빅데이터를분석하고이를활용하여수요자에게필요한적절한서비스를적시에제공하는새로운수익모델창출 국내스마트팩토리도입환경 스마트팩토리구축을위한세계최고수준의 ICT 인프라를가지고있지만제조업의경쟁력은계속하락하고스마트팩토리관련핵심기술분야의수준은선진국대비 80% 에불과 정부는스마트공장기술개발로드맵공청회를개최하는등한국제조업현실에맞는스마트팩토리기술개발을위해준비하고있음 시사점 스마트팩토리는도입후유지가관건이며, 이를위해서는현장전문인력양성과데이터사이언티스트육성및확보, 기업간협업체제구축에힘써야함 2

4 IoT, 제조업의새바람 초고속인터넷, 고감도센서, 빅데이터분석등 3 대핵심기술의발전으로 사물인터넷 (Internet of Things; 이하 IoT) 시대가가시화되고있다. 아울러 IoT 는 제조업에새바람이기도하다. IoT는 1999년 MIT Auto-ID Center장이었던캐빈애쉬튼이처음제안한용어로인터넷을기반으로 사람과사람, 사물과사람, 사물과사물등세상모든것들을연결시켜상호정보공유를통해소통하는지능형기술및서비스를의미한다. 산업연구원의 초연결시대사물인터넷 (IoT) 의활성화방안 (2014) 에의하면 IoT 시장은 2014년도를기준으로 2020년도에는국내는 4.7배, 국외는 3.3배성장할것으로예측되고있으며, 인터넷에연결된개체수또한 500억개에이를것으로전망되고있다. 시장성장과더불어 IoT 국제표준과플랫폼및서비스개발부분에서도주요국가들의적극적인참여와연구가진행되고있다. 또한, IoT 관련제품들의표준플랫폼이자리잡아가며기기간상호연계와서비스의호환이갖춰지기시작하면 IoT 시장은변곡점을지나성장기에접어들것으로전망된다. IoT 활용, 다른분야보다제조업에서더높은부가가치를생산 IoT 가 FS(Financial Services), CM(Consumer Markets), ICE(Information Communication Entertainment), IGH(Infrastructure Government Healthcare), IM(Industrial Markets) 등모든산업에서활용이가능한기술이지만특히제조업에서의활용은다른분야보다더높은부가가치를생산할것으로전문가들은예측하고있다. 시스코가 2013년에발간한보고서, Embracing the Internet of Everything To capture your share of $14.4trillion 에따르면향후 IoT로창출될 14.4조달러의가치중 27% 가제조업에서발생할것으로전망하고있다. IoT 가활용될산업의규모및영향정도 영향도 ( 순부가가치 / 산업규모 ) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Administration Education Company Management Information Services (9%) Retail Trade (11%) Finance and Insurance (9%) Healthcare Professional Services Wholesale 산업분야별순부가가치를원형으로표현 Manufacturing (27%) $0 $2,000 $4,000 $6,000 $8,000 $10,000 $12,000 $14,000 산업규모 ( 단위 :10억달러 ) Source: CISCO, Embracing the Internet of Everything To capture your share of $14.4trillion 3

5 또한영국의 EIU(Economic Intelligence Unit) 가 2013년에조사한산업별 IoT 활용도에서도제조업부문이 4.69점으로타산업보다 IoT활용이높을것으로예상하고있다. 산업별 IoT 활용도예측 Manaufacturaing Construction & real estate Healthcare Energy & Natural resources Consumer goods & retail Financial Services Infrastructure Source: EIU Note: 5 점만점기준 GE, IOT 의제조업 버전인산업인터넷을 주창 스마트팩토리의출현 제조업의글로벌대표기업들은이미이러한변화를예측하고발빠른행보를보이고있다. 특히, GE는 IOT와유사한개념으로고성능지능형기계와고도화된빅데이터분석처리기술을결합한산업인터넷 (Industrial Internet) 이라는개념을주창하고, 산업인터넷이산업혁명과정보혁명에이은제3의물결이될것이라고언급했다. IoT를도입한미국의제조기업들의경우, 스마트제조기술을구현한기업들의 82% 가효율성개선을, 49% 가제품결함감소를, 45% 가고객만족도증가를경험했다고미국품질학회 (American Society for Quality) 가 2013년 12월진행된설문조사결과에나타났다. 이와같이제조업에서 IoT와의융합은제품개발부터상품제조, 서비스를포함한모든공정의최적화가가능해졌다는의미로해석된다. IoT가구현되는제조현장을스마트팩토리 (Smart Factory) 라한다. 과거의일반적인자동화환경에서는생산공정에만 ICT 기술을활용했다. 그러나스마트팩토리의출현은센서, 모바일기기와같은물리적세계의사물들이인터넷상의재고관리나고객관리, 제품수명주기관리등의서비스와연결로기계와사람, 인터넷서비스가상호연계됨으로써비용절감, 생산성향상등의효과를볼수있게하고있다. 스마트팩토리는생산패러다임의대대적인전환을가져왔다. 스마트팩토리를통해다품종대량생산에서고품질의고객맞춤형소량생산체계로전환할수있고, 고객의피드백과최신트렌드를반영한제품을제조할수도있다. 즉, 의사결정직후제품생산에까지걸리는시간이크게줄어들고, 하나의공장라인에서더다양한제품을만들수있다. 제품개발과공정상오류를점검하며효율성을높이는과정이동시에진행되기때문이다. 가령할리데이비슨의오토바이제조과정은워낙복잡해고객이주문부터수령을받기까지 21일이나기다려야했었다. 하지만모든것을센서와연결시키고자동화한결과, 이제는 6시간만에오토바이를받아갈수있게되었다. 4

스마트팩토리활용분야 제조업분야는이미오래전부터자동화 (Automation) 를통해기계간 (M2M: Machine to Machine) 연결네트워크가구현되었으며, 이를통해비용절감을실현했다. 하지만 IoT와빅데이터분석등의최신기술과결합되면서비용절감뿐만아니라다양한부문에서의경영또는생산효율성을높이고있다.

또한끊김없는제품생산을유지하고결함들을피하기위해실시간으로개입할수있다. 이러한능력을통해프로세스가처음부터끝까지어떻게돌아가는지, 그리고병목과정들이어디에있는지를실시간으로알수있어생산효율성을높일수있다.

6 스마트팩토리활용분야 제조업분야는이미오래전부터자동화 (Automation) 를통해기계간 (M2M: Machine to Machine) 연결네트워크가구현되었으며, 이를통해비용절감을실현했다. 하지만 IoT와빅데이터분석등의최신기술과결합되면서비용절감뿐만아니라다양한부문에서의경영또는생산효율성을높이고있다. 이에삼정KPMG 경제연구원은글로벌스마트팩토리를구현한제조현장에서관찰되는주요활동을기준으로생산공정최적화, 생산장비유지보수, 재고관리적정화, 근로자건강및안전, 노동생산성제고, 제조업의서비스화등 6가지로구분하여사례들을분석하였다. 생산공정최적화 IoT를통해제조현장의엔지니어들은생산과정의모든지점에서무엇이진행되고있는지에대해포괄적인시각을얻을수있다. 또한끊김없는제품생산을유지하고결함들을피하기위해실시간으로개입할수있다. 이러한능력을통해프로세스가처음부터끝까지어떻게돌아가는지, 그리고병목과정들이어디에있는지를실시간으로알수있어생산효율성을높일수있다. Browar Warka, 생산공정최적화로생산중단문제가도입이전대비 39% 감소 연간 270만헥토리터를생산하는폴란드 2위의맥주회사인 Browar Warka는보틀링라인이자주중단되어유통업체로의공급이지연되는문제를항상고민하고있었다. 이문제를해결하기위해제조공정에서의실시간모니터링, 제어, 물류및작업내역추적관리, 상태파악, 불량관리등을실현하는솔루션인 Manufacturing Execution System(MES) 을도입했다. 그결과생산라인에서생산되는제품실시간모니터링과데이터전송이가능해졌다. MES를통해수집된데이터와 GE의 Proficy Operations Management Software를통해생산라인이중단되는주요원인과해결방안을파악할수있었다. 수집된생산데이터는주간및월간보고서작성에활용되었으며, 이를엔지니어와관리자들이손쉽게접근할수있는웹서비스를제공하였다. 이러한자료들은엔지니어들이보다손쉽게생산라인에서생기는문제점들을파악하고해결책을찾는데큰도움을주었다. 결과적으로생산중단문제가전년대비 39% 감소하였다. < Browar Warka System Architecture > Workstations Remote Workstations Plant Apps Server Portal Server Devices on the Production Line SQL Database Historian Server OPC Server Touch Screens Historian Database Source: GE Intelligent Platforms 5

7 생산장비유지보수 지금까지공장의설비유지보수는특정기간동안사용된설비에한에서제조사가제공하는매뉴얼을기반으로관리프로토콜 (maintenance protocol) 을실행하는것이일반적이었다. 하지만이러한규칙기반의유지보수는불필요한점검을초래하여생산성을저하시키고필요한점검을놓쳐설비고장을야기시키는단점이있었다. 이러한단점을보완하기위해 IoT를도입한스마트팩토리는실시간데이터분석을통해기계의유지보수가필요한시점을정확히판단하여상태기반 (condition-based) 의유지보수가가능하다. 실시간데이터분석을위해서는제조설비에부착한센서를통한데이터수집및분석이중요한역할을하며, 데이터를효율적으로관리할수있는통신망과네트워크솔루션이요구된다. GM, 통합네트워크활용으로네트워크다운타임 70% 감소, 공장관리를위한인원 67% 감소 글로벌자동차산업을주도하는기업인 GM은공정작업능률을증진시키고효율적인유지보수를실현하기위해 Cisco 의 Plant Floor Controls Network(PFCN) Solution 을 2004 년에도입했다. 기존 GM 의네트워크는공장의개별네트워킹시스템으로높은유지비용, 과도한시스템로드등과같은문제가있었다. 그러나새로도입한 PFCN Solution은 IP기반의통합네트워크솔루션으로, 엔지니어및분석가들이장소에구애받지않고설비의유지보수및트러블슈팅 (trouble shooting) 을효율적으로할수있게되었다. 단순자동화시스템을넘어실시간데이터분석을통해공정프로세스를관리하고모니터링할수있게된것이다. 뿐만아니라모든공장에동일한네트워크솔루션을적용시켜글로벌네트워크망에연동한후한장소에서모든네트워크를모니터링하고설비를관리할수있게되었다. PFCN Solution 을도입한 GM 은통합네트워크를활용하여네트워크다운타임 ( 네트워크가작동하지않는시간 ) 을 4년만에약 70% 가량줄였으며실시간모니터링을통해효율적인유지보수관리를실현시켜작업정지시간이크게줄어드는효과를보았다. 더불어공장관리를위한네트워크엔지니어및애널리스트고용을약 67% 줄이는효과를보았다. 공장네트워크다운타임추이 11,204 ( 단위 : Minutes/yr) 5,768 2,303 2,753 2, Source: Cisco Business Transformation Series Connected Manufacturing 6

재고관리적정화현재고의수준이적정재고수준보다많으면수익이떨어지고, 적으면매출기회를놓쳐기회비용이증가한다. 재고를관리하기위해보충이필요할때마다재고를확인해야하는현재의규칙기반시스템이갖고있는문제다.

Bobcat, 센서기반의솔루션도입으로지게차운전자 30%, 지게차 20%, 안전재고 50% 감소 건설관련소형중장비제조업체인

재고관리를최적화하기위해 RFID 태그를도입하기도했으나, 중공업회사의특성상창고에저장된강철의양이많아서 RFID의전파가방해를받아별다른효과를보지못했다.

SmartLIFT 솔루션은센서기반의솔루션으로, RFID에서와같은전파기반솔루션과는달리, 강철때문에전파가방해받는경우가없었다.

지게차및화물들에장착된센서를통해, 운전자는지게차의속도, 위치, 방향및각화물들의위치에대한정보를 1인치내의오차범위의정확도로제공받을수있었다.

8 재고관리적정화현재고의수준이적정재고수준보다많으면수익이떨어지고, 적으면매출기회를놓쳐기회비용이증가한다. 재고를관리하기위해보충이필요할때마다재고를확인해야하는현재의규칙기반시스템이갖고있는문제다. 무게나높이를감지할수있는센서를사용하여상황에기반한자동재주문프로그램을활용하면규칙기반시스템보다훨씬정확하게적정재고수준을유지할수있다. Bobcat, 센서기반의솔루션도입으로지게차운전자 30%, 지게차 20%, 안전재고 50% 감소 건설관련소형중장비제조업체인 Bobcat은기존창고시스템에서지게차운전기사가물건이위치한곳을제대로찾지못하는등의실수가잦았다. 재고관리를최적화하기위해 RFID 태그를도입하기도했으나, 중공업회사의특성상창고에저장된강철의양이많아서 RFID의전파가방해를받아별다른효과를보지못했다. 이를해결하기위해 Bobcat은 2014년 Swisslog사의 SmartLIFT 솔루션을도입했다. SmartLIFT 솔루션은센서기반의솔루션으로, RFID에서와같은전파기반솔루션과는달리, 강철때문에전파가방해받는경우가없었다. 솔루션은 1) 지게차트래킹시스템, 2) 화물트래킹시스템, 3) 실시간데이터분석등의서비스를제공한다. 지게차및화물들에장착된센서를통해, 운전자는지게차의속도, 위치, 방향및각화물들의위치에대한정보를 1인치내의오차범위의정확도로제공받을수있었다. Bobcat은 SmartLIFT를활용한후지게차운전자가 30% 줄었고지게차댓수를 20% 가량줄일수있었으며안전재고 (safety stock) 를약 50% 가량줄이는등다양한효과를볼수있었다. Bobcat 의 SmartLIFT Solution 센서기술을활용한 Bobcat 의위치기반 (Real Time Location System) 시스템. 화물운반을위한지게차의동선최적화, 실시간재고파악등을통해운전자, 지게차댓수를줄일수있는재고관리솔루션이다. 지게차트래킹시스템 화물트래킹시스템 실시간데이터분석 Box FC32 20 units Order # 천장에부착된데이터바코드를통해실시간위치파악 지게차에부착된센서를통해팔레트의무게, 높이등을파악 팔레트별화물의종류, 위치등을실시간으로기록 재고의위치를파악하여가장효율적인동선제공 지게차별움직임, 팔레트운반횟수등을실시간으로분석 지게차드라이버와연동하여실시간문제파악 Source: Swisslog 7

직원의건강과안전향상 IoT 기술은직원들의안전을향상시켜공장환경에가치를더할수있다. 예를들면, 작업자가기계에매우가까이가거나날카로운부분에작업자의손이근접했을때, 센서들이그위험을감지하고기기를멈추거나작업자에게경고함으로써직원들의건강과안전을향상시킬수있다.

9 직원의건강과안전향상 IoT 기술은직원들의안전을향상시켜공장환경에가치를더할수있다. 예를들면, 작업자가기계에매우가까이가거나날카로운부분에작업자의손이근접했을때, 센서들이그위험을감지하고기기를멈추거나작업자에게경고함으로써직원들의건강과안전을향상시킬수있다. Renu Energy, 센서를통해생산공정에서발생하는위험요소를사전에경고함으로써직원의건강과안전을향상시키고보험비용을절감함 남아프리카공화국의바이오매스회사인 Renu Energy는생출체를열분해시킴으로써메탄, 에탄올, 수소와같은연료를추출하는산업의특성상공장내직원들이화재나증기로인한위험에노출되곤했다. 기존시스템에서는매시간생산량, 온도유압상태등을사람이직접모니터링을하고있어 100% 안전을보장할수는없었다. 이런문제를해결하기위해 Renu Energy는 GE의 Proficy Process Systems을도입했다. 공정의온도 흐름 속도 습도 압력등센서가수시로모니터링하고시스템이자동으로이를조정했다. 이로인해공장내사고발생숫자가현저히줄어들었고, 문제발생시시각적 / 청각적경고는직원들이더신속하고안전하게대응할수있도록만들었다. 결과적으로, Renu Energy는플랜트의보험비용을상당히감소시켜비용을크게절감할수있었다. Renu Energy 의 Process System Source: GE Intelligent Platforms 8

노동생산성제고 증강현실 (Augmented reality) IoT를비롯한 ICT기기의도입은노동자개개인의생산성에도영향을준다. 예를들어, 증강현실고글같은장비들은작업자들의능력을고양하고, 새로운기술을가르치는동시에올바른작업절차로이끌수있다. 그래픽으로된정보가착용자의시야에나타나기때문에작업자는단말기또는컴퓨터를통해매뉴얼을찾을필요가없다.

10 노동생산성제고 증강현실 (Augmented reality) IoT를비롯한 ICT기기의도입은노동자개개인의생산성에도영향을준다. 예를들어, 증강현실고글같은장비들은작업자들의능력을고양하고, 새로운기술을가르치는동시에올바른작업절차로이끌수있다. 그래픽으로된정보가착용자의시야에나타나기때문에작업자는단말기또는컴퓨터를통해매뉴얼을찾을필요가없다. 고글은착용자가보고있는것을녹화하는카메라가있으며음성정보도제공할수있다. 제조업환경에서는유지보수기술자가자신의증강현실고글을통해진단데이터를받고전문시스템을호출하여문제가무엇인지정확히찾아내고, 필요한수리작업을하는데도움을받을수있다. 또한비숙련작업자들에게 증강현실고글 은기술교육을통해특정업무에서의성과를높이는데도움을줄수있다. 록히드마틴, 증강현실을이용해엔지니어작업속도약 30% 상승, 공정의정확도 96% 까지향상 전투기, 수송기등항공우주장비및방위장치제작을주업무로하는미국최대의방위산업체인록히드마틴은자사의대표적인상품이자 5세대전투기인 F-35 조립과정에서수많은부품들이올바른위치에장착되었는지확인할필요성을느끼게되었다. 록히드마틴은 2015년 Epson의스마트글래스 Moverio BT-200와 NGRAIN사의증강현실솔루션을도입했다. 전면에카메라및센서가부착된스마트글래스와증강현실솔루션을활용하는엔지니어는오버레이이미지를볼수있다. 이미지는부품의조립위치, 3D 이미지를활용한시범작업, 에러분석, 공정작업단계등제품공정에필요한다양한정보를제공한다. 예를들어, 엔지니어가랜딩기어의부품을장착하는단계에서바퀴주변의모든볼트와케이블을렌더링이미지로확인한후부품별작업단계를지시받아효율적인작업을할수있게된다. 이를통해록히드마틴엔지니어들의작업속도는약 30% 빨라졌고공정의정확도는 96% 까지향상되었다. 또한직원의훈련비용및시간을줄일수있고, 수업에서듣거나매뉴얼로읽는것과비교해서 2배까지기억하여엔지니어링지식의양을늘릴수있었다. 9

11 제조업의서비스화 제조업과 IoT의만남은지능화와자율화를통해서생산성을높이는것에만한정되지않는다. 스마트팩토리는빅데이터분석기술을활용해다양한서비스를제공함으로써기존설비나운영체계를최적화시킬수있다. GE는이러한소프트웨어기술을 산업인터넷 (Industrial Internet) 이라고부른다. GE에의하면산업인터넷의원리는기본적으로 IoT와같지만, 냉장고나세탁기, 온도계등의일상적인사물에적용되는 IoT와는달리, 말그대로 산업, 특히에너지등의기간산업과헬스케어, 제조업, 항공, 철도등의사회인프라산업에적용되는인터넷을말한다. GE가 2012년발표한 Industrial Internet: Pushing the Boundaries of Minds and Machines 보고서에따르면, 산업인터넷을통해단 1% 의효율성을높이더라도, 향후 15년간헬스케어, 에너지, 철도, 항공사업에서총 2700억달러 ( 약 300조원 ) 가량의비용을절감할수있다고한다. 산업에적용되는기계들은센서기술도중요하지만, 초고온이나초저온, 고기압, 진동등극한의환경을견디는재료공학이접목됨으로써, 오늘날산업기계들의수많은정보를수집하고이를분석할수있게되었다. 심해에있는시추드릴의이상징후를포착할수있는센서기술이나, 고공에서고속으로회전하는제트엔진에부착된센서, 고열에견뎌야하는발전소의터빈등, 극한의조건에있는기기에부착된센서를통해서정보를수집하고이를분석해서비스를제공하고있다. 롤스로이스, 산업인터넷으로서비스부문매출비중 40% 로증가 항공엔진과선박, 공업용가스터빈을생산하는영국의롤스로이스는 2003년만하더라도판매, 사후관리만하는일반제조업과다를바없었다. 사후관리를통해창출하는서비스부문매출비중은전체매출의 10% 에불과했다. 하지만롤스로이스는항공기엔진과관련부품의판매를통해얻는수익에서더나아가, 제품에센서네트워크를부착하여실시간데이터를분석하는서비스를중심으로새로운비즈니스모델을만들어큰성과를거두고있다. 롤스로이스의분석서비스는전세계고객을대상으로납품한 4,000여개엔진의상태를실시간으로모니터링, 체크하는것으로부터출발한다. 이를통해항공사는엔진교체나보수스케줄을효율적으로관리할수있게되었고, 엔진의수명이다할때까지안정적인수입을보장받을수있는 1석 2조의효과를얻을수있게되었다. 2012년기준롤스로이스의서비스부문매출비중은전체매출의 40% 로증가했으며, 서비스부문매출이확대됨에따라제조업부문영업이익률이약 2.8배증가한효과를볼수있었다. 10

12 국내스마트팩토리도입환경 스마트팩토리를중심으로글로벌제조업의성장패러다임이대대적으로변신하고있다. 제조업이 ICT 산업의대표적인 IoT, 빅데이터분석, CPS( 가상물리시스템 ) 기술등과결합되면서제조업의미래는노동자, 근로시간등요소투입형생산구조에서스마트팩토리적용사례와같은데이터기반생산구조로의전환이예상된다. 우리제조업의글로벌경쟁력강화를위해스마트팩토리구축활성화가절대적으로필요한시점이다. 한국의 ICT 인프라수준 한국의 ICT 인프라환경, 세계최고수준 UN 전기통신관련국제기구인 ITU(International Telecommunication Union) 에서발간한 2014 연례보고서에따르면 2013년기준 ICT 인프라환경을측정하는 IDI 지수 (ICT Development Index, 정보통신기술발전지수 ) 는한국이 8.85를기록, 전체조사대상 166개국중 2위를차지했다. 다시말해서한국의스마트팩토리구축에필요한주요인프라인 ICT 역량이세계적인수준이라고할수있다. 9 글로벌 ICT Development Index Top 20 (2013) Note: 10 점만점기준 Source: 한국정보통신기술협회, ITU 또한, 세계경제포럼 (WEF) 에서발표한 The Global Information Technology Report 2014 에서한국은네트워크준비지수에서 10위를기록했다. 이는환경 ( 정치적, 규제적환경 / 사업과혁신환경 ), 준비도 ( 사회기반시설과디지털컨텐츠 / 비용감당능력 / 기술 ), 활용도 ( 개인적활용 / 사업적활용 / 정부활용 ), 영향도 ( 경제적영향 / 사회적영향 ) 으로측정된다. 위의두지표를통해, 한국의 ICT 인프라환경은세계최고수준임을확인할수 있다. 11

13 한국제조업의위상 World Bank 2014 년도발표에따르면, 국내제조업이국민총생산에서 차지하는비중은 31% 로중국과함께세계 1 위를차지하고있다. 이와같이 제조업은한국의미래경쟁력을높이는중요원천이며성장동력이다. 국내제조업이국민총생산에서차지하는비중 31%, 중국과함께세계 1위 31% 31% GDP 대비제조업의비중 22% 22% 19% 18% 17% 17% 16% 15% Source: World Bank 그러나, 산업연구원발표에의하면한국제조업의경쟁력순위는 2010 년세계 3 위에서 2013 년에 5 위로떨어졌고 2018 년에는 6 위로전망하고있어, 갈수록 부진해지고있다. 한국기술의수준 스마트팩토리관련요소기술수준은최고기술국가인미국, 일본과비교하면 한국은평균 80% 정도수준이며, 최저 1.9 년에서최고 5.0 년의기술격차를 보이고있다. 스마트공장관련요소기술수준평가 요소기술 최고기술국한국기술수준 (%) 한국기술격차 ( 년 ) 증감 (YoY) 2014 증감 (YoY) 차세대유무선통신네트워크 (5G) 미국 지식기반빅데이터활용 미국 데이터분산처리시스템 미국 가상 / 증강현실 미국 지능형인터랙티브 미국 감성인지및처리 미국 융합서비스플랫폼 미국 서비스로봇 미국 생산시스템생산성향상 일본 Source: 2014년도기술수준평가결과 ( 안 ), 120개국가전략기술, 미래창조과학부, Note: 미국의기술을 100으로보고이에대한상대적한국기술수준표시 12

14 전자부품연구원은스마트팩토리의가장핵심적인기술요소로 ERP(Enterprise Resource Planning), MES(Manufacturing Execution System), 네트워크, CAD(Computer Aided Design), PLC(Programmable Logic Controller), 센서, RFID(Radio Frequency Identification) 등 7개를선정하고글로벌기업과국내기업의기술수준을비교했다. 상기 7개기술요소에있어서국내기술수준은대부분낮은모습을보였으며, 특히센서부문의경우글로벌대비기술수준이 30%, CAD 부분이 20% 로가장낮은기술수준을보였다. 주요핵심요소제품의국내기술수준 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 60% 70% 90% 80% 20% 30% 40% ERP MES 네트워크 CAD PLC 센서 RFID 국내기업 글로벌기업 Source: 전자부품연구원 ( 스마트공장수준비교보고서 ) Note: 제조선진국의기술수준을 100 으로보고이에대한상대적한국의기술수준표시 정부, 스마트팩토리확산에만치중않고제조업현실에맞는기술로드맵준비 이와같이, 한국은스마트팩토리구축을위한인프라는세계적수준인데반해, 기술은크게미치지못하고있다. 일부국내대기업들은세계적수준의스마트팩토리기술을활용하고있지만기술의원천은많은경우해외에서온것이다. 중소기업들은아직까지자동화솔루션을도입하는단계에머물고있다. 제조업본연의경쟁력강화를위해스마트팩토리도입과활성화가필요한시점이다. 다행히우리정부는 2014년에 제조업혁신 3.0 정책을내놓고제조업과 ICT를융합한스마트팩토리를 2015년 1000개, 2017년까지 4000개, 2020년 1만개로확산시킨다는청사진을마련하고, 2015년 8월 19일에는스마트팩토리기술개발로드맵공청회를개최했다. 정부는양적인성장, 즉스마트팩토리갯수확대에만치중하지않고, 한국제조업현실에맞게어플리케이션, 플랫폼, 디바이스 & 네트워크, 보안기술등 4개분야의기술을집중적으로개발하겠다는전략을발표하였다. 13

15 스마트팩토리핵심기술 4 대분야별개발목표 구분개념및역할주요기술개발목표 1 애플리 MES, ERP, PLM 등기존제조 수요맞춤형공정및운영 다품종유연생산등미래 케이션 IT 솔루션과연계하여공장 최적화기술 제조환경에활용되는 운영관리를지원하는응용 예측기반품질및설비 고도화된애플리케이션을 소프트웨어 고도화기술 개발 사용자의필요에따라 인간중심안전및작업 수집된정보를 지원기술 통합 관리하고분석결과 지능형유통및조달물류 등제공 기술 스마트공장통합운영및 서비스기술 2 플랫폼 수집된정보를애플리케이션이활용할수있는형태로가공 처리하는중간소프트웨어 디바이스 / 센서와애플리케이션이상호연결하고소통할수있도록하는매개역할 빅데이터분석 CPS 팩토리자원모델링 / 시뮬레이션 생산프로세스제어 / 관리 클라우드등 공장내외의다양한장비 (Factory Things) 에 ICT기술을접목하여공장운영관리를지원할수있는범용오픈 IoT 플랫폼개발 3 디바이스 공장내의기존설비등에서 스마트공장산업 공장내다양한환경에 & 정보를수집하고, 플랫폼과 네트워크기술 적용가능한다기능센서, 네트워크 애플리케이션에전달하는 인지형스마트센서기술 고신뢰유무선통신및 장치 이종연동형산업용 장치를개발 공정단계, 작업자위치, 게이트웨이기술등 작업환경, 에너지소비량 등생산과관련된다양한 정보를수집하고전달 4 상호 스마트공장주요구성 스마트공장관련표준화 공장내정보유출을 운용성 요소간연동시 기술 방지하고실행환경의 & 데이터 / 서비스간의상호 악성코드의실행및확산 불법접근을차단하는 보안 운용성보장을위한 방지기술, 가상화기반의 Tamper- 통신 / 인터페이스규격및 SW 신뢰성, 보안성검증 proof 기술개발 구성요소기술 기술 상호연동시의기능안전성, 데이터보호및원격관리 가용성, 신뢰성, 보안성 기술등 제공을위한기술 Source: 2015 스마트공장기술개발로드맵공청회자료집 14

16 시사점 스마트팩토리도입을위한선행과제 앞서언급한우리정부의 제조업혁신 3.0 전략은, 제조업의스마트혁신을구현하기위해, 1) 스마트생산방식의확산 (2015년), 2) 창조경제대표신산업창출, 3) 지역제조업의스마트혁신, 4) 사업재편촉진및혁신기반조성 (2017년) 을추진방향으로잡았다. 이에따라기업들은스마트팩토리를도입하는데있어서정부지원을받을수있게되었다. 하지만중요한것은단순히스마트팩토리를도입하는데그치는것이아니라이를지속하는것이다. 스마트팩토리의도입은정부정책아래초기투자자금만으로도가능할수도있지만, 이를지속적으로관리하고효과를극대화하는것은결국기업이해야할몫이다. 이러한관점에서기업들은스마트팩토리도입과활성화를위해다음과같은준비가필요하다. 첫째, 현장전문인력양성무엇보다먼저, 스마트팩토리가활용되는현장을정확하게파악할수있는인력이필요하다. 과거많은기업들은데이터전산화를통해기업경영의효율성을극대화하기위해대대적으로 ERP를구축한바있지만, 도입후이를운영할수있는인력과기술부족으로인해제대로활용하지못한경우가많았다. 이러한과거사례를반복하지않으려면솔루션활용, 센서디바이스관리등전반적인스마트팩토리를이해하고관리할수있는현장전문인력들을양성해야한다. 둘째, 데이터사이언티스트육성및확보스마트팩토리의핵심요소인빅데이터활용에있어서, 필요한데이터의선별과최적의솔루션을만들어줄수있는분석능력을보유한데이터사이언티스트확보및육성또한필요하다. 스마트팩토리가구현될경우수많은센서를통해방대한양의데이터가쏟아져나올것이고이러한데이터를관리하는데있어서수많은시행착오를겪을것이다. 이러한시행착오를줄이고최적의효과를빠른시간안에이루기위해스마트팩토리정착에앞서데이터사이언티스트육성및확보가매우절실하다. 셋째, 기업간협업체계구축스마트팩토리의효과를극대화하기위해서는대기업과중소기업간의협업체계구축이중요하다. 과거많은제조기업들은협력업체와의물류, 유통혁신을이루기위해 RFID를도입했다. 하지만협력사의표준시스템구축, 설치의어려움, 막대한비용등다양한이유로인해협력사를대상으로 RFID 시스템을확산을하는데어려움을겪었으며충분한성과를내지못했다. 이러한현상은스마트팩토리또한마찬가지일수있다. 특히다양한부품이모여하나의제품이탄생되는제조업의경우, 공정부터공급망까지의밀접한연계가요구되며, 이를실현하기위해서는대기업과협력업체들간의적극적인협업체계구축이요구된다. 15

17 삼정 KPMG 경제연구원 김범석원장 T: E: 이광열상무이사 T: E: 이창헌책임연구원 T: E: 이희진선임연구원 T: E: 김주형연구원 T: E: Samjong KPMG ERI Inc., the Korean member firm of the KPMG network of independent member firms affiliated with KPMG International Cooperative ( KPMG International ), a Swiss entity. All rights reserved. Printed in Korea. The KPMG name, logo and "cutting through complexity" are registered trademarks or trademarks of KPMG International Cooperative ("KPMG International").

SAMJONG Insight 제19호

SAMJONG Insight 제19호 SAMJONGInsight Issue 19 2009 Thought Leadership World News Break M&A Spotlight Upcoming Issues AUDIT TAX ADVISORY Issue 19 2009 SAMJONGInsight Contents Executive Summary Thought Leadership 04 10 16 World