발행일 2017. 02. 06 발행처융합연구정책센터 2017 FEBRUARY vol.57 Technology Industry Policy 4 차산업혁명과국내외스마트공장산업동향 소아영 융합연구정책센터
융합 2017 FEBRUARY Vol. 57 Technology Industry 4 차산업혁명과국내외스마트공장산업동향소아영 융합연구정책센터 Policy 01 선정배경 글로벌경제의저성장기조와생산성하락으로인해新성장동력이필요한가운데주요국 기업들은 4차산업혁명대응및산업경쟁력강화를위한산업인터넷 스마트공장에대한관심증대 GE는 11년부터 10억달러를투자하여산업인터넷 (Industrial Internet) 을개발하고, 산업인터넷컨소시엄 (GE, 삼성등세계 220개社참여 ) 주도 표1. 주요국가별 4차산업혁명대응정책 국가미국독일중국일본한국 주요내용첨단제조파트너십 (AMP), 첨단제조업을위한국가전략수립 첨단제조혁신을통해국가경쟁력강화및일자리창출, 경제활성화제조업의주도권을이어가기위해 Industry 4.0 을발표 ICT와제조업의융합, 국가간표준화를통한스마트팩토리등추진혁신형고부가산업으로의재편을위해 제조업 2025 를발표 30년후제조업선도국가지위확립목표일본산업부흥전략, 산업경쟁력강화법을발표 비교우위산업발굴, 신시장창출, 인재육성및확보체계개혁, 지역혁신제조업패러다임변화에따른전략 제조업 3.0 발표 IT 융합, 스마트생산방식확산, 제조업소프트파워강화등 산업현장센서 기기들의자가정보취합과이를기반으로한인공지능결합생산시스템 * 기술의현실화 * 모든기계가인공지능및 IoT( 사물인터넷 ) 를통해소통하면서최적 ( 最適 ) 공정실현과이를통한생산성향상, 에너지 절감, 인간중심의작업환경, 개인맞춤형제조, 제조 서비스융합등을구현 근로시간단축및저임금노동력감소등노동시장변화와수요중심의산업구조의변화에따른생산성및제조업경쟁력확보한계봉착 - 제조업경쟁심화, 융합산업으로의변화에의한다양한제품군과짧은제품수명주기, 다변화된시장요구등생산환경변화에따른효율적제조환경필요 - 대규모설비투자 ( 자본 ) 및인건비절감 ( 노동 ) 보다는기술혁신여부가중요 구글 ( 종업원약 6만명 / 수익 $234억 ) vs. GM( 종업원약 21만명 / 수익 $97억 )( 15) 02 Industry
4 차산업혁명과국내외스마트공장산업동향 02 개요 ( 정의 ) 스마트공장은공장자동화 (FA, Factory Automation) 가진화한형태로 ICT와제조업기술이융합하여사물인터넷, 빅데이터, 클라우드컴퓨팅, CPS*(Cyber Physical System) 등을통해공장내의장비, 부품들이연결및상호소통하는생산체계 * 센서와액추에이터를가지는물리적요소와이를제어하는컴퓨팅요소가결합된네트워크기반복합시스템 - 고전적제조업의자동제어시스템에 IoT, CPS, 스마트센서, 3D프린팅, 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅등첨단기술을적용한시스템 - 생산성향상, 에너지절감, 생산환경안정성및개인맞춤형제품등다품종복합생산이가능한 유연한생산체계구현 ( 구성기술요소 ) 스마트공장기술은기존제조기술에 IT를접목하여센서, 정밀제어, 네트워크, 데이터수집및분석등다양한기술이융합되어서비스구성 - 생산과관련된환경정보를감지하고, 감지된정보에의한판단, 판단된결과가생산현장에반영되어실행되는 3단계기능수행 - 요소기술은그성격과분야에따라크게센서디바이스및정밀제어기기, 네트워크플랫폼, 제조환경애플리케이션으로구분 1 ( 센서 / 제어기기 ) 스마트공장의생산환경변화, 제품및제고현황등제조 생산과관련된정보를감지하고애플리케이션에전달하여분석 판단결과를제조현장에반영하여수행 2 ( 네트워크플랫폼 ) 센서디바이스, 정밀제어기기와애플리케이션을이어주는역할로효율적인데이터채널제공 3 ( 제조애플리케이션 ) 제조실행에직접적으로관여하거나현장디바이스로부터수집된데이터를분석하고정해진규칙에따라판단할수있는시스템 03 산업동향 ( 전망 ) 16년세계시장규모는 462억달러로연평균 5.4% 성장하여 21년에는 601억달러시장으로성장전망표준을제정하여시장을주도하는요소기술기업 * 과플랫폼서비스를제공하는응용기업 ** 으로구분 * 파낙, 미쓰비시, 야스카와등일본기업중심 ** ( 독일 ) 지멘스, 페스토, SAP, ( 미국 ) 로크웰오토메이션, 에머슨등 융합 Weekly TIP 03
Technology Industry Policy ( 해외기업현황 ) 전통적인전문분야를기반으로하드웨어는상위응용영역까지, 소프트웨어는 IoT, 클라우드등을접목한신규비즈니스영역으로확장하는추세이며, 글로벌시장지배력을무기로하여글로벌선도기업들의독점강화 1 (Siemens) 세계최고의지능형공장을구현하여생산설비, 제어시스템및산업용소프트웨어등거의모든산업분야의제조및공정자동화솔루션을보유하고있으며자동화, 디지털화영역에핵심역량집중 스마트공장 EWA(Electronics Works Amberg) 에서매일실시간으로수집하는 5,000만건의정보를통해제조공정마다자동으로작업 (75% 자동화실현 ) 을지시 2 (Rockwell Automation) 센서장비, 제어장비와같은하드웨어인프라에서네트워크기술및응용프로그램과같은소프트웨어까지산업전분야에걸친자동화와정보솔루션 * 제공 * 커넥티드엔터프라이즈 : 정보기술과제조운영기술의융합으로효과적자동화시스템, 생산성향상및생산공정간소화등을구현하는스마트팩토리종합솔루션 3 (Intel-Mitsubishi Electric) 사물인터넷기술이접목된차세대공장자동화 (FA) 시스템개발을위한협력프로그램시도 사물인터넷관련인텔의전문개발솔루션과미쯔비시전기의 e-f@ctory 자동화기술이결합되어조기고장예측등을통해생산성향상 4 (GE Brilliant Factory ) 공장시설과컴퓨터가산업인터넷을통해실시간대화및정보공유뿐아니라품질유지및돌발적가동중지를예방하는의사결정을내리고, 공급망 서비스 유통망과인터넷을통해연결되어최적화된생산유지 최초로적용된곳은인도의멀티모달공장으로 22년까지인도 GDP 중제조업비율을 25% 로올리고, 1억개의일자리창출을계획 (2015.4.9, GE) 지멘스 EWA Rockwell Automation 커넥티드엔터프라이즈 Intel Mitsubishi 스마트팩토리 GE Brilliant factroy, Multi-Modal 공장 그림 1. 해외주요기업의스마트공장 04 Industry
4 차산업혁명과국내외스마트공장산업동향 ( 국내기업현황 ) 대기업중심으로 ICT 적용제조현장혁신을위한시도가일부진행되고있으나, 외산솔루션에대한의존도가높고, 국내기술의한계로민간투자는시작단계 1 (POSCO) 17년까지국내제철소대상설비, 품질, 조업, 에너지, 안전관리등의분야에스마트공장적용프로젝트추진중 스마트공장구축을위한 ICT 요소기술적용 * 시도 * 빅데이터활용한제품불량및고장사전예측, GPS 블루투스및센서를활용한작업자안전관리, 공장신설 증설시가상현실을통한검증등 RFID*/GPS 기반물류체계를구축했으나협력업체들의비용부담으로인해전체협력업체로의확산은부족한상황 * Radio Frequency IDentification: 극소형칩에상품정보를저장하고안테나를달아무선으로데이터를송신하는장치 그림 2. 포스코의스마트워크사업 출처중앙일보블로그 2 (LS 산전 ) 스마트팩토리시범사업 ( 산업부 ) 을통해 PLC* 기반의조립자동화라인을구축하고수요예측시스템 ** 이적용된유연생산시스템운영중 * Programmable Logic Controller: 각종센서로부터신호를받아산업용로봇이나설비가작동하도록하는장치 ** APS(Advanced Planning System): 주문부터생산계획, 자재발주까지자동생산관리가가능한유연생산방식으로공정자동화에중요역할담당 ICT와자동화기술융합을통해다품종대량생산은물론맞춤형소량다품종생산도가능한시스템변혁구현 공장자동화시스템과스마트그리드기술을융합하여에너지최적화를위한통합 제어 관리시스템도입 융합 Weekly TIP 05
Technology Industry Policy 그림 3. LS 산전청주스마트공장전경및사업장내부자동화시스템 3 ( 현대위아 ) 현대자동차그룹의공작기계제조회사로지멘스와협력하여만든스마트팩토리솔루션 (HYUNDAI I-TROL) 을통해제품설계부터 3D 시뮬레이션결과물확인가능 19년까지 5년간 500억원을대 중소기업협력재단에출연하여 ICT 역량이부족한중소협력사의공장스마트화적극추진 4 ( 삼성전자 ) 경북창조경제혁신센터 ( 15년설립 ) 와함께경북지역에 100개스마트공장구축을시작으로 17년까지 400개의스마트공장육성계획 그림 4. 현대위아 - 지멘스합작스마트공장 ( 좌 ) 및삼성전자지원으로스마트공장사업을추진한중소기업새한텅스텐 ( 우 ) 06 Industry
4 차산업혁명과국내외스마트공장산업동향 04 결론및시사점 양적성장의한계에봉착한우리나라제조업은 4차산업혁명시대에대응하여고부가가치기술중심스마트공장을통한제조업체질개선이필요다양한부품이모여하나의제품이만들어지는제조업의경우공정부터공급망까지밀접한연계가중요하며이를극대화하기위한대기업과중소기업간협업체계구축중요 기존기술의단순한응용을넘어, 생산효율성과안전성을높이고기능확장, 기존서비스 ( 애플리 케이션 ) 와의연동을고려한시스템설계및연동인터페이스구축등기술간융합필요 정부가추진중인 제조혁신 3.0 전략 * 을통해제조기술간유기적연계및전략적투자촉진과제조업주기에맞는수요연계형기술개발강화에투자필요 * 개인맞춤형유연생산을위한스마트공장고도화와융합신제품생산에필요한 8대스마트제조기술 (CPS, 에너지절감, 스마트센서, 3D프린팅, IoT, 클라우드, 빅데이터, 홀로그램 ) 개발추진 ( 산업부-미래부합동 ) - 스마트공장도입은정부정책하에초기투자로가능할수있으나, 지속적인관리와효율성극대화를위해서는기업의노력도매우중요 참고자료 1. LG Business Insight(2016. 5) LG 경제연구원, 스마트팩토리산업인터넷혁명의서곡 2. KESSIA Issue Report(2015. 12) 임베디드소프트웨어 시스템산업협회, 스마트공장현황및시사점 3. Issue Paper(2016. 3) KISTEP, 스마트제조의글로벌현주소와표준화추진동향 융합 Weekly TIP 07
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