글로벌 스포츠용품 기업인 독일의 아디다스는 본사가 있는 남부 바이에른 주에 ‘스피드 팩토리’를 건설했다. 스피드 팩토리는 전 공정의 로봇 자동화를 통해 연간 50만 켤레의 운동화 생산이 가능한 스마트 팩토리로, 신발끈부터 깔창, 뒷굽 등 소비자가 원하는 옵션을 반영해 5시간 내에 제품을 생산해낼 수 있다.
스마트 팩토리는 기존의 공장자동화(Factory Automation, FA) 수준을 넘어선 차세대 디지털 신기술과 제조기술이 접목된 소비자 중심의 지능화된 공장으로, 사이버물리시스템(CPS), 로보틱스, 3D 프린팅, IoT 등의 기술을 기반으로 제조업 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.
4차 산업혁명 기술을 기반으로 구축되는 스마트 팩토리는 아디다스의 사례에서 알 수 있듯 소비자맞춤형 생산을 구현할 수 있고, 뿐만 아니라 생산비용 측면에서 근로자의 임금이 차지하는 부분이 매우 적다는 강점이 있다. 이러한 스마트 팩토리는 2008 금융위기 이후 제조업이 재조명되는 기조와 ICT 기술의 융·복합이 활발히 일어나는 시장 환경이 맞물리며 빠른 성장이 기대되고 있다.
Markets&Markets의 전망에 따르면 글로벌 스마트 팩토리 시장 규모는 연평균 8.0% 성장하여 2018년 2,461억 달러의 경제적 가치를 창출할 전망이며, 적용 산업별로는 자동차, 반도체/전자, 에너지, 광업/금속업, 화학, 식음료 업종에서 활발한 보급이 이루어질 것으로 기대되고 있다.
국내의 경우 미국이나 일본과 달리 GDP 대비 제조업 비중이 30%를 상회하는 만큼, 스마트 팩토리는 국내 경제에 있어 중요한 분야라고 할 수 있다. 그러나 스마트 공장 관련 기술의 상대수준을 보면 한국은 미국, 유럽, 일본에 이어 4위이나, 3위인 일본과 큰 기술수준의 차이를 보이고 있어, 경쟁력 제고를 위한 노력이 시급한 상황이다.
이러한 상황을 타개하고 스마트 팩토리 관련 사업의 컨트롤 타워 역할을 수행하기 위해 민간과 정부가 협력해 민관합동 스마트공장 추진단을 설립, 스마트공장 보급 및 확산, 기술기획, 기반구축, 표준기획 등의 사업을 운영하고 있으며, 여러 정부부처에서 관련 지원 정책 및 사업을 추진하고 있다.
이에, 당사는 다양한 산업분야로의 보급이 본격화되는 IoT와 CPS 기반 스마트 팩토리 기술 및 시장 동향과 생태계를 구성하는 관련 산업 동향 등을 종합적으로 정리 분석하여 본서를 출간하게 되었다. 특히 스마트 팩토리 산업의 동향과 트렌드를 살펴봄으로써 시장의 변화를 예측하고, 경쟁전략 수립에 유용한 참고자료가 될 수 있도록 하는데 중점을 두었으며,
모쪼록, 본 보고서가 스마트 팩토리 분야뿐만 아니라 관련 산업에 종사하는 분들의 업무에 미력하나마 도움이 되기를 바랍니다.
2019년 04월 26일
데이코 인텔리전스
산업조사실 PM 정진언
Ⅰ. 제조업 혁신과 스마트 팩토리 실태
1. 제조업 혁신 동향 및 주요 이슈
1-1. 4차 산업혁명과 스마트 제조
1) 4차 산업혁명 개념 및 특징
(1) 제 4차 산업혁명의 개념
(2) 제 4차 산업혁명의 특징
2) 4차 산업혁명과 제조업
(1) 제조업의 재부상 배경
(2) 제조업 관점에서의 4차 산업혁명과 응용 분야
3) 스마트 제조와 기존의 제조혁신
(1) 스마트 제조 및 기존 제조혁신의 공통점
(2) 스마트 제조 및 기존 제조혁신의 차이점
(3) 스마트 제조의 성공요건
4) 국내외 제조업 혁신 동향
(1) 미국 제조혁신연구소
(2) 미국 테슬라
(3) 미국 보잉
(4) 독일 아디다스
(5) 독일 노빌리아(Nobilia)
(6) 국내 사례
1-2. 스마트 제조를 통한 제조업 패러다임의 전환
1) PLM/MDM 기반 기준정보 연결과 맞춤형 생산
2) 디지털 노동 및 패턴·알고리즘·지능화
3) 플랫폼 기반 디지털 기술과 생산성 혁신
4) 초연결화를 통한 사물 인지력 및 자가재조정력 제고
5) 사이버 보안의 중요성 확대
(1) 미국 스틸케이스(Steelcase) 사례
(2) 독일 Deutsche Edelstahlwerke(DEW) 사례
6) 소재의 첨단화
1-3. 제조업 주요 이슈
1) 제조업의 서비스화
(1) 제조업 서비스화(Product Service System, PSS)의 개념
(2) 국내외 주요 사례
(3) 주요국 정책 현황
2) 리쇼어링
(1) 리쇼어링의 개념과 배경
(2) 스마트 팩토리와 리쇼어링
(3) 글로벌 리쇼어링 현황과 정책
(4) 국내 리쇼어링 현황과 정책
2. 스마트 팩토리 실태와 기술 동향
2-1. 스마트 팩토리 개념과 현황
1) 스마트 팩토리 정의와 배경
(1) 스마트 팩토리 개념과 구성요소
(2) 스마트 팩토리 범위와 분류
(3) 스마트 팩토리 확산 배경
2) 주요국 스마트 팩토리 추진 현황
(1) 독일
(2) 미국
(3) 일본
(4) 중국
(5) 국내
3) 스마트 팩토리 주요 이슈
(1) 스마트 공장 인식조사
(2) 분야별 스마트 팩토리 산업 동향
(3) 국내외 스마트 팩토리 분야 주요기업 동향
(4) 국내 중소기업 스마트 팩토리 도입 및 운영 현황 및 과제
2-2. 스마트 팩토리 핵심 기술 및 기술 동향
1) 스마트 팩토리 구현을 위한 핵심 기술
(1) 사물인터넷(IoT) 및 사물통신
(2) 사이버물리시스템(Cyber Physical System, CPS)
(3) 로보틱스
(4) 3D 프린팅
(5) IoT 기반 포그 컴퓨팅(Fog Computing)
(6) 사이버 보안
2) 스마트 팩토리 기술 동향 및 협업구조 전망
(1) 스마트 팩토리 기술 동향
(2) 스마트 팩토리 IPR 현황 및 전망
(3) 스마트 팩토리에서의 인간과 기술 간 협업구조 전망
2-3. 스마트 팩토리 R&D 및 보급 동향
1) 스마트 팩토리 핵심기술 정부 R&D 지원 이력 및 현황
2) 스마트 팩토리 기술 표준화 관련 정부 R&D 현황
3) 스마트 팩토리 보급 확산 정부 지원 현황
2-4. 스마트 팩토리 기술 표준화 동향
1) 스마트 팩토리 기술 표준화 개요
(1) 중점 표준화 항목
(2) 스마트 팩토리 기술 표준화 비전 및 기대효과
2) 국내외 스마트 팩토리 기술 현황 분석
(1) 글로벌 기술개발 현황 및 전망
(2) 국내 기술개발 현황 및 전망
3) 국내외 표준화 현황 분석
(1) 글로벌 표준화 현황 및 전망
(2) 국내 표준화 현황 및 전망
(3) 오픈소스 현황 및 전망
2-5. 중소기업 스마트 팩토리 기술개발 테마
1) 센서 및 화상처리 기술
(1) 정의 및 필요성
(2) 범위 및 분류
(3) 산업환경 분석
(4) 기술개발 트렌드
(5) 기술환경 분석
(6) 기술개발 이슈
2) 스마트 제조 애플리케이션
(1) 정의 및 필요성
(2) 범위 및 분류
(3) 산업환경 분석
(4) 기술개발 트렌드
(5) 기술환경 분석
(6) 기술개발 이슈
3) 스마트 제조 CPS
(1) 정의 및 필요성
(2) 범위 및 분류
(3) 산업환경 분석
(4) 기술개발 트렌드
(5) 기술환경 분석
(6) 기술개발 이슈
4) 제조 빅데이터 분석 시스템
(1) 정의 및 필요성
(2) 범위 및 분류
(3) 산업환경 분석
(4) 기술개발 트렌드
(5) 기술환경 분석
(6) 기술개발 이슈
5) 산업용 고신뢰/저전력 네트워킹
(1) 정의 및 필요성
(2) 범위 및 분류
(3) 산업환경 분석
(4) 기술개발 트렌드
(5) 기술환경 분석
(6) 기술개발 이슈
6) 스마트 공장 플랫폼
(1) 정의 및 필요성
(2) 범위 및 분류
(3) 산업환경 분석
(4) 기술개발 트렌드
(5) 기술환경 분석
(6) 기술개발 이슈
7) 3D 프린팅 제조 시스템
(1) 정의 및 필요성
(2) 범위 및 분류
(3) 산업환경 분석
(4) 기술개발 트렌드
(5) 기술환경 분석
(6) 기술개발 이슈
8) 스마트 제조 AR/VR
(1) 정의 및 필요성
(2) 범위 및 분류
(3) 산업환경 분석
(4) 기술개발 트렌드
(5) 기술환경 분석
(6) 기술개발 이슈
Ⅱ. 스마트 팩토리 생태계 핵심 산업 동향
1. 산업용 사물인터넷(Industrial IoT, IIoT)
1-1. 산업용 사물인터넷(Industrial IoT, IIoT) 산업 동향
1) 산업용 사물인터넷(Industrial IoT, IIoT) 개요
(1) 산업용 사물인터넷의 정의와 분류
(2) 4차 산업혁명과 산업용 사물인터넷
(3) 스마트 팩토리에서의 산업용 사물인터넷의 역할
(4) 산업용 사물인터넷의 현황과 의의
2) 산업용 사물인터넷의(Industrial IoT, IIoT) 산업적 가치
(1) 산업용 사물인터넷 시스템 참여자
(2) 산업용 사물인터넷의 Value Chain
(3) 산업용 사물인터넷의 비즈니스 가치
3) 산업용 사물인터넷(Industrial IoT, IIoT) 플랫폼
(1) 사물인터넷 및 플랫폼 현황과 전망
(2) 사물인터넷 및 플랫폼의 기술적·사업적 특성
(3) 주요 산업용 사물인터넷 플랫폼 현황
1-2. 산업용 사물인터넷(Industrial IoT, IIoT) 기술 동향
1) 산업용 사물인터넷(Industrial IoT, IIoT) 특허 동향
(1) 사물인터넷 분야 특허출원 추세
(2) 기술기회와 기술수명 주기
(3) 산업용 IoT
2) 국제 표준화 단체 현황
(1) IIC(Industrial Internet Consortium)
(2) Plattform Industrie 4.0
2. 5G 통신
2-1. 5G 개요 및 로드맵
1) 5G 개요
2) 5G 로드맵
2-2. 5G 기반 스마트 제조 시나리오
1) mMTC 기반 스마트 제조 시나리오
2) URLLC 기반 스마트 제조 시나리오
3) eMBB 기반 스마트 제조 시나리오
3. 사이버물리시스템(Cyber Physical System, CPS)
3-1. 사이버물리시스템(CPS) 개요
1) 사이버물리시스템(CPS)의 개념
2) 사이버물리시스템(CPS)과 사물인터넷(IoT)
3) 사이버물리시스템(CPS)과 디지털 트윈
(1) 디지털 트윈 기술의 개요 및 산업 응용
(2) 디지털 트윈 기술 주요이슈
(3) 국내외 디지털 트윈 동향 및 전망
3-2. 사이버물리시스템(CPS) 핵심 응용분야
1) 의료 및 헬스케어
2) 국방 및 제어시스템
3) 지능형 교통 시스템
4) 스마트홈
5) 스마트 그리드
3-3. 스마트 팩토리와 사이버물리시스템(CPS)
1) 사이버물리생산시스템(CPPS)
2) 스마트 팩토리에서의 사이버물리시스템(CPS)
4. 제조용 로봇
4-1. 제조용 로봇 개요
1) 로봇 산업의 정의와 구분
(1) 로봇산업의 정의
(2) 로봇산업의 특성
(3) 글로벌 로봇 산업 분류
(4) 국내 로봇 산업 분류
(5) 용도에 따른 로봇 산업 분류
2) 제조용 로봇의 정의와 부상
(1) 제조용 로봇의 정의
(2) 제조용 로봇의 구분
(3) 제조용 로봇의 부상 배경
4-2. 제조용 로봇 산업 동향
1) 제조용 로봇의 산업 특징
2) 제조용 로봇의 산업 구조
3) 국내외 제조용 로봇 산업 현황
(1) 미국
(2) EU
(3) 일본
(4) 중국
(5) 한국
4) 국내 제조용 로봇 산업 경쟁력
(1) 가격 경쟁력
(2) 품질 경쟁력
(3) 제조 경쟁력
(4) 인적자원 경쟁력
(5) 기술 경쟁력
(6) 종합 경쟁력
5) 로봇 산업 정책 전망
4-3. 제조용 로봇 시장 동향
1) 글로벌 시장 동향
(1) 글로벌 로봇 산업 시장 동향
(2) 글로벌 제조용 로봇 시장 동향
2) 국내 시장 동향
(1) 국내 로봇 산업 시장 동향
(2) 국내 제조용 로봇 시장 동향
4-4. 협동로봇(Collaborative robot) 시장 및 주요기업 현황
1) 협동로봇(Collaborative robot)의 정의와 발전
2) 국내외 협동로봇(Collaborative robot) 시장 현황
3) 협동로봇(Collaborative robot) 기업 동향
Ⅲ. 스마트 팩토리 시장 및 정책 동향
1. 스마트 팩토리 주요 분야 시장 동향
1-1. 국내 제조업 시장 동향
1) 국내 제조업 현황
(1) 한국경제에서의 제조업 비중
(2) 한국 제조업의 생산성 현황
(3) 한국 제조업 기술 수준
(4) 국내 제조업의 국제경쟁력
2) 국내 중소 제조기업
(1) 중소 제조기업 혁신역량
(2) 중소기업 R&D 지원 현황 및 문제점
(3) 중소기업의 혁신 촉진을 위한 방안
1-2. 국내외 스마트 팩토리 시장 동향
1) 스마트 팩토리 시장 및 기업 동향
(1) 스마트 팩토리 시장 동향
(2) 스마트 팩토리 기업 동향
(3) 스마트 팩토리 시장 경쟁 시나리오 전망
2) 스마트 팩토리 시장규모 전망
3) 국내외 스마트 팩토리 시장 현황
(1) 미국
(2) 독일
(3) 일본
(4) 중국
(5) 국내
4) 중소기업 스마트 팩토리 도입을 위한 6개 과제
(1) 사이버물리 생산시스템 도입 세부전략
(2) 노동자 역량 교육
(3) 인간-기계 협력
(4) 노동 및 안전 규정과 유연성
(5) 기업 정보보안
(6) 노동자의 정보보안
5) 스마트 팩토리 주요 이슈
(1) 세계경제포럼, 등대 공장(Lighthouse Factories)
(2) 제조업을 비롯한 분야에서 디지털 트윈 적용 확대
(3) 국내외 스마트 팩토리 플랫폼 주도권 경쟁 심화
1-3. 산업용 사물인터넷 시장 전망
1) 산업용 사물인터넷 생태계
(1) NIST 연구소
(2) IIC 컨소시엄
(3) GE 제조사
(4) 통신망 사업자
2) 산업용 사물인터넷 시장 전망
1-4. 스마트 공장 기술 발전과 고용 시장
1) 주요국의 고용 변화
(1) 미국
(2) 독일
(3) OECD 19개국
2) 주요 기업 및 작업장의 고용 변화
(1) 아마존(미국)
(2) 아디다스(독일)
(3) 지멘스(독일)
(4) 바스프(독일)
(5) 보쉬(독일)
(6) 쿠카(독일)
(7) 하르팅(독일)
(8) 비제바(독일)
(9) 오토 보게(독일)
(10) 미쓰비시전기(일본)
(11) 화낙(일본)
(12) DMM.make AKIBA(일본)
3) 스마트 공장과 고용변화 전망
(1) 기술변화로 인한 거시적 고용변화 전망
(2) 기술변화로 인한 소득분배구조 변화 전망
2. 국내외 제조업 및 스마트 팩토리 정책 동향
2-1. 국내외 주요국 제조업 혁신 정책 동향
1) 미국
(1) 미국의 제조업 혁신 배경
(2) 제조업 혁신을 위한 정부 정책
(3) 산업계 혁신 동향 및 4차 산업혁명 기술별 추진 정책
2) 독일
(1) 독일 인더스트리 4.0 추진배경
(2) 제조업 혁신을 위한 정부 정책
(3) 산업계의 제조업 혁신 동향
3) 일본
(1) 일본의 제조업 혁신 추진배경
(2) 제조업 혁신 정책 추진경과
(3) 제조업 혁신을 위한 정부 정책
(4) 산업계 대응 동향
4) 중국
(1) 중국의 제조업 혁신 추진배경
(2) 제조업 혁신 정책 추진경과
(3) 4차 산업혁명 대응을 위한 정부 정책
(4) 중국-독일 간 인더스트리 4.0 분야 협력
5) 국내
(1) 국내 제조업 혁신 추진배경
(2) 국내 스마트 팩토리 구축 선결과제
(3) 제조업 혁신 정책 추진경과
(4) 제조업 혁신을 위한 정부정책
(5) 국내 스마트 제조 정책 진단 및 개선안
2-2. 국내 스마트 팩토리 정책
1) 스마트 공장 확산 및 고도화 전략
(1) 전략 추진배경
(2) 스마트 공장 현황진단
(3) 추진 전략
(4) 전략 추진계획
2) 스마트 공장 구축 지원사업
(1) 클라우드형 스마트 공장 보급사업
(2) ICT 융합 스마트 공장 보급·확산 지원사업
(3) 산업혁신운동 스마트 공장 보급·확산 사업
3) 스마트 공장 금융 지원사업
(1) 신한은행-신용보증기금 스마트 공장 협약보증 대출
(2) 우리은행-기술보증기금 스마트공장 협약보증 대출
(3) 한국산업은행 스마트 공장 온렌딩 대출
(4) 중소기업진흥공단 중소기업 정책자금 융자
4) 스마트 공장 교육 지원사업
(1) 직업능력개발 혁신 및 신기술 직업훈련 확대
(2) 스마트 팩토리 아카데미
(3) 스마트 공장 구축 및 추진실무 과정
(4) 스마트 공장 우수기업 견학프로그램
