독일과 한국, 제조업 혁신을 위한 도약

- 독일, ‘인더스트리 4.0’을 통한 제조업의 약진 -

- 한국 제조업, 골든타임을 위한 노력 -

□ 독일의 ‘인더스트리 4.0’이란?

 ○ ‘인더스트리 4.0’, 디지털 쌍둥이의 탄생

  - ‘인더스트리 4.0’은 독일산업 부흥정책인 ‘High-Tech Strategy 2020 Action Plan'의 일환으로 전통적인 제조업과 정보통신기술(ICT)의 융합을 통한 생산성 증진 및 효율성 향상을 추구하는 4차 산업혁명을 뜻함.

  - 인구의 고령화, 고임금문제 및 노동의 고도화는 ‘인더스트리 4.0’ 등장의 주요 원인이라 할 수 있음.

  - 단순한 공장 자동화를 넘어 생산기기와 제조과정이 네트워크로 연결되고 그에 따른 생산 효율성을 극대화하는 데 목적이 있음.

  - 물리적 현실 세계의 사람과 사이버 세계의 인공지능시스템, 소위 디지털 쌍둥이와의 교감을 통한 제조기술과 품질의 최적화를 의미함.

  - ‘디지털 쌍둥이’란 부착된 센서와 메모리를 통해 기계가 보내오는 디지털 정보를 모아 가상공간에 구현한 사이보그로 스스로 동작이나 에너지 효율을 제어할 수 있는 하나의 자율 생태계를 지칭함.

산업혁명의 흐름

자료원: DFKI

□ ’인더스트리 4.0’의 핵심 기술구조

 ○ 지능형 메모리 개발을 통한 분산, 자율제어 생산체계 구현

  - 기계설비에 센서와 메모리를 부착, 주문에 따라 설비에 가공명령을 주면 생산설비가 소비자 선호도·공정상태·가공방향 등을 자가진단 후 유연하게 최적 생산 경로를 결정함.

  - 모든 부품과 제품에 부착된 바코드를 통해 부품 하나까지 개별 관리해 제품 개발과 공정상 오류를 점검할 수 있음.

  - 소비자 고유의 선호도가 제품 주문 및 생산단계에 반영되므로 고객 맞춤형 대량 생산이 가능해지고, 시장 변동성에 빠르게 반응할 수 있음.

  - 물류 및 유통 현황 파악, 사용 및 재활용 과정 추적조사 등으로 실시간 피드백을 함으로써 공정혁신 달성이 가능해짐.

 ○ 표준화 모듈 플랫폼을 통한 초연결시대

  - 작업장 내의 모든 설비가 상호 간 또는 중앙 정보시스템과 실시간 통신함. 이를 통해 도출된 최적화 솔루션을 그룹사 전체로 공유해 다양한 전략 수립에 기여함.

  - 공장 내외의 사물이 센서로 연결돼 제품의 생애 전주기를 관리할 수 있게 됨. 즉, 제품이 출하될 때부터 폐기되는 단계까지의 모든 정보가 공유되고 저장됨. 이후 저장된 정보는 생산과정에 환류돼 자원 효율 극대화에 기여함.

 ○ 디지털 시뮬레이션으로 제작공정 단순화

  - 고객 주문이 생산 공정에 미치는 영향 등을 사전 시뮬레이션으로 분석하고 생산공정에 적용해 비용 절감 및 생산성 향상 등의 효과를 낼 수 있음. 그 결과로 제품 생산에까지 걸리는 시간이 크게 줄어 같은 공장 라인에서 더 다양한 제품을 만들 수 있음.

  - 지멘스는 이탈리아 최고급 스포츠카인 마세라티 기블리 생산에 기존 자동차 부품의 정보를 IoT 기술로 취합해 단점을 개선했고, 디지털 시뮬레이션으로 제작 공정을 기존보다 10% 이상 단순화함. 해당 기술이 더 진행될 시 고객의 요구에 따라 맞춤 제작한 벤츠와 BMW 자동차를 하나의 생산라인에서 만들어낼 수 있음.

□ 한국형 인더스트리 4.0인 ‘제조업 혁신 3.0’, 어디까지 왔나?

 ○ 한국의 ‘제조업 혁신 3.0’이란?

  - 제조업 패러다임 변화에 따라 새로운 진화 전략으로 수립된 정부의 과제임. 선진국 추격형 전략에서 선도형 전략으로 우리 제조업만의 경쟁우위를 확보해나가는 것이 목적임.

한국의 '제조업 혁신 3.0' 및 독일 '인더스트리 4.0' 정의

  - 제조업과 정보통신기술(ICT)의 융합으로 새로운 신산업을 창출하고, 그로 인한 생산성 증진 및 효율성을 추구하는 공통점이 있음.

  - 독일의 ‘인더스트리 4.0’은 정부의 지원하에 민관이 주를 이루어 이끌어 나가는 반면, 한국의 ‘제조업 혁신 3.0’은 정부 및 대기업의 주도하에 진행이 되고 있음.

한국의 제조업 혁신 3.0 및 독일 인더스트리 4.0 비교

□ 전망 및 시사점

 ○ 제조업을 기반으로 한 독일의 산업구조와 한국의 산업구조는 매우 비슷함. 이미 저성장시대에 돌입한 두 나라에서는 ‘인더스트리 4.0’과 ‘제조업 혁신 3.0’이 전반적인 산업현장의 해결책이라고 인식되고 있음.

  - 신흥국과의 저가 생산 경쟁과 후발 산업국들의 기술 추격에 대응하기 위한 방안으로 현재 기술력 보존 및 제조업 강국의 기반을 유지하기 위함임.

  - 일부 전문가들은 현재 시점이 저성장시대를 돌파하고 제조업 공동화를 막기 위한 골든타임이라고 주장함.

 ○ 독일 현지에서도 한국이 독일과 비슷한 자동차 기계 등 제조업 중심의 산업구조를 갖추고 있으며 세계 최고 수준의 정보통신 인프라를 보유하고 있으므로 제조업 혁신을 하기에 최적의 시장이라는 평가가 나옴.

 ○ 한국의 향후 과제는?

  - 센서 기술 개발 및 표준화 모듈 플랫폼 통해 초연결 시대를 대비하고, 소프트웨어 플랫폼에 대한 투자를 통해 지능화 시스템을 구축해야 함. 더 나아가 가상세계와 현실의 동기화를 통해 최적의 시스템을 설계를 하도록 지원해야 함.

  - 제조업의 지속 가능한 성장을 위해서는 구체적인 리딩기업을 선정해 대기업과 협력업체 간 공존이 필요함.

  - 중장기적인 관점에서 독일 스마트 팩토리 프로젝트, 세계 사물인터넷 포럼 등에 참가해 신기술에 대한 동향 파악 및 기술교류에 적극적으로 참여할 필요가 있음.

자료원: Bundesvereinigung Logistik, BITKOM, 포스코경제연구소, 한국정보화진흥원, KOTRA 함부르크 무역관 자료 종합