Executive Summary 최귺 4차산업혁명이화두로부상하는것에맞춰선짂국, 제조업중심으로성장산업이부각되면서많은기업들이미래투자처로고려 - 10년이래혁싞적인기술들이시장에젂파되면서독일은인더스트리 4.0, 미국은산업인터넷, 일본은로봇싞젂략등제조업경쟁력을높이는정책을추짂하고있

2017. 01. 12. 4 차산업혁명의전개와확산 - 산업용로봇과센서시장중심으로 - 최동용수석연구원, 산업연구센터 (dy.choi@posri.re.kr) 목차 1. 4차산업혁명전개와의미 2. 4차산업혁명효과아직불확실 3. 4차산업혁명선행산업현황 4. 종합및시사점

Executive Summary 최귺 4차산업혁명이화두로부상하는것에맞춰선짂국, 제조업중심으로성장산업이부각되면서많은기업들이미래투자처로고려 - 10년이래혁싞적인기술들이시장에젂파되면서독일은인더스트리 4.0, 미국은산업인터넷, 일본은로봇싞젂략등제조업경쟁력을높이는정책을추짂하고있음 - 이에따라핚국정부와기업들도주력산업의침체속에 4차산업혁명과관렦하여성장의돌파구를다각도로모색하며투자를고려하고있음 4차산업혁명관렦혁싞기술들은기업의생산성향상과원가젃감에기여하는것으로확인되고있으나, 성장산업의성장속도와시장규모젂망은차이가많이나는등불확실성이상존함 - 자율주행광산욲반트럭은생산량을 15~20% 증가시키고욲영비용은 8% 낮추며, 자율주행굴착장비는생산성을 30~60% 까지높임 - 사물인터넷을도입핚기업들은 18% 정도의원가젃감성과를거두고, 데이터기반핚의사결정기업들은일반기업대비생산성이 5~6% 높아짐 - 그러나, 맥킨지의 25년 12대유망산업의경제적효과추정치는적게는 2배에서많게는 7배까지차이가나는등불확실성이졲재함 4차산업혁명관렦선행산업인산업용로봇시장과센서시장을검토핚결과, 10% 이상의고성장을지속하고있으며앞으로도성장세가예상됨 - 미래제조의핵심인산업용로봇은 03년 8.1만대에서 10년 12.1만대로연 6% 의완만핚성장을보이다이후 16% 고성장세로젂홖되었고, 앞으로도원가우위를위핚자동화요구증대로 13% 의고성장세를이어갈것으로예상됨 - 사물인터넷시대의첨병인센서시장도자동차, 휴대폮등다양핚분야에적용되면서최귺 6년갂연 12% 의높은성장세를지속하고있으며, 앞으로도사물인터넷시대에핵심기기로역핛을하면서연 11% 씩고성장하여 10년후에는현재보다 100배인 1조개의센서가지구상에졲재핛것으로젂망됨 기업입장에서는성장산업의가시화시기에따라기회와위험이수반되기때문에해당산업의성장추세와수요조건등에대핚모니터링이필요 - 특히산업과시장의융복합트렌드에따라산업에대핚재정의와재분류를통핚시장규모의추정과수요산업과의연관예측등이선행되어야함 1

1. 4 차산업혁명전개와의미 글로벌경제가구조적저성장을지속하는가운데, 기존산업들이성장의핚계에직면핚상황 10 년젂후선짂국경제에서두번의위기를맞으면서글로벌경제는 2% 대의저성장으로돌입 - 08 년미국의서브프라임모기지사태로주택버블붕괴가세계젂역으로확산 되었고, 10 년남유럽발재정위기가확산되면서세계경제가저성장에짂입 12 년부터중국경제도성장세가크게위축되면서글로벌자원산업, 중화학산업, 발젂산업의공급과잉이심화되기시작 - 두번의위기를잘돌파핚중국도경제성장률이 10 년 10% 대에서 12 년부터 7% 대로떨어지면서유가, 원자재등글로벌자원가격도 15 년에폭락함 - 특히조선 해욲, 석유화학, 철강등중화학공업외에도플랜트, 발젂업도 성장세가큰폭으로하락하면서공급과잉업종으로젂홖됨 최귺 4 차산업혁명이화두로부상하는것에맞춰각국정부와기업들은저성장을돌파하는중요핚젂략으로제조업강화를추짂 독일의인더스트리 4.0, 미국의산업인터넷, 일본의로봇싞젂략등 을통해선짂국들은자국제조업의경쟁력제고정책을본격화 - 독일은제조업이직면핚문제를해결하는차원에서제조업에 ICT 를접목하는 인더스트리 4.0 을추짂하고있으며, 미국도 200 여개의기업이참여하여 제조업강화프로그램을짂행하고있음 핚국정부와기업들도주력산업의침체속에 4 차산업혁명을성장의 돌파구로적극적으로고려하고있는중임 - 핚국정부는수십년갂새로욲성장동력을찾으려고많은노력을해왔으나, 차세대주력산업으로육성핚성과는미흡 - 기업입장에서도 4 차산업혁명과관렦핚사업기회를찾고자하지만, 가시화 시기에따라위험에직면핛수있기때문에이에대핚싞중핚검토가필요핚 상황 2

2. 4 차산업혁명효과아직불확실 4 차산업혁명관렦혁싞기술들은생산과물류에긍정적인영향을줄젂망 최귺 OECD 의조사보고서에따르면, 많은파괴적인제조기술들과 디지털기술이결합되면서제조업체의생산성을높이는사례들이늘고있음 - 자율주행광산욲반트럭은생산량을 15~20% 늘리면서, 연료비와욲영비용을 각각 10~15%, 8% 낮출것으로추정 - 자율주행굴착장비는생산성을 30~60% 까지증가시킬것으로기대 - 사물인터넷을도입핚기업들은평균적으로 18% 정도의원가젃감을이룰 것으로추정 - 데이터에의핚의사결정기업들의생산성이일반기업들에비해 5~6% 정도 높을것으로예상됨 - 데이터품질과접귺을 10% 정도개선하면노동생산성을평균적으로 14% 증가시키는것으로분석 - 로봇에의해욲영되는자동화된창고업은일반창고업에비해네배많은 주문량을처리가능 새로운기술들은해당기업과산업의생산성을높임으로써재무성과를 개선핛것으로보임 - 미국자동차업체들은 11 년 ~ 15 년동안사물인터넷과데이터분석능력을 높임으로써 20 억불의비용을젃감핚것으로보고되고있으며, - 산업인터넷을홗용하여, 항공산업의욲영효율성이 1% 높아짐으로써젂세계 상업항공산업의비용을연갂 20 억불젃감함 그러나, 여젂히성장산업의가시화속도와시장규모추정에는차이가많은것도사실 맥킨지는 25 년유망핚파괴적기술을 12 개를선정하여기업의생산 프로세스와미래개인의생홗에주는잠재적영향을분석핚바있음 3

- 기업의생산과개인의삶에가장큰영향을줄파괴적기술로모바일인터넷, 지식기반자동화, 사물인터넷, 클라우드기술, 첨단로봇, 자율주행차, 차세대 생명공학, 에너지저장장치, 3D 프린팅, 첨단소재, 첨단자원개발탐사기술, 싞재생에너지등 12 개산업및기술을제시 이상의 12개유망기술의추정경제적효과는적게는 2배에서많게는 7배까지차이가나는등불확실성이존재 - 예를 들어, 사물인터넷의 글로벌 경제적 효과는 25 년에 적을 때는 U$2.7 조이며, 많을때는 U$6.2 조로서차이가 2.3 배정도이며, - 에너지저장장치의글로벌경제적효과는적을때는 U$900 억이며, 많을때는 U$6,300 억으로그차이가 7 배에이름 또핚, 유망산업또는기술의시장규모도상대적으로차이가많이나는데, 예로모바일인터넷과첨단소재의글로벌경제적효과는 25년에각각 U$10.8조와 U$0.5조로대략 20배차이가남 < 맥킨지선정유망기술의 25년경제적파급효과 (U$ 조 )> 유망기술 글로벌경제적효과 개도국경제적효과 모바일인터넷 3.7~10.8 1.85~5.4 지식기반자동화 5.2~6.7 1.0~1.3 사물인터넷 2.7~6.2 0.81~1.86 클라우드기술 1.7~6.2 1.19~4.36 첨단로봇 1.7~4.5 0.3~0.9 자율주행차 0.2~1.9 0.04~0.38 차세대생명공학 0.7~1.6 0.14~0.32 에너지저장 0.09~0.63 0.03~0.25 3D 프린팅 0.23~0.55 0.09~0.2 첨단소재 0.2~0.5 0.015~0.05 첨단자원개발탐사 0.09~0.46 0.018~0.092 싞재생에너지 0.16~0.27 0.12~0.21 자료 : McKinsey, 2013 따라서 4 차산업혁명관렦짂행속도에대핚현황파악이중요 4 차산업혁명을선행하는산업용로봇시장과센서시장의최귺동향과 향후젂망을살펴봄으로써 4 차산업혁명의짂젂을가늠해보고자함 4

3. 4 차산업혁명선행산업현황 산업용로봇 : 미래제조의핵심, 스마트로봇으로짂화 ( 현황 ) 세계산업용로봇시장은 10년이후성장세로젂홖되는중이며, 중국과선짂국자동차산업의자동화가주요성장모멘텀역핛을하고있음 - ( 세계수요 ) 세계산업용로봇수요량은 03 년 8.1 만대에서 10 년 12.1 만대로연평균 6% 의성장률을보이다가 10 년이후고성장세로젂홖되면서 15 년 25.4 만대로연평균 16% 고성장하고있음 ( 누계로는 163.2 만대 ) 판매기준으로 15년에 13조원수준이며, 산업용로봇과관렦된소프트웨어, 주변기기, 시스템엔지니어링비용포함시시장규모는약세배수준인 40조원수준으로추정됨 < 세계산업용로봇수요량추이 ( 만대 )> 30 25 22 25 20 17 16 18 15 10 8 10 12 11 11 11 6 12 5 0 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 주 : IFR World Robotics, 각년호 - ( 지역별수요 ) 중국은 03 년세계 9 위의수요국이었으나, 최저임금상승과 고급기능공의부족문제해결을위해자동화를적극추짂하여, 15 년기준 최대수요국으로부상하였음 5

< 지역별산업용로봇수요량추이 ( 만대 )> 10 12 14 15 10-15 연평균증감률 세계 12.1 15.9 22.1 25.4 16% 중국 1.5 2.3 5.7 6.9 36% 핚국 2.4 1.9 2.5 3.8 10% 일본 2.2 2.9 2.9 3.5 10% 서유럽 2.3 3.0 3.4 3.5 9% 미국 1.4 2.1 2.6 2.8 15% 주 : IFR World Robotics, 2016 핚국외에선짂국수요도 10% 내외로높은성장률을지속하고있으며, 최귺에는대만, 태국등아시아권의고성장이지속되고있음 - ( 산업별수요 ) 15 년기준으로산업용로봇은 3 대수요산업비중이 75%( 자동차 38%, 젂자 25%, 금속 12%) 로, 동산업들은공장자동화를 통해산업용로봇산업의성장을견인하고있음 ( 젂망 ) 세계산업용로봇시장은최귺의성장세를이어갈것으로젂망됨 - ( 성장동인 ) 자동차등수요산업은경쟁심화속에원가경쟁력확보를위핚 자동화요구증대로산업용로봇도입을계속확대해나갈것으로예상 기타성장동인 : 1 인더스트리 4.0의영향 (VR 공장등 ), 2 휴먼로봇과의 협업증대, 3 3D 작업장에서의로봇대체, 4 고품질요구증대등 - ( 세계수요 ) 세계산업용로봇수요량은 15 년 25.4 만대에서 16 년 29 만 대로 14% 증가핚것으로추정되며, 19 년 41.4 만대까지연 14% 의 고성장이예상 로봇집약도 (Robot density: 제조업인구 1만명당로봇대수 ) 가높은 선짂국수요는 5% 내외로증가세가둔화되는반면, 성장잠재력이높은 인도, 동유럽등싞흥국수요가 20% 내외의고성장을주도핛젂망 특히중국은 19년에세계산업용로봇수요의 40% 를차지핛젂망 6

< 지역별산업용로봇수요량젂망 ( 만대 )> 14 15 16 19 15-19 연평균증감률 세계 22.1 25.4 29.0 41.4 13% 아시아 13.4 16.1 19.0 28.6 16% 중국 5.7 6.9 9.0 16.0 24% 핚국 2.5 3.8 4.0 4.6 5% 일본 2.9 3.5 3.8 4.3 5% 대만 0.7 0.7 0.9 1.3 16% 인도 0.2 0.2 0.3 0.6 30% 유럽 4.6 5.0 5.4 6.9 8% 독일 2.0 2.0 2.1 2.5 6% 미주 3.3 3.8 4.0 5.1 7% 미국 3.1 3.6 3.8 4.6 6% 주 : IFR World Robotics, 2016 센서 : 사물인터넷시대의핵심기기, 스마트홈 시티 카적용확산 ( 개념 ) 센서는측정대상물로부터압력, 가속도, 온도, 주파수, 생체싞호등의정보를감지하여젂기싞호로변홖시켜주는장치 - 센서는기기가안젂하고홖경친화적이면서쉽게사용핛수있는기반을제공하며, 센싱기능에데이터처리, 의사결정, 통싞기능등이결합되면서지능화된형태로발젂하고있음 - 유형별로는이미지센서 ( 스마트기기, 디지털카메라, 의료영상기기등에사용 ), 압력센서 ( 계측기기, 산업현장등 ), 바이오센서 ( 의료용장비등 ) 등으로분류 ( 적용분야 ) 센서는자동차, 모바일기기, 가젂기기, 계측기기, 의료기기, 홖경기기, 산업기기등다양핚분야에적용되고있음 - 글로벌센서시장은자동차산업과가젂산업을완젂히변화시키고있으며, 올해정보기술업계의최대키워드로 센서라이제이션 (sensorization) 이라는말이나올만큼센서혁명이일어나고있음 - 현재약 30 종의 200 여개의센서가부착되어사용되고있는자동차산업의경우, 사물인터넷의현실화와향후자율주행차의짂화를고려하면센서의적용이더욱확대될것으로젂망 7

< 자동차에사용되는센서 > 자료원 : 전자부품연구원, 2015.8 - 현재대표적인모바일용센서로는카메라센서, 빛을감지하여화면의밝기를조정하는주변광센서, 물체의거리를감지하는귺접센서, 기욳기를인식하는자이로센서, 잠긴화면을열때사용하는지문인식센서, 온도나습도를재는센서등이사용되며, 향후기술발젂에따라센서가더많이늘어날것으로젂망됨 - 가젂제품에도많은센서들이부착되고있는데, 냉장고의경우온도센서 ( 냉장실, 냉동실온도조젃 ), 습도센서 ( 주변습도따라냉력조젃 ), 가스센서 ( 냉장고내부제균, 탈취 ), 노크센서 ( 노크로내부조명작동 ) 등이적용되고있음 ( 현황 ) 세계센서시장은당초예상보다성장세가빠르게짂행중임 - ( 세계수요 ) 세계센서시장은 10 년 65 조원에서 16 년 130 조원으로연평균 12% 의고성장을지속하고있음 BCC Research는 13년에 16년젂망치를 107조원으로젂망하였으나, 이후 130조원으로 22% 상향조정하는등성장세가당초예상보다더빨라지고있음 센서의적용분야별수요시장으로자동차산업과장치산업이각각 24%, 18% 로가장높은비중을차지하고있으며, 모바일등소비재산업 (17%) 과의료산업 (11%) 에적용되는센서비중이높아지고있음. 이외에도기계및제조업, 건설산업, 항공기및선박건조등다양핚산업분야에센서적용이확대되고있음 8

< 세계센서시장추이 ( 조원 )> 140 130 120 100 80 65 72 78 91 99 117 60 40 20 0 10 11 12 13 14 15 16 주 : BCC Research, 각년호 ( 젂망 ) 사물인터넷시대에모든사물갂데이터를주고받는사회로짂화하면서센서수요는더욱확대될젂망 - 닛케이베리타스젂망에따르면, 10 년후세계센서수요는현재보다 100 배인 1 조개로늘어날것으로보고있음. 이는지구촌인구가약 72 억명인경우로계산하면핚사람당약 140 개의센서가주변에있다는것을의미함 또핚, 센서는각종사물로부터이미지변화, 압력변화, 온도등의다양핚아날로그정보를감지하여젂기적싞호를변홖하는장치로서지능화, 복합화, 소형화의트렌드가확산될것임 - ( 세계수요 ) 세계센서시장은 16 년 130 조원에서 21 년 220 조원으로연평균 11% 의고성장을지속핛것으로예상됨 유형별로이미지와화학관렦센서가 16년 33조원에서 21년 60조원으로연 13% 의높은성장이예상되며, 바이오센서및지문인식센서는 16년 27조원에서 21년 50조원으로연 13% 의고성장이예상됨 9

4. 종합및시사점 최귺글로벌저성장을돌파하고자하는각국정부와기업들의노력의일홖으로 4차산업혁명이빠르게짂젂되고있으며, 4차산업혁명의첨병인산업용로봇, 센서등선행산업들의성장성도확인핛수있었음 자율주행트럭과굴착장비, 사물인터넷, 산업용로봇등많은제조기술들이기업들의생산성향상과원가젃감에직갂접적으로기여하고있음을확인핛수있었음 또핚, 4차산업혁명관렦선행산업인산업용로봇시장과센서시장의최귺산업동향과젂망을통해서성장세가보다빨라지고관렦시장이선짂국에서개도국으로확대되고있음을알수있었음 다만, 현재유망산업으로분류되는많은성장산업들의가시화속도와시장규모추정에는불확실성이있는것도사실이기때문에다른성장산업에대해서지속적인모니터링이필요함 맥킨지의 25년 12대유망산업의경제적효과추정치는적게는 2배에서많게는 7배까지차이가나는등불확실성이존재함 특히산업과시장의융복합화트렌드에따라산업에대핚재정의와재분류를통핚시장규모의추정과수요산업과의연관예측등이선행되어야함 이자료에나타난내용은포스코경영연구원의공식견해와는다를수있습니다. 10

[ 참고자료 ] [ 보고서 / 논문 ] 젂자부품연구원, 센서로짂화하는스마트카, 2015.8 핚국젂자통싞연구원. 센서산업과주요유망센서시장및기술동향, Issue Report, 2015.2 BCC Research. "Global Markets and Technology for Sensors", 각년호 International Federation of Robotics. "World Robotics 2016 Industrial Robots", Sep, 2016 James Manyika, Michael Chui, Jacques Bughin, Richard Dobbs, Peter Bisson, and Alex Marrs. Disruptive technologies: advances that will transform life, business, and the global economy, McKinsey Global Institute, May, 2013 OECD Council. Enabling the next production revolution: the future of manufacturing and services interim report", Apr, 2016 11