KIST Europe 황종운 단장(한국과학기술연구원 유럽연구소)
(Dr./Leader of Cooperation & Policy Center for Future Technology) Tel : +49 (0)681 938 2325 hwang@kist-europe.de
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◇ 독일 인공지능연구소에서 '인더스트리4.0' 개념 수립

○ 2005년에 독일 인공지능연구소(DFKI)에 스마트팩토리KL(Smart Factory KL)이라는 연구컨소시엄을 체결했는데 KIST 유럽도 참여했다.

여기에 참여한 쉴케(Detlef Zühlke)교수가 이것을 제조현장에 적용해보면 어떨까 하는 생각을 했고 이것을 혁신팩토리(Innovative Factory)라고 불렀다. 여기에 관심을 가진 기업을 참여시켜 7개의 기업이 참여한 컨소시엄이 형성되었다.

그 후 2011년 하노버메쎄에 Wahlster 박사(독일인공지능연구소)와 Kagermann 박사(독일공학한림원), 그리고 Lukas 박사(독일연방교육연구부)가 모여 세계 최초로 인더스트리4.0 개념을 발표하였다.

발표 직후 이 개념은 메르켈 정부에 의해 가장 우선되는 정책 아젠다가 되었다. 2016년에는 다보스포럼을 통해 4차 산업 혁명 시대의 도래를 공식적으로 선포하게 되었다.

4차 산업 혁명은 ICT 기술에 기반한 혁신이지만 물리와 바이오 등 다른 사회 부분의 근본을 바꾸는 혁명이라고 바라보고 있다.

▲ 인더스트리4.0의 시작과 개념 정립[출처=브레인파크]

○ 다음 페이지의 그림은 활자 인쇄가 시작된 1438년을 기준으로 생성되는 데이터의 양을 시기별로 정리한 것이다. 2012년 생성된 데이터의 양은 약 28제타바이트(2,800,000,000,000기가바이트)인데 전 세계 해변의 모래알 수의 57배에 해당하는 어마어마한 양이다.

데이터 생성량은 매년 2배씩 증가하여 2020년 예상치가 40제타바이트이다. 이 데이터를 처리하고 관리하고 창출하는 가치가 미래 경쟁력을 좌우한다. 데이터를 가진 자가 미래를 가진다고 이야기하기도 한다.

▲ 시기별 데이터 용량 발전사[출처=브레인파크]

○ 4차 산업 혁명의 임팩트는 제조업(Product) 분야가 가장 높다고 분석되어 있다. 독일의 인더스트리 4.0은 제조업의 경쟁력을 높이기 위해 시작되었다.

▲ 4차 산업 혁명에 대한 산업별 임팩트 수준 [출처=브레인파크]

○ 3차 산업 혁명 이후의 시대를 살고 있는 우리의 전통적인 산업 구조나 산업 환경 내 정보시스템은 대부분 계층적(Hierarchy) 구조를 가지고 있다. 하지만 4차 산업은 클라우드나 블록체인 등을 통해 분산화된 산업 구조를 가진다.

대량생산보다는 맞춤형생산, 공정최적화, 연결공정 등을 특징으로 하는 산업구조이다. 대기업이 아닌 중소기업에게는 도달하기에 쉽지 않은 부분이다.

▲ 인더스트리3.0과 인더스트리4.0의 산업 구조 변화[출처=브레인파크]

▲ 인더스트리4.0 시대의 생산 공정 흐름[출처=브레인파크]

◇ 미래형 공장과 인더스트리 4.0

○ EU 차원에서 제조업이 차지하는 비율은 10%로, 기업의 수로는 약 200만 개, 종사자 수는 약 3,100만 명, 부가가치는 약 1억 4천만 유로에 해당한다.

제조업은 고용에 있어서는 22.8%로 전체 산업 중 두 번째로 큰 규모이며, 부가가치에 있어서는 25%로 가장 큰 기여를 하고 있다. EU에게 중소기업은 제조업에서 중추적 역할을 수행한다. 중소기업이 부가가치의 약 45%를 차지하고, 종사자 수로는 59%를 책임지고 있다.

○ 유럽연합은 제조업 강화를 위해 'EU Manufacturing 2020' 계획을 발표했다. 2020년까지 유럽의 GDP를 16%에서 20%, 산업계의 설비투자는 6%에서 9%까지 올리고 전 세계 교역량은 15~20%의 현 수준을 유지하겠다는 목표를 설정했다.

이를 실현하기 위한 수단으로 △지속가능 경쟁력있는 제조산업 △연구혁신기반 생산기술 및 시스템 △산업자동화, 기계, 로보틱스 등 생산성이 높고 효율적인 미래형 생산시설을 꼽고 있다.

▲ EU 회원국의 인더스트리 4.0 아젠다[출처=브레인파크]

○ 독일은 6개의 인더스트리 4.0 아젠다를 가지고 있다. 구체적으로는 △Platform Industrie 4.0 △Mittelstand 4.0 △Smart Service Worldwide △Autonomik fur Industrie 4.0 △It's OWL(Ostwestfalen-Lippe) △Allianz Industrie 4.0(Baden-Wűrttemberg)로 구분된다.

◇ 독일은 범부처 차원의 '첨단기술전략' 추진

○ 메르켈 정부의 가장 대표적인 국가과학기술혁신전략으로 2006년부터 연방교육연구부(BMBF)를 중심으로 범부처차원 '첨단기술전략'을 수립했으며, 현재 3차 전략을 추진 중이다.

총 6개 영역의 아젠다가 있으며, △디지털 인프라 △디지털 경제 및 작업환경 △혁신 행정 △디지털 생활환경 사회 조성 △교육·과학·연구·문화·미디어 △사회경제를 위한 안전·보안·신뢰로 분류된다. 인더스트리 4.0은 가장 우선과제인 'Digital economy & society(디지털 경제 및 사회)'의 최우선 순위에 자리 잡고 있다. 

▲ 독일 정부가 추진 중인 첨단기술전략의 핵심영역과 우선과제[출처=브레인파크]

○ 독일의 인더스트리 4.0은 독일연방교육연구부와 독일연방경제에너지부가 주축이 되어 실시하고 있다. 한국으로 보면 산업자원부와 과학기술부로 생각하면 된다.

○ 독일연방교육연구부가 2013년부터 2015년까지 시행한 연구개발 프로그램은 총 5개로 100개의 프로젝트를 추진하는데, 이에 소요되는 비용이 4억5000만 유로 수준이다.

이러한 프로그램은 주로 소프트웨어에 투자되었고, 두 번째로 임베디드 설비, 세 번째는 표준화 분야이다. 독일은 시장을 선점하는 것을 매우 중요하게 생각하여 표준화 분야에 대한 투자가 많은 편이다.

이런 학술연구는 생산성 향상과 맞춤형 생산, 시장출시 소요기간 단축, 에너지 재원과 효율성 향상, 도시형 생산에 초점을 맞추고 있다. 이것은 해외에 나가 있는 독일의 생산시설을 독일로 다시 끌어들이려는 전략이다.

○ 최근 아디다스가 새로운 비즈니스 모델을 고안했다. 현재까지 그렇게 큰 성공을 거두지는 못했지만 대량생산체계를 깨려는 새로운 시도를 시작했다.

즉석에서 소비자의 걸음걸이와 특징, 발모양을 센싱하여 맞춤형 제품을 생산하는 시스템이다. 기존의 중앙집중형 공급망을 포기하고 개인에 맞춘 도시형 생산을 확대하고자 한다. 이를 위한 기술적인 백업이 필요한데, 소비자와의 새로운 관계설정을 통해 경쟁력을 유지하겠다는 전략을 펼치고 있다.

○ 독일연방경제에너지부가 2018년 시행한 대표적인 연구개발프로그램은 두 가지가 있는데 약 1억 유로 정도가 투자되었다. 

▲ 독일 정부가 지출하는 인더스트리 4.0 연구비용 지출[출처=브레인파크]

○ 인더스트리 4.0을 통한 경제적 효용을 보면, 2022년 까지 연간 40억 유로의 투자와 자동화 생산의 20% 공유, 추가 생산량 153억 유로, 높은 수준의 디지털화가 이루어질 것이라고 믿는 기업의 비율이 83%이다.

▲ 인더스트리 4.0을 통한 독일의 경제적 효용[출처=브레인파크]

◇ 인더스트리 4.0 추진조직 'Platform Industry 4.0'

○ 플랫폼 인더스트리 4.0(Platform Industry 4.0)은 독일 제조업의 사회경제적, 기술적 현안을 극복하고 지속적 경쟁력 강화를 위하여 2013년 설립하였다. 특히 ICT 기반의 통합제조생태계 기반조성 및 4차 산업 혁명(Industry 4.0)을 주도하는데 4차산업혁명위원회보다는 조금 더 구체적으로 일한다.

이 조직은 BMBF(독일연방교육연구부)와 BMWi(독일연방경제기술부) 장관, 산업계와 학계의 대표가 중심이다. 주요 참여기업으로는 ABB, BASF, BMW, Bosch, Infineon Technologies, SAP, Siemens, Daimler, ThyssenKrupp, TRUMPF 등이 있다.

▲ 인더스트리 4.0을 추진하는 조직 'Platform Industry 4.0'[출처=브레인파크]

○ 플랫폼 인더스트리 4.0은 2005년부터 2035년까지 인더스트리 4.0 성공을 위한 로드맵을 각 시기별로 구분하고, 기술적인 인증 시스템을 수립했다.

▲ Platform Industry 4.0이 수립한 'Industry 4.0 Roadmap(2015-2035)'[출처=브레인파크]

○ 인더스트리 4.0의 사례 확산을 위한 시도도 활발히 추진한다. 현재 328개의 사례가 각 산업 분야별로 시도되었는데, 공공에게 이를 공개하고 확산시키고 있다. 실제로 대기업보다 중소기업 적용사례가 훨씬 많다. 이것은 이 조직의 역량보다는 독일 산업구조의 영향이 크다.

▲ 328개의 인더스트리 4.0 적용 사례[출처=브레인파크]

◇ 중소기업 지원을 위한 인더스트리 4.0 'Industry 4.0@Mittelstand'

○ 독일 정부는 Inudstry 4.0을 산업계 전반에 확대하고, 기술이전과 기술적·사회경 제적 인식제고 등을 실시하기 위해 중소·중견기업(Mittelstand) 지원 네트워크를 구축했다.

정부는 이를 통해 지역별 상공회의소와 협력하여 독일연방교육부, 독일연방경제에너지부에서 프로젝트 형식으로 중소기업을 지원하고 있다. 독일 전역에 네트워크를 구성하여 중소중견기업의 연구개발 역량 강화를 지원하는 기관이다.

○ 여기에는 23개의 중소기업 4.0 경쟁력센터(Mittelstand 4.0 Competence Center), 4개의 중소기업 4.0 지원기관(Mittelstand 4.0 Agencies), 65개의 실증기관(Testbeds-Labs Network Industry 4.0)이 소속되어 있다.

▲ 독일 전역의 Industry 4.0@Mittelstand 지원기관 현황[출처=브레인파크]

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