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연결고리 없는 한국의 산업 4.0

흥미로운 미디어 산업 총서
김신우 저자(글)
흥미로운미디어 · 2017년 04월 01일
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▶ 이 책은 한국의 산업을 다룬 이론서입니다. 4차 산업의 기초적이고 전반적인 내용을 학습할 수 있도록 구성했습니다.

작가정보

저자(글) 김신우

저자 김신우는
현 서울디지털대학교 교수
현 (주) BP기술거래 이사

1982 : 고입 검정고시
1984 : 대입 검정고시

2007 ~ 2010 서울디지털대학교 행정학 학사

2010 ~ 2013 한국방송통신대학교 행정학 석사
논문 : 효과적 부패방지를 위한 양형기준의 합리화 방안

2013 ~ 2015 숭실대학교 행정학과 박사
논문 : 고령시대 주거복지 향상을 위한 역모기지 가입의사
결정요인 연구

목차

  • Ⅰ. 들어가기 10
    1. 4차 산업의 정의 10
    2. 4차 산업혁명을 이끄는 주요 기술 10
    3. 4차 산업혁명의 특징 13
    4. 4차 산업혁명의 목적과 기대효과 16
    (1) 4차 산업혁명의 목적 16
    (2) 4차 산업혁명의 기대효과 18

    Ⅱ. 풀어내기 - 선진국의 지역 제조업 혁신 사례 22
    1. 독일 22
    1) Industry 4.0 구축의 중심 : 산업 클러스터 22
    2) Industry 4.0 추진 전략 25
    3) 3차 산업혁명의 한계 및 Industry 4.0 기반의 혁신 방향 26
    4) Industry 4.0의 핵심 기술 구조 26
    5) Industry 4.0(Platform Industry4.0)의 혁신적 산업 클러스터 사례 28
    (1) 연구 중심 : 프라운 호퍼 연구기구(Fraunhofer Gasellschaft, FhG) 등
    29
    (2) 지역 클러스터 : It's OWL, Hoechst, MicroTEC S?dwest 등 32
    6) Industry 4.0의 문제점 43
    7) Industry 4.0 재부팅 : Platform Industrie 4.0으로의 전환 46

    2. 영국 48
    1) 지역혁신 시스템의 대처 : High Value Manufacturing(HVM, Catapult Centres) 48
    2) 각 지역 캐터펄트 센터 : AMRC, NAMRC, NCC, CPI 등 50

    3. 미국 60
    1) 제조업혁신센터(MII)를 통한 국가제조혁신네트워크 구축 60
    2) IMI의 기반이 되는 산업 클러스터 : NAMII, IACMI, MGI 등 61
    3) 미국의 4차 산업정책에 대한 시사점 68

    4. 일본 69
    1) ‘산업재흥플랜’ 기반의 산업 구조혁신 69
    2) 일본 제조업의 클러스터(직접) 구조 74
    3) 일본 제조업의 혁신 클러스터 사례 : 칸사이 배터리 클러스터,
    디스플레이 클러스터, 수와 정밀기계 클러스터 등 76

    5. 국가별 제 4차 산업혁명 정책 현황 비교 80

    6. 선도적 지역혁신 기능의 매개체 81
    1) 선진국 : 프라운 호퍼, 캐터펄트 센터, IMI 등 81
    2) 한국 : 테크노 파크, 창조경제 혁신센터 등 82

    7. 4차 산업혁명의 필요 조건 88
    1) 스마트 생산 88
    (1) 스마트 생산방식의 보급 및 확산 88
    (2) 제조의 서비스화(제품과 서비스의 결합, 제품과 S/W의 결합) 89
    (3) 대표 신산업 창출 90
    (4) 사업구조 개편 및 혁신기반 조성 91
    (5) 스마트 생산 기업 사례 93

    2) 스마트 공급사슬 94

    3) 중소기업 협업 및 장비 공동 활용 97
    (1) 기업 간 협업 97
    (2) 이업종 교류지원 99
    (3) 국내 기업 간 협업 사례 101
    (4) 연구 장비 공동 활용 102

    4) 중소 제조업의 IoT 적용 방향 105
    (1) IoT 적용 방향 105
    (2) 기술/정보 교류 커뮤니케이션의 활성화 123
    (3) 메이커 스페이스 126

    8. 한국의 산업단지 현황 131
    1) 한국적 클러스터의 특성 131
    2) 한국의 산업단지 현황 132
    (1) 전국 산업단지 현황 132
    (2) 유형별 산업단지 현황 135
    (3) 종합 139
    3) 제조업 현황 140
    4) 산업별 생산 동향 146

    Ⅲ. 맺음말 149
    1. 국내 중소 제조업의 역할과 중요성 149
    2. 국내 제조업의 발전 방안 151

    〈 참고문헌 〉 153

출판사 서평

책 소개
세계경제의 불투명성과 글로벌 경제의 침체 속에서 국가 경쟁력을 유지하고 한 발 더 선진국의 문턱에 다가가기 위한 유일한 통로라 할 수 있는 제조업의 경쟁력 강화는 대한민국의 생존을 결정하는 중차대한 숙명이라 할 것이다. 2008년 금융위기 이후 뚜렷이 증명된 제조업이 강한 국가의 경기회복이 훨씬 수월하며 제조업이 탄탄한 국가(독일, 중국 등)가 위기에 더욱 강하다는 인식이 확산되고 있는 상황에서 한 발 먼저 제조업 강국으로의 진입에 국가적 역량을 모아야 할 것임은 주지의 사실이다.
전기기술과 IT를 융합한 부분자동화 공정의 3차 산업혁명을 거쳐 IOT와 IOE라는 일명 가상현실의 세계가 우리 앞에 성큼 도래하고 있다. CPS를 기반으로 ICT와 제조업의 완벽한 융합이 이루어지는 전 공정의 자동화 시대가 우리 앞에 다가오고 있는 것이다.
소비자의 욕구는 다양화/복잡화되었으며 상품의 라이프 사이클 또한 급격히 단축되었음은 물론 노동환경의 개선요구, 생산체계의 효율화, 안전과 친환경에 대한 관심이 증대되고 있다. 더불어 기술발전의 가속화로 인해 3D프린터나 로보틱스 등의 활용이 증가하는 등 초연결 사회로의 전환이 가속화되고 있다.
생산혁명, 공정혁명, 자동화, 디지털 네트워크에 의해 스마트 생산과 스마트 공장건설이 가능해졌고 여기에 IOT가 접목됨으로 인해 Industry 4.0이 실현될 수 있는 기반은 이미 충분히 구축되었다고 할 수 있다. 디지털 사회를 통한 새로운 가치사슬이 창출되기에 이른 것이다.
결론적으로 Industry 4.0이 가능하게 된 것은 IOT(사물인터넷) 나아가 IOE(만물인터넷)가 구현될 수 있기 때문이다. 이를 통해 도시, 사회 공간 등에 연결되어 공공서비스가 혁신되고 제조공정/유통/물류 등에 활용되어 산업효율성이 제고되며 개인생활과 연결되어 삶의 질이 향상되는 공공IOE , 산업IOE , 개인IOE가 실현될 수 있다.
ICT 초강국인 우리나라가 산업 4.0에서 도태될 이유는 전혀 없다. 선진국들이 이미 경험한 더딘 표준화의 문제, IT 보안 및 데이터 거버넌스 문제 등 보안정책, 소극적인 중소기업의 참여율 제고, 변화를 이해하고 새롭게 업무를 수행할 수 있는 인력부족으로 인한 지체, 기타 Industry 4.0에 대한 전반적인 이해 부족으로 인한 제반 문제들을 해결하는데 주력하여 미래 성장의 교두보를 확보하는데 주력하여야 할 것이다.

요약
1. 4차 산업의 정의

4차 산업에 대한 정의는 전문가에 따라 다르게 표현된다. 4차 산업은 ‘정보통신기술을 기반으로 모든 사물을 연결하여 사람과 사물, 사물과 사물 간에 정보를 교류하고 상호 소통하는 지능형 인프라 및 서비스 기술’ 이라 정의 할 수 있다. 또한 누군가는 ‘제조기술 뿐만 아니라 데이터, 현대사회 전반의 자동화 등을 총칭하는 것으로서 CPS, IoT, 인터넷 서비스 등의 모든 개념을 포함한다.’ 라고 하였으며 또 다른 표현으로는 4차 산업혁명을 ‘기업들이 제조업과 ICT기술을 융합해 작업 경쟁력을 높이는 차세대 산업혁명’이라 기술하기도 한다. 다양한 정의가 존재하지만 이들의 공통점은 ‘제조업과 정보통신기술(ICT)을 융합한 기술 경제적 변화’를 가리킨다고 할 수 있다.
4차 산업은 2016년 1월 20일 스위스 다보스에서 열린 ‘세계 경제 포럼(World Economic Forum, WEF)’에서 주제어로 언급되면서 정면으로 다루어진 개념이다. 당일 WEF는 제64차 다보스포럼의 주제를 ‘4차 산업혁명의 이해(Mastering the Fourth Industrial Revolution)'로 내세우면서 전 세계에 4차 산업혁명에 대한 논의를 시작하였다. 세계경제포럼은 제 4차 산업혁명을 “3차 산업혁명을 기반으로 한 디지털과 바이오산업, 물리학 등의 경계를 융합하는 기술혁명” 이라고 설명하였다. 이는 디지털, 물리적, 생물학적 영역의 경계가 없어지면서 기술이 융합되는, 인류가 한 번도 경험하지 못한 새로운 시대가 펼쳐질 것을 예고하는 화두라고 할 것이다.
그렇지만 4차 산업혁명은 지금까지 이어온 3차 산업혁명의 연장선이라 볼 수 있다. WEF의 크라우스 슈밥(Klaus Schwab) 회장은 4차 혁명을 일컬어 “지금까지 이보다 더 큰 기회도, 더 큰 위험도 존재했던 적이 없다.”며 기술이 어떻게 우리의 삶에 영향을 미치며, 경제, 사회, 문화, 인류 환경을 재편할지에 관한 포괄적이고 전 지구적인 관점에서의 공유가 필요함을 강력히 주장하였다.

4차 산업혁명을 이끄는 주요 기술
이러한 4차 산업을 이끄는 주요 혁신기술을 크라우스 슈밥은 물리학 기술, 디지털 기술, 생물학 기술이라는 메가 트렌드 관점에서 분류하였다.
물리학 기술에는 입체적으로 형성된 3D 디지털 설계도나 모델에 원료를 층층히 겹쳐 쌓아 유형의 물체를 만드는 기술인 3D프린팅, 센서와 인공지능을 통해 기계의 자율 체계화가 진행된 무인운송수단, 클라우드 서버를 통해 원격 접근 및 로봇 간 네트워크 연결이 가능해진 로봇 공학 등이 있다.
디지털 기술에는 각종 사물에 센서와 통신기능을 내장하여 인터넷에 연결하고 연결된 사물들이 데이터를 주고받아 스스로 분석하고 학습한 정보를 사용자에게 제공하거나 사용자가 이를 원격 조정할 수 있는 인공지능 기술인 사물 인터넷(IoT), 분산 데이터베이스의 한 형태로 서로 모르는 사용자들이 공동으로 만들어 갈 수 있지만 데이터 기록 리스트로서 분산 노드의 운영자에 대해 임의조작이 불가능하게 하여 특정 사용자가 시스템을 통제할 수 없게 고안된 블록체인 시스템 등이 있다. 디지털 기술 중에서도 사이버 물리 시스템에 집중되고 있는데, 이는 IoT와 Big data 기술의 부상과 더불어 기존 내부 제조기업의 가치사슬을 관리하는 다양한 기업용 SW를 통해 제공되는 다양한 공정상의 정보와 Censor, Actuator, Controller, Mobile device 등의 정보를 통합적으로 취합하는 Smart factory 및 App platform이 핵심이라 할 수 있다.
생물학은 기술적으로는 빠르게 발전하고 있으나 법 규제 그리고 윤리적인 문제에 의해 한계를 보이고 있다. 과거 인간 게놈 프로젝트의 완성에 10년이 넘는 시간과 27억 달러가 소요되었으나, 현재는 몇 시간과 1,000달러가량의 비용이 소요되는 것으로 알려지고 있다. 합성생물학이나 유전자 편집의 관점에서도 DNA데이터를 기록하여 유기체를 제작할 수 있어 심장병이나 암 같은 난치병 치료를 위한 의학 분야에 직접적인 영향을 줄 수 있으며 유전자 편집을 통해서 인간의 성체세포를 변형 하거나 유전자 변형 동식물을 만들어 내는 데에 활용될 수 있을 것이다. 하지만 인간의 삶과 직결되어 있다는 특징 때문에 많은 연구와 시간이 필요할 것으로 예상된다.

4차 산업혁명의 특징
앞서 언급한대로 4차 산업혁명은 3차 산업혁명의 연장선이라 할 수 있다. 그렇다면 산업혁명은 어떠한 과정을 거쳐 전개되어 왔을까?
산업화 프로세스는 18세기 후반 증기기관을 이용한 기계 방직기의 도입으로 제품생산의 일대 혁명을 일으켰다(1차 산업혁명). 19세기 초에서 20세기 초반에는 전기 에너지를 사용한 제품의 대량 생산단계(2차 산업혁명)를 거쳐 1970년대 초 제품생산 자동화를 위한 전자기기와 정보통신의 사용(3차 산업혁명)을 통해 오늘날에 이르게 되었다.
기존의 3차 산업혁명에서 제조업 현장을 구성하는 핵심이 되는 3요소는 사람-기기-프로세스로 정의되었다. 4차 산업혁명의 핵심인 스마트공장(Smart Factory)에서는 이 세 가지의 요소에서 한 단계 진화한 것으로 볼 수 있다. 이렇게 진화한 4차 산업혁명의 기본 매커니즘은 ‘초 연결화’, ‘지능화’, ‘가상화’이다.
‘초 연결 시대’는 사물인터넷 기술의 발달로 인해 제조업에 직접적으로 적용됨으로써 입체적인 관리가 가능해진 것을 의미한다. 현재 우리는 MEMS 기술을 통해 집적회로 및 부품의 소형화, 복합화, 지능화가 가능해 소형 센서 칩에 여러 개의 복합 센서 및 무선통신모듈까지 패키징이 가능해 졌다. 이와 더불어 빅 데이터 기술과 융합하게 되면, 사물인터넷 기기를 통해 방출되는 방대한 데이터를 실시간으로 처리하면서 시스템의 활용도도 증가하게 된다. 결과적으로 ‘데이터의 분석-해석-리포팅’ 기능이 발달되면 될수록 제조기업의 제품개발 기간과 수율을 획기적으로 개선하는 효과를 얻을 수 있다.
인터넷과 사이버 물리시스템에 대한 이해도가 있는 양질의 노동력은 스스로 의사를 결정하고 움직일 수 있는 기기와 시스템을 통해 ‘지능화’ 된다. 그 예로 로봇산업으로의 투자를 통해 구성하는 프로세서와 모터, 센서에 대한 핵심기술을 보유하게 되면 로봇의 확산에 따라 로봇을 운영하는 운영체제나 기본 플랫폼 시장을 장악할 수 있게 된다. 이를 위해서는 전통적인 제조업계도 소프트웨어와 하드웨어를 모두 능숙하게 다루는 인적자원의 교육 및 육성이 필요하고 기존 인력의 Industry 4.0에 필요한 고급인력으로의 전환이 필수적이다. 또한 인재육성 과정에서 양질의 일자리 창출이 가능해진다.
‘가상세계와 현실의 동기화’를 통해 사전에 정확한 설계와 충분한 검증이 가능해 질 것이다. 실제 제품을 생산하기 전에 빠른 속도로 가상현실 세계에서 현실의 100%에 가깝게 구현하여 사전에 테스트를 하는 기술이다. 이는 유연한 생산현장이 오류 없이 구현되어 생산의 효율을 더욱더 높여줄 수 있다. 이러한 기술은 기본적으로 기기 간 통신, 지능화, 기기의 자율적 의사결정에 바탕을 두고 있다.
4차 산업혁명이 추구하는 목적은 다음과 같다. 우선 공장의 사물들과 말단의 여러 종류의 센서, 기계, 컨트롤러, 가상 IT시스템, 스마트 단말기 등이 모두 ICT로 연결되어 기기 간 내부 및 외부의 관계자들이 제품을 통해 고객과 통신하게 한다. 또한 연결된 개별 개체들은 ‘변화된 사건 감지 + 감지된 사건의 정보를 통한 의사결정 + 물리적 구동과 정보의 전달 및 수행’과 같은 기본적 구조에 의해 정보가 서로 순환되며 상호작용하는 구조로 형성된다. 이 단계들이 생산전략에 의해 끊임없이 반복되는 것이다.

기본정보

상품정보
ISBN 9791196050917
발행(출시)일자 2017년 04월 01일
쪽수 155쪽
크기
190 * 258 * 20 mm / 801 g
총권수 1권
시리즈명
흥미로운 미디어 산업 총서

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도서 소득공제 안내

  • 도서 소득공제란?

    • 2018년 7월 1일 부터 근로소득자가 신용카드 등으로 도서구입 및 공연을 관람하기 위해 사용한 금액이 추가 공제됩니다. (추가 공제한도 100만원까지 인정)
      • 총 급여 7,000만 원 이하 근로소득자 중 신용카드, 직불카드 등 사용액이 총급여의 25%가 넘는 사람에게 적용
      • 현재 ‘신용카드 등 사용금액’의 소득 공제한도는 300만 원이고 신용카드사용액의 공제율은 15%이지만, 도서·공연 사용분은 추가로 100만 원의 소득 공제한도가 인정되고 공제율은 30%로 적용
      • 시행시기 이후 도서·공연 사용액에 대해서는 “2018년 귀속 근로소득 연말 정산”시기(19.1.15~)에 국세청 홈택스 연말정산간소화 서비스 제공
  • 도서 소득공제 대상

    • 도서(내서,외서,해외주문도서), eBook(구매)
    • 도서 소득공제 대상 상품에 수반되는 국내 배송비 (해외 배송비 제외)
      • 제외상품 : 잡지 등 정기 간행물, 음반, DVD, 기프트, eBook(대여,학술논문), 사은품, 선물포장, 책 그리고 꽃
      • 상품정보의 “소득공제” 표기를 참고하시기 바랍니다.
  • 도서 소득공제 가능 결제수단

    • 카드결제 : 신용카드(개인카드에 한함)
    • 현금결제 : 예치금, 교보e캐시(충전에한함), 해피머니상품권, 컬쳐캐쉬, 기프트 카드, 실시간계좌이체, 온라인입금
    • 간편결제 : 교보페이, 네이버페이, 삼성페이, 카카오페이, PAYCO, 토스, CHAI
      • 현금결제는 현금영수증을 개인소득공제용으로 신청 시에만 도서 소득공제 됩니다.
      • 교보e캐시 도서 소득공제 금액은 교보eBook > e캐시 > 충전/사용내역에서 확인 가능합니다.
      • SKpay, 휴대폰 결제, 교보캐시는 도서 소득공제 불가
  • 부분 취소 안내

    • 대상상품+제외상품을 주문하여 신용카드 "2회 결제하기"를 선택 한 경우, 부분취소/반품 시 예치금으로 환원됩니다.

      신용카드 결제 후 예치금으로 환원 된 경우 승인취소 되지 않습니다.

  • 도서 소득공제 불가 안내

    • 법인카드로 결제 한 경우
    • 현금영수증을 사업자증빙용으로 신청 한 경우
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