[투데이에너지 홍시현 기자] 최근 박근혜 정부의 핵심개혁과제인 ‘제조업 혁신3.0 전략’의 일환으로 지능형 공장(이하 스마트 공장)을 보급·확산한다고 밝혔다. 이 사업은 창조경제혁신센터를 중심으로 민관합동 스마트 공장 추진단과 전국 18개 창조경제혁신센터에서 추진한다. 이 사업은 정부와 삼성에서 각각 2년간 총 300억원과 150여명의 삼성소속 전문기술요원이  600개 이상의 지역 중소기업을 스마트공장으로 전환시키는 업무를 수행하게 된다. 이미 독일 등 선진국에서는 제조업 3.0보다 한 단계 앞선 Industry 4.0을 몇 년전부터 준비하고 있다. 본지에서는 이와 관련해 Industry 4.0에 대해 1부와 2부로 나눠 살펴보고자 한다. /편집자 주

제조업 선진국들의 Industry 4.0 사례

■ 미국

미국 정부는 기계공학분야에 다시 중점을 두려는 산업정책을 통해 일자리 창출을 촉진하고 국가 제조업을 다시 활성화시키려고 하고 있다. 2011년 오바마 대통령은 ‘선진 제조 파트너십(AMP)’을 공표했다. AMP의 운영위원회는 MIT, 버클리, 스탠포드, CMU, 미시간, GIT와 같은 미국 내 상위 공과대학의 총장 및 포드, 인텔, 존슨&존슨과 같은 유수 기업의 CEO로 구성돼 있다. AMP는 2012년 16개의 권장 대책을 내놓으며 국가 네트워크 제조업 혁신 연구소의 설립을 계획했고 이 연구소는 제조산업의 지역적 허브의 역할을 담당하게 돼 미국 기업의 국제적 경쟁력을 높이고 미국 내 제조업에 대한 투자를 증대시키는 역할을 한다.

또한 오마바 정부는 제조업분야에 더 많은 R&D 투자를 하고자 해 2013년 선진 제조업분야에 전년대비 19% 상승한 22억달러를 투자했다. 또한 표준화 프로세스를 위해 국가 표준기술연구소에 1억달러를 지원해 제조업의 연구 설비 제공과 노하우를 통해 기술적으로 지원할 방침이다.

사이버물리시스템과 사물인터넷분야는 미국에서 이미 예전부터 국가적으로 지원해 왔으며 2006년 국가 과학 재간에서 핵심 연구 테마로 선정됐다. 아직까지 사이버물리인터넷과 제조업 사이에 구체적인 연계는 이뤄지지 않고 있지만 18개의 연구 기관이 속해 있는 ‘네트워킹 정보기술 연구 개발’ 프로그램을 통해 인간-기계 상호 작용 및 정보 관리분야가 연구되고 있다. 이 분야에 2011년 30억유로를 투입했다.

■ 중국

중국 역시 기계공학분야에 확장을 위해 노력하고 있다. 제12차 5개년 계획(2011~2015년)을 통해 7대 전략 산업 중 하나로 ‘하이-엔드 장비 제조 및 차세대 정보 기술’ 개발을 목표로 외국 기술 의존도를 줄이고 국제적 기술 경쟁력을 높이고자 하고 있다. 이를 위해 중국 정부는 2015년까지 1조2,000억유로를 지원하며 연구개발투자를 국내총생산대비 1.5%에서 2%로 증가시킬 계획이다. 공구 기계산업분야에서는 무엇보다 ‘지능형 제조 설비’, ‘지능형 제어 시스템’, ‘고급 수치 제어 기계’에 초점을 맞추며 IT분야에서는 사물인터넷 및 그 활용에 중점을 두고 있다.

특히 사물인터넷분야는 2010년부터 그 중요성이 점진적으로 부각되고 있어 매년 중국에서는 사물인터넷 컨퍼런스 진행과 1억1,1700만달러가 지원된 사물인터넷센터가 설치됐다. 이 센터는 사물인터넷의 기초 기술 연구가 진행되며 중국 정부는 2015년까지 사물인터넷산업에 8억달러를 투자할 계획이다.

■ 유럽연합

제7차 프레임워크 프로그램을 통해 유럽 연합 내 사물인터넷의 연구가 현재 활발히 지원되고 있다. 정보·통신·기술분야가 90억유로 이상의 지원을 받으며 제조산업에서 사물인터넷 구현을 위한 다양한 계획들이 존재하고 있다. 전체 24억유로 규모의 지원을 받는 ARTEMIS 기술 플랫폼에는 연구개발 프로젝트가 지원 받고 있다. 이 중에는 ‘제조와 생산 자동화’ 프로그램 및 사이버물리시스템이 있다. 또한 SAP그룹의 ‘Action Plan T’를 통해 제조업 2.0버전을 내놓았으며 제8차 연구 프레임워크 프로젝트 ‘Horizon 2020’을 통해 연구 혁신을 위해 800억유로의 지원 프로그램을 계획하고 있다.

■ 인도

인도는 5개년 계획(2012~2017년)을 통해 핵심분야에 지원을 계획하고 있다. 2011년 인도 정보통신기술부의 프로젝트 ‘사이버 물리 시스템 혁신 허브’가 시작됐으며 인간형 로봇분야를 집중적으로 연구하고 있다. Bosch는 2011년 인도 방갈로르시에 사이버물리시스템 연구센터를 설립했다.

인도의 최고 연구센터 및 프라운호퍼 연구소가 이 프로젝트에 고문으로 참여하고 있다. 구체적인 협력의 목적은 미래 IT전문가를 위한 최상의 연구 환경 및 업무 환경 창조에 있으며 이를 위해 228억 유로를 지원할 계획이다.

현재 인도기업들은 사물인터넷 기술의 도입과 사용에 국제적으로 앞선 위치에 있다.

■ 일본

2013년 6월 일본은 제조업 경쟁력 강화를 위해 6대 전략, 37개 과제로 구성된 산업재흥플랜을 제시하고 향후 5년간을 긴급 구조 개혁 기간으로 지정했다. 일본재흥전략은 3개 액션플랜으로 구성돼 있다. 첫째 일본 산업재흥플랜(산업기반 강화), 둘째 전략시장 창조플랜(국내 시장개척), 셋째 국제 전개전략(해외 시장개척)이다. 첨단 설비투자 촉진, 과학기술 혁신 추진을 핵심과제로 삼아 제조업의 부흥 및 산업구조 혁신을 꾀하고 있다. 일본은 이 사업에 2014년에만 510억엔의 예산을 투입했다.

Industry 4.0 기대효과 및 시사점

독일은 제조업분야에서 세계 최고의 수준으로 평가받고 있는 국가로 Industry 4.0과 같이 산업 내 새로운 형태의 잠재성을 개척하기에 매우 적합한 환경을 가지고 있다.

현재 다양한 분야에서 세계적 경쟁력을 지니고 있는 잠재력이 높은 기업들이 상당하다. 독일 기계설비 제조기업의 60% 이상은 향후 5년간 기업의 기술 경쟁력 향상을 기대하고 있으며 나머지 40%도 현재의 경쟁력을 유지해 나갈 것으로 예상된다. 

특히 에너지, 의료, 운송 등의 효율성을 증대시킬 것으로 기대돼 주요국들이 관심이 높은 사이버물리시스템(CPS)을 제조업에 빠르게 적용해 한 단계 더 진화함으로써 세계 선도자로서의 지위를 확고히 할 계획이다. 미국 등 여타 선진국들도 IT와 제조업의 결합을 적극적으로 추진하고 있다.

그러나 독일은 아시아권 국가의 급격한 발전 및 미국의 국가적 탈-산업화 정책 등을 통해 독일의 제조업분야의 경쟁력을 위협받고 있다.

이러한 위기인식에 따라 독일 경제-과학 연구연합은 Industry 4.0 프로젝트를 통한 독일의 산업 중심지 경쟁력을 확보하고자 하고 있다. 독일은 미래의 경쟁력 확보를 위해 2008년 Industry 4.0분야를 국가적 연구 과제로 인식하고 연구개발을 계획·지원하기 시작했다.

200억유로 이상의 정부투자를 통해 미래첨단산업을 육성을 위한 ‘하이테크 2020’을 수립했다. 그 핵심전략이 바로 Industry 4.0이다.

Industry 3.0에서의 생산은 생산 공정간 수직/수평적 분리와 제한된 정보교환 등으로 부분적 최적화에 그친 반면 Industry 4.0은 CPS을 통해 완전한 정보 교환이 가능하다. 이를 통해 최적화된 상품 제조 플랫폼을 조성할 수 있어 전체 생산 공정을 최적화 할 수 있다.

독일이 Industry 4.0로 산업화 프로세스의 혁신을 추구한 것과 같이 우리도 경쟁 우위가 있는 제조업의 혁신을 통해 창조 경제의 명확한 비전을 제시하고 미래에 대비해야 한다. 한국형 제조업 혁신 전략, IT와 제조업의 결합, CPS 등 오픈형 시스템의 연구개발 및 표준화 강화 등이 시급하다.

우선 창조 경제 구현을 위한 한국형 제조업 혁신 전략 마련을 해야 한다. 국내 경제의 지속가능한 성장과 꾸준한 수출 경쟁력 제고를 위해서는 제조업의 혁신을 꾸준히 추구하는 방향으로 ‘한국형 창조경제 모델’을 만들어야 한다.

독일뿐만 아니라 미국, 일본 등 주요 선진국들이 경제 안전성을 높이는 제조업의 중요성을 강조하고 미래형 생산체제로 변화하고 있다. 우리도 미래 제조업이 개별·맞춤형 및 소량 생산 체계 변화에 맞춰 제조업 생산 체계의 혁신이 필요하다.

세계적인 경쟁력을 지닌 IT 인프라와 기술을 제조업과 결합해 새로운 가치 체계를 창출할 수 있는 지원을 확대해야 한다. 국내 네트워크 준비 지수는 세계 11위, 글로벌 제조업 경쟁력 순회도 세계 5위로 평가 받고 있으나 이들 간 결합은 미미한 수준이다.

반면 독일은 스마트 공장, 미국은 최첨단 제조업을 앞세워 IT와 제조업의 결합을 확산시키고 모든 생산체계를 네트워크화 함으로써 경쟁력을 높이고 있다.

CPS 등 오픈형 시스템의 연구개발 강화와 표준화에도 적극 참여해야 한다. 미래 제조업에서는 스마트 공장, CPS 플랫폼 등을 관리, 통제할 수 있는 소프트웨어, 솔루션의 개발이 중요하나 국내 경쟁력이 낮은 만큼 산·학·연 연계, 글로벌 기업과의 공동 연구 등 체계적 지원이 필요하다. 특히 독일 등 선도국가들이 생산체계 시스템을 표준화할 경우 후발주자들은 따라갈 수밖에 없기 때문에 스마트 생산 시스템의 표준화에도 적극 참여를 검토해야 한다.

Industry 4.0은 사람뿐만 아니라 사물, 서비스 간 인터넷도 확산되는 만큼 사이버 보안과 안전성을 높이는 사회적 합의 도출도 간과해서는 안 된다.

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