COVID-19 사태가 장기화됨에 따라, 바이러스로 인해 발발된 보건 재난은 전세계 경제의 역성장을 야기하는 경제적 재난으로 심화되고 있다. 백신 접종률에 따라 국가별로 다소의 차이는 있으나, 이러한 경제적 여파는 지리적·문화적 영역을 구분하지 않고 확산되고 있다.
그러나 한국을 비롯하여 독일과 일본 등 제조업 중심 국가들은 컨센서스 이상의 경제성장률을 보이며, 경제위기에 효과적으로 대응하는 모습을 보여 주목을 받고 있다. 또한 언택트 시대가 도래함에 따라 서비스업 중심 국가들은 심각한 실업문제에 직면하고 있는데, 근로자의 관리가 용이한 제조현장의 특성상 상대적으로 안정적인 고용을 유지하고 있다.
이에 제조업은 경제적 펀더멘털을 강화하는 동시에 일자리를 창출할 수 있는 대안으로 떠오르며, 임금이 낮은 신흥국에 생산시설을 구축해왔던 선진국들이 다시 자국으로 시설을 회귀시키는 리쇼어링에 대한 동기를 강하게 자극하고 있다.
4차 산업혁명으로 대두되는 최근의 기술 혁신은 제조업의 Global Value Chain(GVC) 재편이 단순한 논의에 머무르지 않고 본격적으로 추진될 수 있는 환경을 제공해주고 있다. IIoT·5G를 기반으로 구축된 제조시설은 AI 분석에 의해 의사결정이 이루어지고, 디지털 트윈 나아가 메타버스 환경을 통해 관리가 이루어진다. 즉, 제조업은 노동집약 산업에서 기술·정보집약 산업으로 변모하고 있는 것이다.
그러나 국내 제조업은 ICT 강국이라는 인식이 무색할 정도로 이러한 변화에 취약한 모습을 보이고 있다. 영세한 중소제조업체 뿐만 아니라 글로벌 경쟁력을 갖춘 대기업 제조현장에서도 데이터의 분석은커녕 수집조차 제대로 이루어지지 못하는 실정이다. 이는 국내 산업환경 전반에서 데이터라는 자원의 가치에 대해 이해가 부족한 것에 기인하고 있다.
스마트 팩토리는 스마트 설비와 시스템으로 이루어지는 것이 아니라 데이터가 기반이자 핵심이다. 이러한 관점에서 볼 때, 우리가 세계 제조업을 주도하는 경쟁력을 갖추기 위해서는 현재의 스마트 팩토리 지원 정책은 단순한 보급이 아니라 경영자와 실무진을 아우르는 제조업 이해관계자들이 산업을 이해하고 바라보는 인식차원에서의 전환을 이끌어낼 수 있는 방향으로 전환되어야할 것이다.
이에, 당사는 포스트 코로나 시대 GVC 변화에 대응하는 스마트 팩토리 시장 및 기술개발 실태와 주요국 동향 등을 종합적으로 정리 분석하여 본서를 출간하게 되었다. 특히 국내외 스마트 팩토리 시장과 주요국 정책 동향, 핵심 기술개발 동향 등을 통하여 시장의 변화를 예측하고, 경쟁전략 수립에 유용한 참고자료가 될 수 있도록 하는데 중점을 두었으며, 모쪼록 본 보고서가 스마트 팩토리 산업뿐만 아니라 관련 분야에 종사하는 분들의 업무에 미력하나마 도움이 되기를 바랍니다.
Ⅰ. 제조업 혁신 및 스마트 제조 동향
1. 4차 산업혁명과 스마트 제조 현황
1-1. 4차 산업혁명과 제조업 혁신
1) 제조업의 재부상 배경
(1) 탈공업화
(2) 글로벌 경제위기
2) 제조업 영역에서의 4차 산업혁명 특징
(1) 제조업 서비스화(Servitization)
(2) 제조업 디지털화(Digitalization)
(3) 제조업 스마트화(Smartization)
3) 인더스트리 5.0(Industry 5.0)
(1) 인더스트리 5.0 정의
(2) 인간 관점에서의 인더스트리 5.0
(3) 산업 관점에서의 인더스트리 5.0
(4) 인더스트리 5.0 달성 전략
1-2. 스마트 제조의 정의 및 범위
1) 스마트 제조의 정의와 특징
(1) 스마트 제조의 정의
(2) 스마트 제조의 특징
2) 스마트 제조산업의 분류와 범위
(1) 스마트 제조의 산업 분류
(2) 스마트 제조의 공급 산업 범위
3) 중소기업 스마트 제조혁신
(1) 대량 생산을 수행하는 제조 자동화
(2) 다품종 생산을 통한 제조 유연화
1-3. 스마트 팩토리 생태계 현황
1) 스마트 팩토리 산업 개요
2) 스마트 팩토리 주요 기반기술
(1) 빅데이터·인공지능
(2) 로보틱스
(3) 클라우드 및 엣지 컴퓨팅
(4) 3D 프린팅
(5) 사이버 물리 시스템
(6) 사이버 보안
3) 스마트 팩토리 솔루션 기술 특허 동향
4) 스마트 팩토리 시장 동향
5) 국내·외 스마트 팩토리 주요기업 동향
(1) 글로벌 참여기업
(2) 국내 참여기업
2. 코로나19 확산에 따른 제조업 동향 및 대응 전략
2-1. 코로나19 사태와 국내 산업 동향
1) 국내 경제 및 산업에 대한 코로나 팬데믹의 영향
2) 포스트 코로나 시대 글로벌 물류환경 동향
2-2. 포스트 코로나 시대 제조업 전망과 대응 방안
1) 포스트 코로나 시대 산업 전망 및 기업 전략
(1) 코로나 19와 경기침체 가능성
(2) 코로나 19의 산업별 영향
(3) 코로나 19의 기업활동에 대한 영향
(4) 코로나 19 장기화에 대한 기업 대응방안
2) 글로벌 공급망 변화에 따른 전망과 대응 방안
(1) 산업구조 변화 전망
(2) 산업구조 변화에 따른 대응 방안
3) 중소·중견 수출기업 지원 방안
3. 국내·외 스마트 제조 산업 동향
3-1. 미국
1) 2021년 미국 시장 주요 이슈
(1) 대중 견제 강화 및 WTO 체제 개혁 추진
(2) 코로나19 백신 개발 및 추가 경제부양
(3) 미 제조기업 글로벌 공급망 구조재편 가속화
(4) 포스트 코로나 시대 소비자 행동 변화
(5) e커머스 성장 지속
(6) 홈코노미 시대 도래
2) 미국 제조공정혁신 현황
3) 미국 첨단제조혁신센터 RAPID
3-2. 일본
1) 2021년 일본 시장 주요 이슈
(1) 코로나19와 DX의 가속 및 올림픽 개최
(2) 일본 안방에 확산된 신한류
(3) 포스트 코로나 글로벌 가치사슬 재편
(4) 애프터 코로나와 신성장 분야
2) 미·중 기술 패권경쟁과 일본의 대응 전략
(1) 미·중 패권경쟁 개요
(2) 미·중 패권경쟁에 대한 일본 대응방안 및 사례
3) 제조업 디지털 플랫폼
(1) 제조업 디지털 플랫폼 개념과 특징
(2) 일본 제조업 디지털 플랫폼 구축 사례
3-3. 중국
1) 2021년 중국 시장 주요 이슈
(1) 급격한 글로벌 밸류체인 재편
(2) SOC 투자를 통한 경기부양 및 디지털 경제 전환
(3) 내수진작 및 소비 분화
2) 미국의 반도체 공급망 제재와 중국의 대응 전략
(1) 미국의 글로벌 반도체 공급망 재편 전략
(2) 중국의 공급망 제재 대응 전략
3) 중국 스마트제조 추진 동향
(1) 스마트제조 추진 배경
(2) 스마트제조 주요 정책
(3) 스마트제조 산업 현황
4) 중국제조 2025 개요 및 10대 중점산업
(1) 중국제조 2025 주요 내용
(2) 중국제조 2025 추진 성과
(3) 중국제조 2025 10대 중점산업
3-4. 국내
1) 국내 스마트 팩토리 현황
(1) 스마트 팩토리 정의와 부상
(2) 스마트 팩토리 기술 및 정책 동향
(3) 스마트 팩토리 분야 지원 동향
2) 국내 제조혁신 고도화 전략
(1) 인공지능 제조 플랫폼 구축
(2) 5G+AI 등 선도사례 확산
(3) 스마트제조 공급기업 육성
Ⅱ. 스마트 팩토리 실태와 기술 동향
1. 스마트 팩토리 개념 및 핵심 기술 동향
1-1. 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) 스마트 팩토리의 효과적 도입 방안
(1) 스마트 팩토리 우수 도입기업 특징
(2) 스마트 팩토리를 통한 가치실현 방안
3) 국내 스마트 제조 분야 연구개발 동향
(1) 2020년 주요 연구개발 분야
(2) 2020년 주요 연구개발 성과
(3) 2021년 산업동향과 연구개발 전략
(4) 2021년 중점 추진 연구개발 분야
1-2. 스마트 팩토리 핵심 기술 및 기술 동향
1) 스마트 팩토리 제조 데이터 및 활용 기술
(1) 국내 스마트 팩토리 제조 데이터 활용 현황
(2) 스마트 제조 분야 D·N·A 기술 동향
2) 스마트 팩토리 핵심 기술 동향
(1) 스마트 제조 솔루션 기술 동향
(2) 스마트 제조 데이터 플랫폼 기술 동향
(3) 스마트 제조 장비·디바이스 기술 동향
(4) 스마트 제조 융합 보안 기술 동향
3) 산업일자리 고도화 기술
(1) 4차 산업혁명과 노동의 변화
(2) 산업일자리 고도화 정의와 분류
(3) 산업일자리 고도화 기술 적용 사례
(4) 국내·외 민간투자 및 정부정책 동향
1-3. 스마트 팩토리 기술 개발 및 표준화 동향
1) 스마트 팩토리 기술 표준화 개요
(1) 중점 표준화 항목
(2) 스마트 팩토리 기술 표준화 목표 및 기대효과
2) 국내·외 스마트 팩토리 기술 표준화 현황
(1) 글로벌 표준화 현황 및 전망
(2) 국내 표준화 현황 및 전망
3) 국내·외 스마트 팩토리 기술개발 현황
(1) 글로벌 기술개발 현황 및 전망
(2) 국내 기술개발 현황 및 전망
2. 스마트 팩토리 생태계 주요 산업 동향
2-1. 산업용 사물인터넷(Industrial IoT, IIoT)
1) 사물인터넷(Internet of Things, IoT) 산업 개요
(1) 사물인터넷 시장 규모 동향
(2) 사물인터넷 시장 트렌드
(3) 사물인터넷 주요국 정책 동향
2) 산업용 사물인터넷(Industrial IoT, IIoT) 개념과 의의
(1) 산업용 사물인터넷의 정의와 분류
(2) 4차 산업혁명과 산업용 사물인터넷
(3) 스마트 팩토리에서의 산업용 사물인터넷의 역할
(4) 산업용 사물인터넷의 현황과 의의
3) 산업용 사물인터넷(Industrial IoT, IIoT) 특허 동향
(1) 사물인터넷 분야 특허출원 추세
(2) 기술기회와 기술수명 주기
(3) 산업용 IoT
4) 주요 산업용 사물인터넷(Industrial IoT, IIoT) 플랫폼 동향
(1) 마이크로소프트
(2) 지멘스(SIEMENS)
2-2. 인공지능(Artificial Intelligence, AI)
1) 인공지능 기술 및 주요국 정책 동향
(1) 인공지능 기술 정의와 특징
(2) 인공지능 기술 기반 애플리케이션
(3) 주요 기업별 인공지능 기술 활용 동향
2) 국내·외 스마트 제조 분야 인공지능 도입 현황
(1) 글로벌 스마트 제조 분야 인공지능 현황
(2) 국내 스마트 제조 분야 인공지능 현황
3) 국내·외 스마트 제조 분야 인공지능 시장 동향
2-3. 5G 통신
1) 5G 기술 개요
(1) 5G 주요 기술
(2) 5G 핵심 서비스
2) 주요국 5G 시장 동향
(1) 미국
(2) 중국
(3) 일본
(4) EU
3) 코로나19와 5G 기술경쟁 동향
(1) 주요국 간 5G 기술경쟁 동향
(2) 코로나19 확산과 5G 기술경쟁 구도 변화
4) 5G 기반 스마트 팩토리 동향
(1) 제조업 혁신과 5G
(2) 5G 기반 스마트 팩토리 개념과 부상
(3) 국내·외 스마트 팩토리 5G 적용 사례
2-4. 디지털 트윈 및 메타버스
1) 디지털 트윈 기술과 스마트 팩토리
(1) 사이버물리시스템과 디지털 트윈
(2) 국내·외 디지털 트윈 기술 동향
(3) 제조업 분야 디지털 트윈 기술
2) 메타버스의 부상과 스마트 제조
(1) 메타버스 기술 주요 이슈
(2) 산업 영역에서 메타버스의 의의
(3) 제조업 분야 가상·증강현실 기반 교육훈련 사례
2-5. 제조용 로봇
1) 제조용 로봇의 정의와 부상
(1) 제조용 로봇의 정의
(2) 제조용 로봇의 구분
(3) 제조용 로봇의 부상 배경
2) 미래형 제조로봇 개요
(1) 협동로봇의 개념과 특징
(2) 지능형로봇의 개념과 특징
3) 미래형 제조로봇 기술
(1) 미래형 제조로봇 기술 개요
(2) 지능형로봇 주요 기술
(3) 미래형 제조로봇 기술개발 및 응용 현황
4) 미래형 제조로봇 시장
(1) 제조용로봇 시장동향 및 전망
(2) 지능형로봇 시장동향 및 전망
5) 미래형 제조로봇 주요기업 현황
(1) 글로벌 주요기업 현황
(2) 국내 주요기업 현황
Ⅲ. 스마트제조(스마트팩토리) 관련 특허동향과 전략 기술개발 로드맵
1. 스마트제조(스마트팩토리) 관련 특허동향
1-1. 중소기업용 스마트제조 플랫폼
1) 연도별 출원동향
2) 국가별 출원현황
3) 주요 출원인 분석
1-2. 스마트제조용 지능형 어플리케이션
1) 연도별 출원동향
2) 국가별 출원현황
3) 주요 출원인 분석
1-3. 생산 스케쥴링 시스템(APS)
1) 연도별 출원동향
2) 국가별 출원현황
3) 주요 출원인 분석
1-4. Hyper Connected SCM 플랫폼
1) 연도별 출원동향
2) 국가별 출원현황
3) 주요 출원인 분석
1-5. 스마트제조용 보안시스템
1) 연도별 출원동향
2) 국가별 출원현황
3) 주요 출원인 분석
1-6. 스마트 설비관리 시스템
1) 연도별 출원동향
2) 국가별 출원현황
3) 주요 출원인 분석
1-7. 중소기업용 On-Site 엣지 시스템
1) 연도별 출원동향
2) 국가별 출원현황
3) 주요 출원인 분석
1-8. 자율형 공정 제어 솔루션
1) 연도별 출원동향
2) 국가별 출원현황
3) 주요 출원인 분석
1-9. 디지털트윈 생산시스템
1) 연도별 출원동향
2) 국가별 출원현황
3) 주요 출원인 분석
1-10. 스마트제조용 웨어러블 기기
1) 연도별 출원동향
2) 국가별 출원현황
3) 주요 출원인 분석
1-11. IoT융합 공장용 에너지 관리 시스템
1) 연도별 출원동향
2) 국가별 출원현황
3) 주요 출원인 분석
1-12. 산업용 지능형 센서
1) 연도별 출원동향
2) 국가별 출원현황
3) 주요 출원인 분석
1-13. 무인반송차(AGV)
1) 연도별 출원동향
2) 국가별 출원현황
3) 주요 출원인 분석
1-14. 머신비전 검사 시스템
1) 연도별 출원동향
2) 국가별 출원현황
3) 주요 출원인 분석
2. 중소기업형 스마트제조 관련 전략기술로드맵(2021-2023)
2-1. 중소기업용 스마트제조 플랫폼
1) 핵심 요소기술
2) 기술로드맵(2021-2023)
3) 핵심 요소기술 연구목표
2-2. 스마트제조용 지능형 어플리케이션
1) 핵심 요소기술
2) 기술로드맵(2021-2023)
3) 핵심 요소기술 연구목표
2-3. 생산 스케쥴링 시스템(APS)
1) 핵심 요소기술
2) 기술로드맵(2021-2023)
3) 핵심 요소기술 연구목표
2-4. Hyper Connected SCM 플랫폼
1) 핵심 요소기술
2) 기술로드맵(2021-2023)
3) 핵심 요소기술 연구목표
2-5. 스마트 제조용 보안시스템
1) 핵심 요소기술
2) 기술로드맵(2021-2023)
3) 핵심 요소기술 연구목표
2-6. 스마트 설비관리 시스템
1) 핵심 요소기술
2) 기술로드맵(2021-2023)
3) 핵심 요소기술 연구목표
2-7. 중소기업용 On-Site 엣지 시스템
1) 핵심 요소기술
2) 기술로드맵(2021-2023)
3) 핵심 요소기술 연구목표
2-8. 자율형 공정 제어 솔루션
1) 핵심 요소기술
2) 기술로드맵(2021-2023)
3) 핵심 요소기술 연구목표
2-9. 디지털트윈 생산시스템
1) 핵심 요소기술
2) 기술로드맵(2021-2023)
3) 핵심 요소기술 연구목표
2-10. 스마트제조용 웨어러블 기기
1) 핵심 요소기술
2) 기술로드맵(2021-2023)
3) 핵심 요소기술 연구목표
2-11. IoT융합 공장용 에너지 관리 시스템
1) 핵심 요소기술
2) 기술로드맵(2021-2023)
3) 핵심 요소기술 연구목표
2-12. 산업용 지능형 센서
1) 핵심 요소기술
2) 기술로드맵(2021-2023)
3) 핵심 요소기술 연구목표
2-13. 무인반송차(AGV)
1) 핵심 요소기술
2) 기술로드맵(2021-2023)
3) 핵심 요소기술 연구목표
2-14. 머신비전 검사 시스템
1) 핵심 요소기술
2) 기술로드맵(2021-2023)
3) 핵심 요소기술 연구목표
Ⅳ. 스마트 팩토리 시장 및 정책 동향
1. 스마트 팩토리 주요 분야 시장 동향
1-1. 국내·외 스마트 제조 시장 동향 및 전망
1) 글로벌 스마트 제조 시장 동향
(1) 글로벌 스마트 제조 시장 규모 전망
(2) 글로벌 스마트 제조 분야별 시장 규모 전망
(3) 글로벌 스마트 제조 지역별 시장 규모 전망
2) 아세안 지역 스마트 제조 시장 동향
(1) 싱가포르
(2) 말레이시아
(3) 태국
(4) 인도네시아
(5) 베트남
3) 국내 스마트 제조 시장 동향
(1) 국내 제조업 경쟁력과 코로나19 경제위기
(2) 국내 스마트 제조 시장 규모 전망
1-2. 국내·외 스마트 팩토리 시장 동향
1) 스마트 팩토리 부상 배경 및 주요 이슈
(1) 글로벌 공급사슬 재편 가속화
(2) 글로벌 주요국 리쇼어링 지원정책 현황
(3) 국내 리쇼어링 지원정책 현황
2) 스마트 팩토리 시장 규모 전망
3) 국내·외 스마트 팩토리 시장 현황
(1) 미국
(2) 독일
(3) 일본
(4) 중국
(5) 국내
1-3. 국내·외 스마트 제조 기업 현황
1) 글로벌 스마트 제조 기업 현황
(1) GE
(2) Rockwell Automation
(3) Honeywell
(4) Emerson
(5) 화낙
(6) 미쯔비시 전기
(7) Siemens
(8) ABB
(9) Schneider Electric
2) 국내 스마트 제조 기업 현황
(1) 포스코 ICT
(2) 삼성SDS
(3) LG CNS
(4) 두산로보틱스
(5) LS산전
(6) 한컴MDS
(7) Studio 3S
(8) 한신비전
(9) 마이다스아이티
(10) 에스엠코어
(11) 티라유텍
(12) 이삭엔지니어링
(13) 디지포레
2. 국내·외 제조업 및 스마트 팩토리 정책 동향
2-1. 글로벌 스마트 제조 및 스마트 팩토리 정책 동향
1) 독일
(1) 인더스트리 4.0(Industrie 4.0)
(2) GAIA-X 프로젝트
(3) 플랫폼 인더스트리 4.0(Platform Industrie 4.0)
(4) LNI 4.0(Labs Network Industrie 4.0)
(5) 독일 스마트 팩토리 표준화 현황
(6) 적용사례 지도(Map of Industrie 4.0 Use Cases)
(7) 미텔슈탄트 4.0(Mittelstand 4.0)
(8) 프로세스 인더스트리 4.0(Process Industrie 4.0)
(9) 중소기업 네트워킹
(10) 스마트공장 공급산업 육성전략
2) 미국
(1) 정부 주도 스마트 팩토리 대응 전략
(2) 민간 주도 스마트 팩토리 대응 전략
(3) 미국 스마트 팩토리 표준화 현황
3) 일본
(1) 일본재흥전략
(2) 신산업구조비전
(3) 초스마트 사회(Society 5.0)
(4) 커넥티드 인더스트리즈(Connected Industries)
(5) 중소기업 디지털 전환 지원
4) 중국
(1) 전략성 신흥산업 육성정책
(2) 중국제조 2025
(3) 인터넷 플러스
(4) 공업화와 정보화 융합발전
(5) 차세대 인공지능 발전 계획
(6) 사물인터넷(IoT) 산업정책 추진경과
5) 스웨덴
(1) 스웨덴 제조업 혁신 배경
(2) 스웨덴 Produktion2030(P2030)
6) UAE
(1) 제조업 육성 정책 및 우대 분야
(2) 제조업 촉진 지원기관 및 프로그램
7) 사우디아라비아
(1) 제조업 육성 정책 및 우대 분야
(2) 제조업 촉진 지원기관 및 프로그램
8) 쿠웨이트
(1) 제조업 육성 정책 및 우대 분야
(2) 제조업 촉진 지원기관 및 프로그램
9) 카타르
(1) 제조업 육성 정책 및 우대 분야
(2) 제조업 촉진 지원기관 및 프로그램
10) 아세안 지역
(1) 싱가포르
(2) 말레이시아
(3) 태국
(4) 인도네시아
(5) 베트남
2-2. 국내 스마트 팩토리 관련 정책 동향
1) 2021년도 스마트공장 보급·확산사업
(1) 스마트공장 구축 및 고도화
(2) 디지털 클러스터 스마트공장 지원
(3) 대·중·소 상생형 스마트공장 지원 주관기관 모집
(4) 업종별 특화 스마트공장 사업 운영기관 모집
(5) 로봇활용 제조혁신지원
(6) 스마트공장 수준확인
(7) 스마트화 역량강화
(8) 스마트 마이스터 운영
(9) 클라우드 기반 솔루션 개발
(10) 스마트공장 사후관리
2) 데이터 플랫폼 발전전략
(1) 분야별 대표 데이터 플랫폼 확충 및 통합 연계
(2) 데이터 거래·유통 기반 강화
(3) 데이터 분석·활용 생태계 조성
(4) 데이터 통합·관리 체계 마련
3) 인공지능 국가전략
(1) 세계를 선도하는 인공지능 생태계 구축
(2) 인공지능을 가장 잘 활용하는 나라
(3) 사람 중심의 인공지능을 실현하는 나라
4) 2021년도 5G+ 전략 추진계획
(1) 5G 전국망 조기구축 촉진
(2) 5G 융합서비스 활성화
(3) 장비·디바이스 산업의 선순환 구조 강화
(4) 글로벌 생태계 선도
(5) 지속성장 기반 강화
5) 2021년 지능형로봇 실행계획
(1) 2020년 주요성과 분석
(2) 2021년도 실행 계획
