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지선 서문
6 years ago
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1 인더스트리 4.0 딜로이트안진회계법인딜로이트컨설팅 Presented by 김광래상무

세계주요국가들은제조업의중요성에주목하고제조업르네상스를추진하고있다. 세계주요국가들은금융위기이후제조업의중요성에주목하고제조업르네상스를추진하고있다. 미국은셰일가스와 IT SW 를바탕으로한 Reshoring 및첨단제조기술지원을, 독일은민관합동으로사물인터넷기반 인더스트리 4.

2 세계주요국가들은제조업의중요성에주목하고제조업르네상스를추진하고있다. 세계주요국가들은금융위기이후제조업의중요성에주목하고제조업르네상스를추진하고있다. 미국은셰일가스와 IT SW 를바탕으로한 Reshoring 및첨단제조기술지원을, 독일은민관합동으로사물인터넷기반 인더스트리 4.0 추진을, 일본은산업경쟁력강화법제정및기업실증특례등파격적인규제혁파를, 중국은차세대IT 신에너지 바이오 첨단설비제조 신소재 환경보전 전기차등신산업육성을추진하고있다. 각국의제조업르네상스추진전략 ( 출처 : 산업통상자원부 ) 한국의제조업은내수침체지속, 글로벌경기회복지연, 중국의약진, 엔저로인 한일본의경쟁력강화등으로위기에직면해있으며혁신을바탕으로한제조업 의부흥이어느때보다필요한시점이다. 이하에서는독일의제조업르네상스추진전략인인더스트리 4.0 1) 에대한일반적 인이해, 특징및시사점에대하여정리하였다. 1) 인더스트리 4.0 은유럽에서광범위하게사용 ( 특히독일제조업 ) 되며, 미국등영어권국가에서는 Internet of things( 사물인터넷 ), Internet of everything, Industrial Internet 등의표현으로사용된 다고함 2 Standard of Excellence Deloitte Anjin LLC

3 독일은인더스트리 4.0 을통해산업생산효율을 30% 이상끌어올릴수있을것으로전망하고있다. 독일의인더스트리 4.0 계획독일은세계 2위의수출대국이며강소기업미텔스탄트 (Mittelstrand. 첨단제조업중심의중견기업 ) 와히든챔피언이많은제조업강국이지만, 중국과동남아등신흥국가에서낮은생산원가를기반으로세계의공장을흡수하고있으며중국과한국등후발주자의기술추격으로인한위기인식이있다. 또한, 고령화로독일제조업의중요한기반인숙련공이줄어들고있다. 출산율이가임여성 1인당 1.4명으로낮은수준이며유럽연합집행위원회는현재 8,000만명의독일인구가 2060년에는 6,600만명으로감소할것으로예상했다. 이에사물인터넷 (IoT : Internet of Things), 3D프린팅, 센서기술, 인공지능등최근기술발전을생산현장에접목하여생산패러다임전환을통해새로운돌파구를마련하려고한다. 독일은국가경쟁력유지를위한미래기술비전인 하이테크비전 2020 을수립하였으며환경, 에너지, 통신등핵심분야아래 10대실행과제에 2012년부터 인더스트리 4.0 을새로편입시키고이를추진하기위해 2.5억유로규모의국가프로그램을운영하고있다. 사물인터넷, 사이버물리시스템 2), 스마트팩토리등산학연연구프로그램을운영하여국가차원의기술표준을개발하고시범모델을운영하고있다. 스마트팩토리프로젝트는독일인공지능연구소주도하에지멘스, 보쉬등산업계, 시스코등해외기업, 스웨덴ㆍ스페인을포함한다국적대학등이참여하여독일각지에 5개의스마트팩토리를짓고인더스트리 4.0을상용화할수있는기술을개발하고있다. 독일과학기술아카데미는인더스트리 4.0을통해독일산업의생산효율을 30% 이상끌어올릴수있을것으로전망하고있다. 2) 사이버물리시스템이란물리적현실세계에속한사람과센서및액추에이터 ( 입력된신호에대응해 작동을수행하는장치 ) 를인터넷서비스, 인공지능시스템, 각종정보망이존재하는사이버세계와 연결해주는매개체를의미한다고함 ( 출처 : 포스코경영연구소 ) 3 Standard of Excellence Deloitte Anjin LLC

4 인더스트리 4.0 은가볍고유연한생산체계를구현하는것이다. 인더스트리 4.0 이란? 18세기증기기관발명, 기계식생산방식도입 (1784년최초의기계식방직기 ) 으로생산성이크게향상되어 1차산업혁명 ( 인더스트리 1.0) 이시작되었으며, 19세기컨베이어벨트 (1870년신시네티도축장최조의컨베이어벨트 ) 가자동차공장에도입되고증기기관을대신하는전기동력이공장에도입되면서분업과자동화생산이급속히확산되는 2차산업혁명 ( 인더스트리 2.0) 이도래하였다. 1970년대부터현재까지는 IT와로봇, 컴퓨터를통한자동화대량생산체계 (1969년최초의 Programmable Logic Controller) 가주류를이루고있는 3차산업혁명 ( 인더스트리 3.0) 시기이다. 인더스트리 4.0은기계와사람, 인터넷서비스가상호연결되어가볍고유연한생산체계를구현하여다품종대량생산이가능한생산패러다임의진화이다. 산업혁명의역사적흐름 ( 출처 : Deloitte) ICT(Information and communication technology) 가제조업의전통적인생산공 정에광범위하게사용되며, 사이버물리생산시스템 (CPPSs:Cyber-Physical Productions Systems) 에서는물리적현실세계와사이버세계의경계가사라진 다. CPPSs 는소셜네트워크와유사한방식으로연결된 social machine 의온라 인네트워크이다. 간단히입력하면 IT 가기계전자적부품과연계되어네트워크와 상호커뮤니케이션을한다. 4 Standard of Excellence Deloitte Anjin LLC

스마트생산설비는현행재고량, 문제점, 불량, 수정된주문등의정보와계속소통한다. 효율적이고최적화된생산시기, 가동율, 제품개발, 생산, 판매전과정상의품질관리등을위하여생산프로세스와납기일을조정한다. CPPSs는각각의생산설비를네트워킹할뿐만아니라 value chain 및제품 life cycle 전체에걸쳐서생산설비, 건물, ICT 시스템, 스마트제품, 사람을네트워킹한다.

5 스마트생산설비는현행재고량, 문제점, 불량, 수정된주문등의정보와계속소통한다. 효율적이고최적화된생산시기, 가동율, 제품개발, 생산, 판매전과정상의품질관리등을위하여생산프로세스와납기일을조정한다. CPPSs는각각의생산설비를네트워킹할뿐만아니라 value chain 및제품 life cycle 전체에걸쳐서생산설비, 건물, ICT 시스템, 스마트제품, 사람을네트워킹한다. 센서와제어장치가생산설비를공장, 작업대, 네트워크, 사람과연결한다. 이러한스마트네트워크가스마트팩토리의기반이다. 인터스트리 4.0 환경 ( 출처 : Deloitte) 스마트모빌리티, 스마트그리드, 스마트로지스틱, 스마트홈, 스마트빌딩등의 스마트 infrastructure 도결합된다. 비즈니스와소셜네트워크의연계는인더스트리 4.0 의디지털혁신에중요하다. 사물, 사람, 데이터, 서비스가인터넷으로연결되는이러한새로운네트워크와결 합은제조업의미래에엄청난변화를가져올것이다. 이러한변화트렌드는초창 기이지만인더스트리 4.0 은이미시작되었다. 독일과미국같은전통적인산업경 제국가들은이러한 4 세대산업혁명이글로벌경쟁력향상, 저임금국가로의생산 공장이전의중단, 유럽과북미지역에새로운생산공장설립등많은장점을가지 고올것으로기대하고있다. 5 Standard of Excellence Deloitte Anjin LLC

6 중앙집중식생산체계에서모듈단위의유연한분산 자율제어생산체계로진화된다. 인더스트리 3.0 vs 4.0 인더스트리 3.0은소재, 제품, 기기의지능화를통해과거중앙제어장치의명령을받아생산기기가소재를가공하던일방향서비스로직인데반해, 인더스트리 4.0 은소재와반제품에 RFID(Radio Frequency Identification: 극소형칩에안테나를달아무선으로데이터를송신하는장치 ) 등스마트메모리를장착해스스로지능화된생산기기와통신을통해경로를결정하는모듈단위의유연한분산 자율제어생산체계이다. 모듈단위생산체계로인해제품의변경이나고객주문에따라생산 layout 변경이가능하고교체즉시가동하는 Plug & Produce시스템이가능하다. 한편, 인터스트리 4.0은고객주문으로부터택배물류까지 value chain 전과정의서비스연결및기기간통신을구축해야하는엔지니어링이필요하며, 모든기기가인터넷에연결되어있어바이러스공격에취약할수있으므로클라우드보안기술등이확보되어야한다. 인터스트리 3.0 vs 4.0 ( 출처 : 포스코경영연구소 ) 6 Standard of Excellence Deloitte Anjin LLC

7 생산시스템의수직적네트워킹, 새로운글로벌 value chain 네트워크의수평적통합, 엔지니어링, 기술발전을통한가속화가특징이다. 인더스트리 4.0의특징제조업전반에걸쳐많은변화를가져올인더스트리 4.0은스마트생산시스템수직적네트워킹, 새로운글로벌 value chain 네트워크의수평적통합, 전 value chain에걸친엔지니어링, 기하급수적인기술발전을통한가속화의 4가지특징을가진다고한다. 이하에서 4가지특징에대하여기술한다. 인터스트리 4.0 의 4 가지특징 ( 출처 : Deloitte) 7 Standard of Excellence Deloitte Anjin LLC

8 고객별특화된생산, 생산관리와유지보수에대한자율제어, 자원의효율적사용이가능하다. (1) 스마트생산시스템의수직적네트워킹인터스트리 4.0의첫번째특징은미래공장의스마트생산시스템의수직적네트워킹이다. 수직적네트워킹은 CPPSs을이용하여수요와재고의변화, 불량품에대하여빠르게대응할수있게한다. 스마트팩토리는자율제어로운영되며고객별특화되고개별화된생산이가능하도록한다. 이를위해데이터의광범위한통합이필요하며, 공정을모니터링하고자율제어하기위하여스마트센서기술이필요하다. CPPSs는생산관리뿐만아니라유지보수도자율제어로한다. 자원과제품은네트워크로연결되어있으며, 소재와부품은언제, 어디에서나사용할수있도록배치될수있다. 생산프로세스의모든단계가기록되며이상징후는자동적으로등록된다. 주문수정, 불균질한품질과생산설비고장이신속하게처리된다. 이러한프로세스는자재의낭비를좀더효율적으로모니터링하고예방하게하여낭비를줄인다. 중요한것은자재, 에너지, 인적자원등자원의효율적사용이가능하다는것이다. 생산, 적재, 물류, 유지보수등업무에대한인력수요는감소할것이고 CPPSs를효율적으로사용할수있는새로운스킬을가진인력수요는증가할것이다. 투명성, 유연성, 글로벌최적화가가능하고, 새로운사업모델과협업모델의기회가생길수있다. (2) 새로운글로벌 value chain 네트워크의수평적통합 인터스트리 4.0 의두번째특징은새로운글로벌 value chain 네트워크의수평적 통합이다. 새로운글로벌 value chain 네트워크는투명하고, 문제점과결함을보 다빨리대응할수있는높은유연성이있고, 글로벌최적화를촉진할수있는실 시간최적화된네트워크를말한다. 네트워크로연결된생산시스템과유사하게이 러한네트워크는입고, 생산, 마케팅, 영업, 출고, A/S 에이르기까지 CPPSs 로네 트워킹된다. 모든부품와제품에대한이력은기록되고항상이용가능하고추적 가능하다. 자재구매 ~ 판매까지전체 value chain 에걸쳐투명성과유연성이확보된다. 제품 개발, 주문접수, 생산계획, 생산, 배송등에고객별특화가가능하다. 품질, 납기, 가격, 공해문제등도실시간으로전체 value chain 에서능동적으로처리가가능 하다. 고객과파트너간수평적통합을통해완전히새로운사업모델과협업모델의기 회가생길수있다. 이는또한도전이될것이다. 법률문제, 책임소재, 지적재산권 보호등의이슈가부각될것이다. 8 Standard of Excellence Deloitte Anjin LLC

9 제품개발과생산시스템에새로운시너지가창출된다. (3) 전 value chain에걸친엔지니어링인터스트리 4.0의세번째특징은전 value chain과제품과고객의전 life cycle에걸친통합엔지니어링이다. 이러한엔지니어링은새로운제품과서비스의디자인, 개발, 제조기간동안끊임없이이루어진다. 새로운제품은새롭고변경된생산시스템이필요하다. 새로운제품및새로운생산시스템의개발과제조는제품 life cycle과통합되고상호작용하며제품개발과생산시스템에새로운시너지가창출된다. 이러한엔지니어링의특징은데이터와정보가제품 life cycle의모든단계에서활용되며, 새롭고좀더유연한프로세스가시제품모델링단계와생산단계별로취합된데이터를통해정의될수있다. 개별적으로특화된솔루션, 유연성, 원가절감이가속화된다. (4) 기하급수적인기술발전을통한가속화인터스트리 4.0의네번째특징은기하급수적인기술발전으로생산프로세스에서개별적으로특화된솔루션, 유연성, 원가절감이촉진되고가속화된다는것이다. 인더스트리 4.0에서자동화솔루션은높은수준의인지기술과자율제어기술이요구된다. 인공지능, 첨단로봇, 센서기술은자율제어를더발전시키고개별화, 유연성을증대시킬잠재력을가진분야이다. 인공지능은공장이나창고의무인작업차량경로를보다효율적으로디자인하고, Supply Chain상에서시간과비용을절감하고, 생산의신뢰성을높이고, 빅데이터를분석하는데사용될뿐만아니라새로운공정개발, 이슈의해결방안고안, 인적자원과기계의협업을향상시키는데사용될수있다. 기능성나노물질과나노센서는보다효율적인품질관리를위한생산통제분야에활용될수있으며, 안전하고사용하기편한차세대로봇생산에활용될수있다. 밤과낮, 지형, 날씨와무관하게생산공정을날아다니는유지보수로봇과창고재고수준을관리하고스페어부품을이동시키는드론은미래의자율제어형스마트공장에서쉽게적용될수있는기술들이다. 인더스트리 4.0을더욱가속화시키고유연하게만드는기하급수적인기술발전의좋은사례는 3D 프린팅이다. 3D 프린팅은새로운생산솔루션 ( 추가비용없이더복잡한생산을가능하게함 ) 또는새로운 Supply Chain 솔루션 ( 재고감소, 빠른배송시간 ) 또는새로운생산솔루션과새로운 Supply Chain 솔루션의결합으로완전히새로운사업모델이만들어질수있다. 9 Standard of Excellence Deloitte Anjin LLC

10 그러나 3D 프린팅을활용하여필요한스패어부품을현지에서생산할경우생산 품의품질, supply chain 과재고관리의변화는잘살펴야한다. 또한, 지적재산권, 제품손해배상, 관세, 부가가치세등은 3D 프린팅이해결해야할이슈들이다. 한국은제조업과 IT 두분야에강점을가지고있기때문에이들의성공적인융합을통해제조업을업그레이드시킬수있을것이다. 시사점현재많은기업들이위에서언급한각각의기술에대해접근하고있다. 그러나, 인더스트리 4.0은특정기술을지칭하는것이아닌제조업의패러다임이변경되는것을통칭하는것으로이해되어야하며, 보다종합적이고장기적인접근이필요하다. 인더스트리 4.0의스마트팩토리에서는인터넷서비스와사물인터넷, 표준화플랫폼이상호연결되고, 스스로의사결정하고움직일수있는기기와시스템이준비되며, 현실세계의물리적장치들과가상세계의시스템이하나로연결된다. 또한인터넷과사이버물리생산시스템에대한이해가높은노동력이필요하다. 기업들은이러한변화요인을파악하고구체적으로실현함으로써다가오는제조업혁명에대비해야한다. 특히, 한국은제조업과 IT에모두강점을가지고있으므로두분야의성공적인융합을통해제조업을업그레이드시킬수있는기회이다. 참고문헌 Industry 4.0-Challenges and solutions for digital transformation and use of exponential technologies, 2014년, Deloitte 스위스 인더스트리 4.0 독일의미래제조업청사진, 2014년, 포스코경영연구소 Next Manufacturing, 2014년, 동아비즈니스리뷰 (DBR) 장벽붕괴 25년, 게르만의비상, 2014년, 한국경제신문 창조경제구현을위한제조업혁신 3.0 전략, 2014년, 산업통상자원부 10 Standard of Excellence Deloitte Anjin LLC

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Art & Technology #5: 3D 프린팅 - Art World | 현대자동차

Art & Technology #5: 3D 프린팅 - Art World | 현대자동차 Art & Technology #5: 3D 프린팅 새로운 기술, 새로운 가능성 미래를 바꿔놓을 기술 이 무엇인 것 같으냐고 묻는다면 어떻게 대답해야 할까요? 답은 한 마치 한 쌍(pair)과도 같은 3D 스캐닝-프린팅 산업이 빠른 속도로 진화하고 있는 이유입니 가지는 아닐 것이나 그 대표적인 기술로 3D 스캐닝 과 3D 프린팅 을 들 수 있을 것입니 다. 카메라의