스마트제조와 관련된 국내외 최신동향

<출처:  스마트제조혁신추진단>

1. (일) 포스트코로나시대 '리얼디지털 융합'으로 새로운 수요 창출 필요

2. (영) 영국, 디지털 기술에 의한 제조업 경쟁력 제고를 위해 대규모 자금 지원

3. (독) 독일, 스마트제조가 기후 보호에 간접적 기여 가능성 시사

4. (인) 인도의 제조업 서비스화, 글로벌 제조경쟁력 열위가 원인

5. (EU) EU, 유럽 첨단기술의 산업 적용 및 차세대 첨단기술 동향 분석

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1. 日, 포스트코로나 시대 ‘리얼디지털 융합’으로 새로운 수요 창출 필요

■ 포스트코로나 시대에서 기업들이 새로운 수요 창출을 위하여 현실과 디지털을 융합하는 노력이 필요

• ‘리얼디지털 융합’은 현실의 상품ㆍ서비스를 디지털 서비스와 연계하는 융합형 서비스를 의미 
• 실물(real)의 고품질 상품 및 서비스를 보유하고 있는 많은 일본 기업들은 리얼디지털 융합을 통해 포스트코로나 시대의 새로운 수요 창출이 가능할 것으로 기대

■ 코로나19 이후 변화한 소비자 수요에 대해 적극적이고 고객맞춤형(customize)으로 대응하는 것이 새로운 수요 창출의 핵심

•  가정이나 지역에서 쾌적한 삶을 영위하기 위한 소비, 환경 보호를 위한 소비에 대한 수요가 지속 적으로 증가 추세
•  그간 인터넷을 통해 저렴한 상품과 서비스를 편리한 방식으로 정확하게 선택할 수 있도록 하는 디지털 서비스가 확대
•  리얼디지털 융합에서는 인터넷이 제공해온 이점을 넘어서 소비자의 가치관과 사회의식에 부합하는 ‘능동성’*, 각 개인의 심신 상태나 행동 ‘맞춤화’** 등 2가지 효용을 높이는 방향으로 디지털 서비스 제공하고 이를 실제 수요로 연결하는 것이 중요

    * (능동성) 소비자가 자신의 가치관과 사회의식에 기초하여 능동적으로 상품ㆍ서비스를 선택하는 것을 의미

    * (맞춤화) 소비자가 자신에게 맞는 개별화된 상품ㆍ서비스를 선택하는 것을 의미

■ 리얼디지털 융합 서비스 제공 및 관련 기업 간 상호 제휴의 생태계 구축, 이를 통해 능동성과 맞춤화의 효용성 강화 필요

•  여러 기업을 연결하는 생태계 형성*과 이를 통한 고객가치의 극대화 달성이 중요 * 생활경제권내 다업종 기업 간 지역 생태계, 동일 업계․업종 내 횡적 생태계, 공급망 내 종적 생태계 등 3가지 형태의 생태계 구축 가능
•  특히 기업들은 생태계 전체 관점에서 고객가치를 개선하기 위한 방법에 대해 서로 합의하고, 이를 위해 데이터를 활용한 리얼디지털 융합 서비스 개발·구현·개선 노력 필요

■ 리얼디지털 융합을 통한 질 높은 상품ㆍ서비스 제공, 가계지출 확대, 지역자원 활용 등은 지역 GDP 확대와 기업의 업무개선ㆍ생산성 향상에 기여

•  미쓰비시종합연구소(MRI)의 간사이 지역 리얼디지털 융합 서비스의 효과 추정결과에 따르면, 지역 GDP가 13%(B2C 7.8조엔, B2B 3.4조엔) 증가하는 것으로 나타남.

(출처 : 三菱総合研究所, ポストコロナにおける日本企業の針路ーデジタル・リアル融合による付加価値創出に向けてー, 2021.8.12)

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2. 영국, 디지털 기술에 의한 제조업 경쟁력 제고를 위해 대규모 자금 지원

■ 영국 정부는 기업 규모에 관계없이 모든 기업들의 디지털 제조혁신 가속화 지원을 위해 5,300만 파운드의 자금을 지원

• 디지털제조 연구센터 5개소 신설(2,500만 파운드), 디지털 공급망 프로젝트 경진대회 지원 (1,800만 파운드), Made Smarter*의 프로그램을 통해 새로운 디지털 공급망 혁신 허브 구축 지원(1,000만 파운드) 등을 실시

* 디지털 기술, 혁신 및 스킬을 통해 영국 제조업의 성장을 도모하는 영국의 이니셔티브로 리더십 프로그램, 기업 성장자문, 제조업 메이드 스마트 과제 펀드, 기술엑셀러레이터, 업스킬링 등의 프로그램으로 구성

   - 첨단 디지털 솔루션 개발 가속화를 위해 영국 전역에 디지털제조 연구센터 5개소 신설

   - 혁신청(Innovate UK)은 공급망 변화를 목표로 혁신 디지털 기술, 기술․제조 기업을 지원 하는 디지털 공급망 프로젝트 경진대회를 시행하여 37개 프로젝트를 지원(‘20.7~10월)

* 산업연구 분야(10개), 타당성 조사 분야(27개)의 37개 프로젝트가 최종 수상

   - 혁신청 산하 디지털 캐터펄트(Digital Catapult)*는 제조업을 혁신할 솔루션 개발을 위해 효과적이고 통합된 새로운 디지털 공급망 혁신 허브의 구축 추진

* 기업 혁신 지원을 위해 전국적으로 설립한 9개의 캐터펄트센터 중 하나로, 연구혁신기구(UKRI)의 산업전 략과제기금의 지원을 받아 Made Smarter 기술 액셀러레이터 추진

<표 1> 영국 디지털 기술에 대한 자금 지원 내용

대상	내  용
디지털 제조 연구센터	∙ 디지털의약품제조연구센터(Digital Medicines Manufacturing Research Centre): 수요에 따른 의약품 공급망 구축 ∙ 산업용스마트협동로봇연구센터(Research Centre for Smart, Collaborative Industrial Robotics): 로봇 도입에 대한 장벽 제거 ∙ 커넥티트공장연구센터(Research Centre for Connected Factories): 시장 요구변화에 대응하여 생산용도를 변경하는 모핑공장(예: 음료 제조업체의 손소독제 생산 전환) ∙ 첨단스마트소재연구센터(Materials Made Smarter Research Centre): 넷제로를 가능케 하는 소재 생산의 장벽과제 해결 ∙ 사람중심디지털화연구센터(People-Led Digitalisation): 사람들의 디지털 지식을 높여 최고 수준의 생산성 달성
디지털 공급망 프로젝트	∙ (Jaguar Land Rover) 가죽 생산 공급망 관리를 위한 블록체인 기반 디지털 트윈 ∙ (Pragmatic Printing) 디지털 기술과 지능 자동화를 사용, 포장폐기물의 이력추적ㆍ분류 ∙ (Circulor) 재생하기 어려운 플라스틱의 재활용 가치사슬을 블록체인을 활용해 추적 ∙ (Food for Thought) 식품생산이력 관리능력을 높이고 냉장보관 최적화를 위해 로봇과 기 술의 사용을 개선 ∙ (Perpetual Labs) 공급망에 대해 모든 사람이 표준언어로 정보접근이 가능하도록 디지털 모델 중심의 제조방식을 만드는 것이 목표
디지털 공급망 혁신허브	∙ 기업, 대학, 연구기관 등의 협력을 통해 제조업체나 기술공급자들이 규모에 관계없이 잠재성이 있는 다양한 사업에 접근할 수 있도록 지원 ∙ 테스트베드를 비롯해 실용성이 높은 랩이 포함되어 있는 클러스터에 대한 접근성 제공

(출처 : UK Government, New £53 million funding for UK manufacturers to boost competitiveness through digital tech, 2021.7.27.)

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3. 獨, 스마트제조가 기후 보호에 간접적 기여 가능성 시사

■ 경제ㆍ사회 부문에서의 디지털화의 잠재력이 강조되는 가운데, 디지털 기술과 그 응용이 기후 중립과 지속가능한 생산 및 소비에 기여한다는 인식이 확산

•  그러나 ’20년 세계 온실가스 배출량의 1.8~3.2%가 정보통신기술에 직접 기인한다는 결과가 있는 만큼, 독일에서는 디지털화의 온실가스 감축 잠재력에 대한 연구를 신중히 진행 중

■ 인더스트리 4.0의 개념(스마트제조)에서 네트워크화되고 고도로 자동화된 생산은 효율적인 제조공정, 가치사슬 최적화 등을 통해 기후 보호에 간접적으로 기여할 수 있는 기회를 제공

•  생산 기계·공정의 실시간 데이터 수집, 가치사슬 전반에 걸친 디지털 연결, 공정개선, 기계 및 공장관리, 작업자 지원을 위한 디지털 기술을 통해 생산성 향상, 장비·설비 효율 최적화, 원자재 낭비 최소화 등을 구현하여 온실가스 배출을 감축
•  독일공학협회(VDI) 자원효율성 센터에서 실시한 사례 연구에 따르면, 디지털화는 개별 생 산 공정에서 최대 25%의 잠재적 감축 효과 유발

<표 2> 디지털화를 통한 온실가스 배출 감축 사례연구

업종	업체	주요 내용
기계 제작	C&C Bark Metalldruckguss und Formenbau GmbH:	∙ 모든 생산공정에 ERP시스템을 도입하여 자재순환을 개선하고 불량품과 추가작업 감소로 마그네슘 사용과 에너지 사용량이 각각 최대 25% 감소
	Mader GmbH & Co. KG	∙ 압축공기 전문 중소기업으로, 에너지와 비용 손실을 실시간으로 관찰 할 수 있는 모바일 단말기용 압축공기 누출 앱을 제작하여 최대 50%의 전기 에너지를 절감
	J. Schmalz GmbH	∙ 진공클램핑기술 세계 선두기업으로 일부 조립영역에서 개별 부품 생산을 시작, 맞춤형 소량 생산으로 재료 효율성을 높여 재료의 25~75%, 운송비 25%를 절감
플라스틱	MAINCOR Rohrsysteme GmbH & Co. KG	∙ 파이프 시스템 제조기업으로, 정보관리시스템을 통해 창고보관 프로세스를 최적화하였으나, 절감의 정량화는 불가
	Sanner GmbH	∙ 플라스틱 제조 중견기업으로, 프로토타입의 신속한 개발을 위해 가상 제품 개발방법을 채택, 절감의 정량화는 불가
	Wetropa Kunststoffverarbeitung GmbH & Co. KG	∙ 제품 개발에서 생산까지 가상화하여 제품개발은 고객에게 맡겨 자원을 절약하고 저렴한 비용으로 고객 맞춤형 제품을 제작, 재료 투입량의 최대 25%와 에너지 수요의 최대 33%를 절감
전자	Sensitec GmbH	∙ 자기 저항 센서 제조기업으로, 워크피스 캐리어(workpiece carrier)에 디지털 데이터 저장 장치를 장착하여 종이없는 생산을 구현, 재료 투입량의 최대 25%와 에너지 수요의 최대 20%를 절감
	Hermos AG	∙ 자동화기술 제조기업으로, 지속적 데이터 통합을 가능케 하는 비즈니스 창고시스템(Business-Warehouse-System)을 사용하여 부가가치 프로세스의 계획과 구현을 디지털화 및 최적화함으로써, 재료 투입량을 최대 25% 절감

(출처 : Oeko-Institut & IZT, Deutschland auf dem Weg zurKlimaneutralität: Welche Chancen und Risiken ergeben sich durch die Digitalisierung?, 2021.7.1.)

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4. 인도의 제조업 서비스화, 글로벌 제조경쟁력 열위가 원인

■ 인도의 제조업체는 서비스를 점점 더 많이 판매하고 있으며, 이러한 현상은 제조업의 서비스화 (servitization)를 의미

•  제조업의 서비스화는 전체 제조업체 중에서 서비스를 판매하는 기업들의 비율이 증가하거나 또는 특정 제조업체의 매출액 중 서비스 분야의 매출이 증가하는 현상을 의미
•  많은 제조기업들이 제조ㆍ조립ㆍ판매 위주의 제조업 변화를 추진하고 제품을 서비스로 판매

* 예를 들어, iPod 과 iPhone 제조업체인 애플은 각종 콘텐츠 및 지원 서비스를 제공하고 있으며, 항공기 엔진 제조업체인 제너럴 일렉트릭은 의료영상 및 금융 서비스를 제공

■ 제조업의 서비스화는 대부분 다음 2가지 요인에 의해 발생

• 첫째, 제조기업이 보유한 핵심역량을 통해 새로운 서비스를 제공하는 범위의 경제 (economies of scope)를 추구함으로써 평균 생산비용의 절감효과 기대
• 둘째, 소비자는 제품을 구입한 기업에서 제공하는 관련 서비스 구매를 선호하기 때문에, 기업은 제품과 관련 서비스를 동시에 제공함으로써 고부가가치 창출 및 매출 증대 효과 예상

■ 인도는 제조기업 역량 미흡에 따른 조기 탈산업화(premature deindustrialization)가 원인

• 세계은행(WB)은 CMIE(Centre for Monitoring Indian Economy)의 데이터베이스 (‘94~’13년)를 통해 인도 제조업의 서비스화 변화 관련 요인을 분석

     - 개별 제조기업의 서비스(매출액 비중)를 종속변수로 하고, 해당기업의 총요소생산성*과 수입(import)에 대한 노출정도를 독립변수로 설정하여 고정효과 패널 회귀분석 수행

* 정해진 노동, 자본, 원자재 등 눈에 보이는 생산요소 외에 기술개발이나 노사관계 경영혁신 같은 눈에 보이지 않는 부문이 얼마나 많은 상품을 생산해내는가를 나타내는 생산효율성 지표

• 1994년과 2013년 사이에 서비스를 판매하는 제조업체의 비율(1/5 → 3/5), 제조업체의 총 매출에서 서비스 점유율(7%→21%)은 3배 증가
• 제조업에서 서비스화로 진출한 대다수 기업들은 도소매업, 비즈니스 및 전문 서비스, 금융 서비스 등의 제공 비중이 높은 것으로 확인
• 생산성 또는 수입(import) 경쟁 노출 정도가 높은 제조기업일수록 서비스의 판매나 전체 수익 중 서비스 수익 비중이 높아질 가능성이 큰 편

      - 제조수익의 경우에도 일반적으로는 서비스화 수익이 10% 증가 시 제조수익은 2.6% 증가하는 것으로 나타나고는 있으나, 수입 경쟁 노출 정도가 높은 기업의 경우 실제로 제조 매출이 하락하는 것으로 보고

• 이는 인도 제조기업의 서비스화 현상이 다른 국가 제조제품과의 수입 경쟁에 직면해 경쟁을 회피하기 위한 점진적 출구전략일 가능성이 높음을 시사

      - 즉 글로벌 제조경쟁에서 적절한 대응이 어려운 인도 제조기업의 역량 부족에 기인한 인도의 ‘조기 탈산업화(premature deindustrialization)’가 진행되고 있음을 시사

(출처 : World Bank, Why Do Manufacturing Firms Sell Services? Evidence from India, 2021.6)

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5. EU, 유럽 첨단기술의 산업 적용 및 차세대 첨단기술 동향 분석

■ 유럽 집행위원회(EC)는 첨단기술의 산업별 적용 현황과 차세대 첨단기술*의 발전 동력, 도입의 장애요인, 주요 활용사례를 담은 보고서를 발표

• ‘첨단기술(advanced technologies)은 공정․제품․서비스의 혁신을 가능케 함으로써 산업을 현대화하는 기술들을 의미

* 고정/모바일 통신망, 보안, 공공 클라우드, IoT, 빅데이터/분석, 인터넷 기반 모바일 솔루션, AI, B2B 디지털 플랫폼, 로봇 공학, 기타 연결성, 차량 이동성 IT, AR/VR, 첨단소재, 나노기술, 블록체인, 마이크로/나노전자, 산업 바이오기술, 포토닉스

• ‘차세대 첨단기술(beyond-the-horizon advanced technologies)’은 향후 사회･경제적 파급효과가 예상되나 아직까지 광범위한 상업화나 기업들의 활용이 준비되지 않은 초기 성숙단계의 기술을 의미

** 4D 프린팅, 감성 컴퓨팅(affective Computing), 생체인식, 뇌-컴퓨팅 인터페이스, 기밀 컴퓨팅(Confidential Computing), 드론, 엣지 컴퓨팅, 외골격 로봇, 서비스형 기능(FaaS), 인간형 UI, 산업용 웨어러블, 섭취/이식/주사형 기술, 지능형 공종 자동화(IPA), 행동인터넷(IoB), 양자 컴퓨팅, 스웜 컴퓨팅(Swarm Computing)

<표 3> 유럽 첨단기술의 산업 적용 및 차세대 첨단기술 동향

구분	주요 내용
유럽 주요산업 첨단기술 도입 현황	∙ (제조) ▲로봇, AI, IoT, 엣지컴퓨팅을 활용한 공급망의 불확실성·복잡성 감축 ▲B2B 플랫폼 기반 협력 관계 구축 ∙ (금융) ▲AI, 빅데이터, 블록체인 기반 운영 자동화, 고객 서비스 개선, 보안 위협 대응 ▲챗봇 등 고객 금융 경험 개선 ∙ (통신·미디어) ▲로봇, 블록체인으로 고객 서비스 개선, 운영비 절감 ▲AR/VR을 통한 미디어 경험 창출 ∙ (유틸리티, 석유/가스) ▲e-모빌리티 혁명 ▲AI 기반 가정용 에너지 관리 ▲스마트홈 에코시스템 ∙ (보건의료) ▲수술 로봇 투자 증대 ▲웨어러블, IoT, AI 기반 환자 모니터링 ▲AR/VR을 통한 의사의 수술, 진단 지원 ∙ (소매) ▲AI 챗봇 활용 배송추적·환불·민원 대응 ▲빅데이터 기반 고객 경험 개선 ▲포토닉스 기술로 제품 상태 판별 ∙ (정부·교육) ▲자동화 기반 업무 속도 개선 ▲AI 대민 서비스 ▲온라인 원격 수업 ▲IoT, 빅데이터 기반 스마트시티 구축 ∙ (전문서비스) ▲AI·빅데이터를 통한 정확한 고객 의도 예측 ▲첨단 기술을 활용한 재택·원격 등 유연근무 시행 ∙ (운송) ▲클라우드 컴퓨팅/빅데이터 분석으로 실시간 데이터 수집·공유·분석 ▲물류 분야에서의 로봇-인간 협업 실현 ∙ (농업) ▲드론·IoT를 통한 작황 데이터 수집 및 모니터링 ▲IoT·광학기술을 활용해 습도, 빛, 물 등 농업 매개변수 관리
차세대 첨단기술	개요	발전 동력	장애요인	활용사례
양자 컴퓨팅	∙ 유형 - 양자모방 컴퓨팅 - 양자 최적분석 - 게이트모델 양자 컴퓨팅	∙ 의사결정 가속화 ∙ 복잡한 문제 해결 ∙ 생산성 향상 ∙ 인공지능/인지능력 향상	∙ (HW) 큐비트1) 품질, 오류 수정, 큐비트 제어, 제어 와이어 최적화 ∙ (SW) SW 개발도구, 알고리즘 개발 ∙ (비즈니스) 기술가용성, 활용사례 확인	∙ 물리시스템 시뮬레이션 ∙ 최적화 해결 ∙ 기계학습 및 AI ∙ 암호화 ∙ 활용사례 성숙도 파악 ∙ 혁신/생태계 성숙도 파악
섭취ㆍ이 식ㆍ주사 가능 기술	∙ 침습 검사 대신에 섭취를 통한 검사(캡슐 카메라) ∙ 이식형ㆍ주사형 장치(인체 내 칩이식)	∙ 직원 능력 증강 ∙ 진단 혁신 ∙ 제품 백로그 작성 및 대기 시간 절감 ∙ 보다 빠른 진단, 자동화, 경험 증대	∙ 침습 가능성 ∙ 지원시스템 및 관련 비용 ∙ 개인정보 및 안전 문제 ∙ 교체 주기 ∙ 낮은 수용도 ∙ 규정 및 승인	∙ (캡슐카메라) 비침습적 검사, 환자 건강 추적, 스마트 약물 투입 ∙ (이식/주입기술) 소셜미디어 공유, 시설접근 권한, 디지털 홈 보안, 디지털지갑, 신체 화학추적
외골격 로봇	∙ 특정 작업시 높은 수준의 강도ㆍ지구력 제공, 사용자 지원 및 보호	∙ 기술 진화 ∙ 생산성 향상 ∙ 작업장 안전 ∙ 접근성(의료)	∙ 무게 및 제한된 이동성 ∙ 전력 제공 ∙ 초기 투자비용	∙ 환자 재활 ∙ 보조 수술자 역할 ∙ 운반, 보수, 수리, 지원 ∙ 군사 작전 지원

(출처 : European Commission, Advanced Technology for Industry-AT WATCH : Looking Beyond the Horizon, 2021.8.)