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![[ZOOM] ICT와 제조업의 융합, 독일 Industry 4.0](http://pimg.daara.co.kr/kidd/photo/2015/01/12/thumbs/thumb_520390_1421042106_50.jpg)
[산업일보]
정부는 한국사회가 당면한 다양한 한계들을 뛰어넘기 위해 ‘정부 3.0’을 성장 동력으로 삼고 창조경제 구현을 통해 경제혁신을 도모하고자 했다. 하지만 창조경제가 단순히 공허한 구호에 그치지 않기 위해서는 ‘한국형 창조경제 모델’이 절실히 필요한 시점이다. 제조업 강국으로 평가받고 있는 독일도 주춤하는 성장을 타계하기 위해 2013년부터 ‘Industry 4.0'이란 새로운 제조 전략을 추진 중이다. 여러모로 한국의 비슷한 한계치에 접어든 독일이 어떤 전략을 사용하고 있는지 알아보자.
‘Industry 4.0’의 탄생 배경
독일의 제조업이 세계 최고라는 것은 자타가 공인하는 바다. 독일은 유럽 총 제조업 부가가치의 30%를 차지하며, 경상수지 흑자도 2011년 이후 세계 1위를 놓친 적이 없다. 그러나 전 세계 시장에서 경쟁이 심화되면서 점차 기술력 평준화가 이뤄지고 있다. 게다가 독일 제조업은 대외적으로 전 세계 비중이 하락하고 있으며, 미국, 일본의 제조업이 강화로 제조업 강국으로서의 위상이 위협받고 있다. 또 내부적으로는 노동 생산성 제고, 자원 효율성 증대 등의 문제에 봉착했다. 이에 독일 정부는 미래 경쟁력을 높일 필요를 절실히 느꼈다. Industry 4.0은 이런 배경에서 탄생한 제조업 진화 전략이다.
이 전략은 제조업과 같은 전통 산업에 IT시스템을 결합해 인텔리전트한 스마트 공장(Smart Factory)으로 진화하자는 것이다. 독일 국가과학위원회는 Industry 4.0을 통해 산업생산성이 30%까지 향상될 것으로 전망했다.
독일의 제조혁신 ‘Industry 4.0’
독일 Industry 4.0을 간략히 요약하면, ICT와 기계 산업의 융합을 통해 ‘제조업의 완전한 자동 생산체계를 구축하고 모든 생산 과정이 최적화’되는 4차 산업혁명을 이루자는 내용이다.
1차 산업혁명 이후 제조업은 노동 분업과 기계화를 통한 대량생산, 생산 자동화 등으로 발전해 왔다. 나아가 미래에는 산업기기부터 생산과정까지 모두 네트워크로 연결되고 정보를 교환함으로써 사람 없이도 기계 스스로 생산, 통제, 수리까지 가능한 시대가 올 것으로 보인다. Industry 4.0이 의미하는 바가 바로 이것으로써 ‘스마트 공장’의 4차 산업혁명이라고 할 수 있다.
Industry 4.0은 독일 정부의 하이테크 전략으로 2013년부터 본격적으로 추진되기 시작했다. 2013년 1월 설문조사에 따르면 독일 기업의 47%가 Industry 4.0에 참여하고 있으며, 참여 기업의 18%는 관련 연구를 12%는 이미 실행에 옮기고 있는 것으로 나타났다. 현재 미국, 일본도 ICT와 제조업을 융합, 최첨단 제조업전략을 추진하고 있지만 정부차원에서 체계적으로 도입한 나라는 독일이 유일하다.
기존 Industry 3.0에서는 생산 공정간 수직/수평적 분리, 제한된 정보교환 등 부분적 최적화 실현이 그쳤으나 Industry 4.0에서는 제품개발부터 상품 제조, 서비스 단계까지 전 공정에 걸쳐 최적화가 가능하다는 점이 가장 큰 특징이다. Industry 4.0은 사물인터넷을 통해 완전한 정보교환과 정보를 활용한 최적의 생산 시뮬레이션이 가능하다. 또 이를 바탕으로 최적의 상품 제조 플랫폼이 마련된다는 점이 고무적인 일이다.
지능형 생산시스템 구축으로 생산방식 변화
Industry 4.0은 사물, 서비스 간 인터넷 확산으로 지능형 생산시스템이 구축됨으로써 기존 제조업의 생산방식을 스마트 생산으로 전환한다.
구체적으로 기존 생산체계를 스마트, 그린 및 도심형 생산으로 변화시킨다. 스마트 생산으로 고정밀, 고품질, 고객 맞춤형‧소량생산으로 변화할 것으로 예상된다. 또 그린생산으로 자원 효율성이 높고 지속가능한 생산이 가능해지며, 도심형 생산으로 거주지와 가까운 곳에 생산 공장이 위치하게 될 것으로 보인다.
원료, 생산, 물류, 서비스, 제품까지 모두 임베디드 시스템을 통해 네트워크에 연결되고 사이버 물리 시스템(CPS)을 통해 생산 과정을 통제하게 된다.
사이버 물리 시스템(CPS, Cyber Physical System)은 사람뿐만 아니라 사물 인터넷까지도 확대됨으로써 생산에 필요한 모든 정보의 교환이 이뤄지며, 최적화된 상품 제조가 가능하도록 만들어진 상품 제조 플랫폼으로 스마트 공장의 전 생산과정 통제가 가능해진다.
또 전 세계 인구의 75%와 스마트폰, TV, 자동차 등 66억 개 장치들이 임베디드 시스템을 통해 인터넷에 연결돼 서로 정보를 교환하는 사물 및 서비스 간 네트워크가 형성될 것으로 추정된다. 임베디드 시스템(embedded system)은 기계 또는 전자 장치를 효과적으로 제어할 수 있도록 두뇌 역할을 하는 마이크로프로세서를 칩에 담아 기기에 내장시킨(embeded) 장치로 대부분 디지털 기기에 사용된다.
Industry4.0의 핵심, 사이버 물리 시스템(CPS)
이처럼 스마트한 생산이 실현되기 위해서는 최적화된 상품 제조 플랫폼인 사이버 물리 시스템(CPS)을 구축이 필수적으로 요구된다.
CPS는 2007년 8월 미국 대통령과학정책자문위원회 권고에 따라 주요연구 분야로 지정되기도 했다. 이는 CPS가 과학기술적 중요성뿐 아니라, 미국의 안전과 경쟁력을 유지시키는 주요 분야(국방, 항공우주, 에너지, 제조업, 교통 등)에 막대한 영향을 미칠 수 있는 수단이라고 판단했기 때문이다.
CPS는 상품제조 등이 일어나는 물리 시계와 인터넷, 서비스 중심의 사이버 세계의 중간지점에 위치해 소프트웨어, 센서, 정보처리장치 등에 기반한 스마트 생산을 지원한다.
사물 간 인터넷(IoT, Internet of Things), 서비스 간 인터넷(IoS, Internet of Services) 확산으로 사람, 제품, 제조과정에 이르는 양방향 정보교환을 자유롭게 한다.
독일 정부는 이 시스템 구축과 스마트 생산으로의 전환을 위해 3년간 5억 유로(약 7,500억 원)를 연구개발에 지원하기로 했다.
Industry4.0의 기대효과와 정책지원
Industry4.0을 통해 기존 생산방식을 맞춤형‧소량 생산으로 전환하고 생산주체와 과정의 유연성이 향상될 것으로 보인다. 이런 스마트한 생산방식은 각기 다른 곳에 위치하더라도 자원 효율성을 극대화할 수 있고, 공급자의 신속한 참여를 유도할 수 있는 효과가 있다.
또 제품, 생산과정, 서비스 등 임베디드 시스템을 통한 다양한 빅 데이터가 형성됨으로써 새로운 가치 창출과 고용창출이 이뤄질 것으로 기대된다.
뿐만 아니라 스마트 도심형 생산은 업무 유연성을 증대시켜 일과 가정의 양립에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 예상된다.
그러나 이 혁신적인 제조전략이 실현되기 위해서는 표준화 확대, IT 기술 및 네트워크 보안 강화 및 새로운 인력 교육 방식의 도입이 필요하다.
한국도 IT와 제조업 결합 필요해
독일뿐만 아니라, 미국 등 선진국들도 IT와 제조업의 결합을 적극적으로 추진하고 있는 추세다. 독일 지멘스, 보쉬 등 대기업들은 향후 제조업 혁신의 80% 이상이 ICT에 기반을 둘 것으로 추정하고 있다.
한국도 제조업 혁신을 통해 임박한 제조 패러다임의 변화에 대비해야 한다. 한국은 IT와 제조업이 발달했다는 강점이 있지만, 이 둘의 결합이 미미한 수준이다. WEF에 따르면 국내 네트워크 준비지수는 세계 11위, 글로벌 제조업 경쟁력 순위는 세계 5위로 높은 수준이다. 세계적인 경쟁력을 지닌 한국의 IT인프라 및 기술과 제조업을 결합한다면 새로운 가치 체계를 창출할 수 있을 것이다.
아울러 CPS 등 오픈형 시스템의 연구개발을 강화하고 표준화에 적극 참여해야한다.
그러나 여기서 우리가 놓치지 말아야 할 사안이 있다. 사람뿐만 아니라 사물, 서비스 간 인터넷 연결이 확산되는 만큼 사이버 보안이 강화돼야 할 것이다. 보안시스템의 연구개발에 꾸준한 지원이 이뤄져야하며, 사생활 보호에 대한 사회적 합의를 도출하기 위해 노력해야 한다.
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