들어가는 글

글로벌 경제는 2000년대 이후 금융위기, 코로나 바이러스 대확산을 거치면서 대부분의 선진국을 중심으로 발생한 성장률 정체, 실업률 증가라는 위기에 봉착해 있다. 국가의 경제성장률은 제조업 성장에 기인한다. 미국, 일본, 독일 등 선진국들은 장기간 경기침체를 겪었고, 이를 해결하기 위해 많은 국가들이 제조업 부흥을 위해 다양한 연구를 진행했다. 독일의 경우 세계 제조업에서 자국의 경쟁력 저하, 제조업 부가가치 기여율 감소가 가장 큰 문제였다. 이에 더하여 낮은 출산율, 고령화, 인구 감소, 고임금 체계, 낮은 에너지 자급률 등이 큰 이슈였다. 이러한 문제 해결을 위해 범유럽 중심의 제조업 재건 프로그램인 ‘Industry 4.0’이 시작되었다. 독일의 ‘Industrie 4.0’에서 시작된 4차 산업혁명은 이제 시대의 조류가 됐다. 4차 산업혁명에서는 스마트 팩토리를 구현하는 것이 산업적인 측면에서 가장 중요하다고 일컬어진다. 그 이유는 스마트 팩토리가 제4차 산업혁명에 중요한 사물인터넷, 로봇, 빅데이터 등 주요 기술들이 포함돼 있는 통합된 자동화 시스템을 구현하는 것이기 때문이다.

우리나라도 마찬가지다. 한국이 제조 강국이 되기 위해, 또한 제조산업의 글로벌 경쟁력 강화를 위해, 인공지능과 로봇, 디지털 트윈 등을 바탕으로 제조산업의 패러다임을 변화시기기 위해 스마트 팩토리가 해결책이 될 수 있을 것이다.

이 책은 디지털 제조분야의 학계, 연구계, 기업계 전문가들의 경험과 식견을 모아 우리나라 스마트 팩토리 산업 발전을 위한 방향을 제시하기 위해 기획되었으며, 크게 세 부분으로 구성되어 있다.

제1부에서는 스마트 제조 혁신에 대한 고찰과 디지털 전환에 기반한 스마트 팩토리의 발전 현황, 스마트 팩토리에 대한 국내외 정책과 기술개발, 주요국들의 정책을 살펴본다. 우리나라의 산업 혁신에서 왜 디지털 전환이 중요한가에 대하여 논의한다. 디지털 전환 사례와 제조업에서 스마트 팩토리 확산을 위한 방향을 모색하고, 스마트 팩토리 확산을 위해 필수적인 요소인 표준화 방향에 대하여도 심도 있게 다룬다.

제2부에서는 스마트 팩토리의 미래 비전과 진화 방향에 대하여 살펴본다. 인공지능이 융합된 미래 제조가 변화시킬 우리의 산업에 대하여, 그리고 인간과 로봇이 협업하는 미래 공장의 가장 진화된 형태인 자율공장을 살펴본다. 또한 RMS와 메타버스, 에너지, 유망 서비스 등 다양한 관점에서 바라본 스마트 팩토리의 비전을 제시한다.

제3부에서는 스마트 팩토리를 구성하는 기술과 인프라의 사례를 제시한다. 스마트 팩토리는 생산, 공정, 물류, 유통, 관리가 네트워크로 연결되어 있기 때문에 다양한 기술이 필요하다. 해킹 위험성에 대비한 보안기술, 통신기술, 인공지능, 로봇, 디지털 트윈, AR, SW 테스팅, 블록체인 등 많은 기술들이 수반되며, 기획과 설계, 생산, 공정, 유통, 관리에 이르기까지 스마트 공장 운영의 전 주기에 필요한 핵심 기술영역들(5G, IoT, AI, 빅데이터, 3D 프린팅, AR·VR·MR, 디지털 트윈)을 하부구조로 한다. 이러한 많은 기술들을 촘촘하고 원활하게 연결하고, 운용될 수 있게 하는 것이 바로 스마트 팩토리의 솔루션이다. 즉, 제조·유통 시스템을 자동화하여 자율공장으로 진화할 수 있게 하는 기술 기반인 것이다. 이러한 스마트 팩토리의 다양한 기술 범위를 리뷰하고 시사점을 제시한다.

스마트 팩토리가 한국에서 성공하기 위해서는 기술 발전 추세에 맞추어 국내 제조기업들이 빠르게 대응하고, 제조 혁신과 비즈니스 혁신을 이루어야 한다. 또한 스마트 팩토리를 추진하려는 중소기업들에 대한 정부의 지원 정책이 강화되어야 하며, 정부 출연연구기관이나 솔루션 공급업체 등은 기업 현실에 맞는 한국형 스마트 팩토리 기술을 제공해야 할 것이다. 미래 지향적인 제조업체들은 보다 스마트한 방식으로 디지털 혁신을 주도해야 할 필요성을 이해하고 있다. 초기 투자비용에 대한 부담에도 불구하고 불확실한 미래에 대응하기 위해 스마트 팩토리는 주요한 해결책이 될 수 있다. 또한 한국 경제발전의 주축인 제조업의 혁신은 국가적 정책과 한국 기업들의 생존을 위한, 미래를 위한 필수적인 준비이다. 이 책이 한국의 제조업 혁신과 스마트 팩토리 산업 발전에 조금이라도 도움이 되길 바란다. 끝으로, 이 책이 세상에 나올 수 있게 많은 도움을 주신 율곡출판사 관계자 여러분들께 감사의 말씀을 드린다.

2021년 12월

저 자 일동

Part.1 혁신과 전략

제1장 스마트 제조 혁신에 대한 고찰

제2장 디지털 전환과 스마트 팩토리

제3장 스마트 팩토리 주요국들의 정책적 움직임

제4장 우리나라 스마트 공장의 산업경쟁력 강화 방안

제5장 스마트 제조 표준화 전략

Part.2 미래 비전과 진화 방향

제1장 미래 스마트 팩토리 비전 : 자율공장

제2장 미래형 공장 RMS(재구성 가능한 생산 시스템)

제3장 스마트 팩토리 미래 서비스 전개와 활성화

제4장 메타버스 관점에서 본 스마트 팩토리의 미래

제5장 에너지 관점에서 본 스마트 팩토리의 미래 모습과 발전 방향

Part.3 기술과 인프라

제1장 디지털 원유 빅데이터와 스마트 팩토리

제2장 스마트 팩토리에서의 인공지능 기술과 발전 방향

제3장 5G가 만들어가는 스마트 팩토리의 변화

제4장 블록체인 적용을 통한 스마트 팩토리의 혁신과 시사점

제5장 로봇의 진화를 통해 바라보는 스마트 팩토리

제6장 디지털 트윈을 적용한 스마트 팩토리 발전

제7장 AR 기술을 통한 스마트 팩토리의 현장 업무 혁신 사례

제8장 SW 테스팅, 스마트 팩토리 발전의 핵심 인프라