4차 산업혁명 새로운 제조업의 시대

살아남기 위한 모든 경쟁이 4차 산업혁명을 향하고 있다!

최근 4차 산업혁명이라는 거대한 파도가 전 세계 사회와 산업계를 강타하고 있다. 연일 언론과 정부 기관, 오피니언 리더들은 4차 산업혁명을 미래가 걸린 절체절명의 과제라고 역설하고 있다. 하지만 정작 많은 사람들은 인공 지능, 사물 인터넷, 로봇 등 4차 산업혁명이 가져올 숨가쁜 변화와 대규모 실업에 전전긍긍하며 공포에 휩싸여 있다.

“벤츠는 애플의 폭스콘이 되지 않을 것입니다!”
이것은 세계적 자동차 기업인 메르세데스 벤츠의 디터 제체 사장이 2015년 9월 프랑크푸르트 모터쇼에서 한 말이다. 애플과 폭스콘이 모터쇼에서 거론되다니 이해되는가? 폭스콘은 최근 6만 명의 인력을 로봇으로 교체하겠다고 선언한 기업으로, 애플이 디자인하고 개발하면 폭스콘은 빠르게 많이 만들어 내는 것으로 유명하다.

그렇다면 정말 디터 제체 사장의 말처럼 메르세데스 벤츠는 자율 주행차와 전기 자동차라는 새로운 이슈를 들고 나온 구글, 애플, 테슬라의 하청 공장으로 전락하지 않을 수 있을까? 그리고 우리기업들은 독일에서 시작되어 전 세계로 열병처럼 퍼져나가고 있는 4차 산업혁명이라는 새로운 패러다임과 경쟁 속에서 과연 살아남을 수 있을까?

4차 산업혁명의 승패는 제조업 혁신으로 판가름 난다!

이제 우리가 사는 세상은 본격적인 4차 산업혁명 시대로 접어들었다. 4차 산업혁명 시대는 기본적으로 제조업 혁신의 시대로 산업 간의 경계가 사라진다. 기업에게 하드웨어를 잘 만드는 것은 별로 의미가 없다. 소프트웨어와 융합하고, 인공 지능, 딥 러닝, 로봇, 사물 인터넷 등의 기술을 통합해야 살아남을 수 있다. 그리고 4차 산업혁명 시대에는 데이터가 곧 강력한 자본이 된다. 또한 데이터를 가진 자, 플랫폼을 가진 자가 시장과 세계를 지배한다.

4차 산업혁명은 제조업의 혁신 경쟁에 의해 승패가 결정된다. 독일, 미국, 일본, 중국, 인도 등 세계 각국은 4차 산업혁명에 발 빠르게 대처하고 제조업을 살리기 위해 정부, 산업계, 학계가 손을 맞잡고 치열하게 뛰고 있다. 우리나라에서도 제조업은 국내 총생산의 30%를 차지하는 매우 중요한 산업으로 2014년 기준 총 39만 7천여 개의 제조업체에서 396만여 명이 종사하고 있다. 하지만 4차 산업혁명이라는 쓰나미에 국내 제조업체들은 생존 위기에 직면해 있다. ‘무너지는 제조업 현장…숙련된 기술 인력이 떠난다’, ‘제조업 일자리 1년 사이 16만 개가 사라졌다’, ‘중소기업 노동 생산성 OECD 꼴찌’ 등 신문이나 TV에서는 제조업의 암울한 실상을 연일 쏟아내고 있고, 실제 피부로 체감이 되고 있기도 하다.

이 책은 4차 산업혁명을 연구하며 우리 제조업의 이러한 현실을 안타까워하던 5명의 저자들이 머리를 맞대고 희망의 작은 불씨를 살려보고자 도원결의를 하여 만들어지게 되었다. ‘4차 산업혁명에 어떻게 대응하고, 생산 현장을 어떻게 바꾸어 갈 것인가’와 같은 제조업체의 심각한 고민에 뜬구름 잡는 이야기만 넘쳐나는 상황에서 산업 현장의 풍부한 경험과 해박한 이론적 지식을 겸비한 각 분야 전문가들이 실제로 스마트 공장을 구축하는 방법을 제시하고자 힘을 모았다.

스마트 공장 구축, 이렇게 하라!

이 책은 다음과 같이 구성되어 있다.
1장에서는 4차 산업혁명의 개념을 설명한다. 4차 산업혁명의 탄생 배경부터 제조 강국들은 어떻게 대응하고 있는지, 4차 산업혁명 시대의 특징과 우리의 현실을 알아본다.
2장에서는 이미 시작된 4차 산업혁명 시대에 제조업에 큰 변화를 가져올 기술들과 변화에 대하여 논의한다. 지속 가능성 요구의 변화, 산업 인력의 급격한 변화, 에너지원의 다변화와 통합 에너지 관리, 온실가스 배출 감축, 산업 안전 등에 대해서도 살펴본다.
3장에서는 스마트 공장을 구축하기 위한 전체적인 프레임워크와 스마트 공장 플랫폼, 스마트 공장의 기반이 되는 산업 통신과 보안 네트워크, 빅 데이터 인프라에 대해 설명한다.
4장에서는 스마트 공장을 추진하기 위한 7단계 실행 방법을 설명하고, 각 단계별 세부적인 실행 방안을 제안한다.
5장에서는 스마트 공장을 추진하는 7단계 실행 방법을 활용하여 설비, 생산, 품질, 에너지, 환경, 물류 등 각 부문의 실행 방안을 구체적이고 자세하게 설명한다.
마지막 6장에서는 국내의 제조 산업이 앞으로 10년 동안 생존하기 위한 전략을 제시한다.
이 책은 이와 같이 4차 산업혁명 시대에 국내의 제조 기업들에게 기존 공장을 어떻게 스마트 공장으로 변환할 것인가에 대하여 구체적인 구축 방법과 실행 방안을 제시한다. 제조 기업들이 4차 산업혁명에서 살아남기 위해 스마트 공장을 구축하는 데 있어 저자들의 현장 노하우와 이론적 배경은 탁월한 지침서가 되기에 충분하리라 확신한다. 

박한구 : 인하대학교 전자공학 학사, 미국 스티븐슨 공대 컴퓨터 공학석사, 포항공대 미래기술 최고 경영자 과정을 수료했다. 32년간 제철소의 공장 자동화, 무인화 기술 전문가로 활동하며 포스코 임원을 역임했다. POSCO ICT에서는 스마트 팩토리 사업실장으로 포항·광양제철소의 스마트 공장 사업을 지휘했고, 중국과 브라질 등 해외 사업을 담당했다. 현재는 Smart Machine&Factory 대표이사, 한국인더스트리4.0협회 이사 및 저술 위원장으로 스마트 공장 관련 강의, 교육, 컨설팅 및 솔루션 사업을 진행 중이다.
이메일 hanpark07@gmail.com

송형권 : 미국 콜로라도 공대 컴퓨터공학 박사. 한국뉴욕주립대 SMART CEO 최고 경영자 과정을 수료했다. 스마트 시티, 스마트 공장, 통신, IT 전문가로 미국 벨연구소, 벨코어연구소, US West를 거쳐 삼성전자 상무와 센티오스 대표이사를 역임했다. 현재 한국인더스트리4.0협회 공동 창립자, 인트리 위원, 한국뉴욕주립대 연구교수, 4차 산업혁명 관련 강연, 교육, 스마트 공장 컨설턴트로 활동 중이다.
이메일 hungksong@gmail.com

장원중 : 서강대학교 정보통신대학원 소프트웨어공학과 석사, 숭실대학교 일반대학원 IT정책경영학과 박사 과정에 있으며. 현재 가톨릭관동대학교 글로벌창업컨설팅학과의 빅데이터 분석 전공 교수로 있다. S-OIL㈜ 정보통신지원팀, ㈜굿모닝아이텍 빅데이터팀을 거쳐 빅데이터 프로파일 특허를 보유한 전문가로 빅데이터 분석, 컨설팅, 자문, 교육 활동을 하고 있다. 한국인더스트리4.0협회 회원, K-ICT 빅데이터센터에서 빅데이터 분석 및 인프라 구축 자문위원으로 있다.
이메일 wjjang2040@gmail.com

이순열 : 부산대학교에서 전기공학을 전공했다. Fieldbus Foundation Korea 마케팅협회 회장과 산업기술진흥원 산학연네트워크 포럼 위원을 역임했다. 현대정보기술을 거쳐 공장 자동화, 제어 및 프로세스 솔루션 전문 다국적 기업인 로크웰 오토메이션 코리아 상무와 ODVA TAG Korea 회장으로 있다. 4차 산업혁명과 스마트 공장에 대해 큰 관심을 가지고 있으며, 한국인더스트리4.0협회 회원으로 활발히 활동 중이다.
이메일 srleehome@hotmail.com

임채성 : 영국 서섹스대학교의 Science Policy Research Unit에서 기술혁신경영학(박사)을 전공했다. 한국개발연구원에서 근무했고, 현재 건국대학교 기술경영학과 교수로 있다. 스탠포드대학교 방문교수, 기술경영경제학회 회장을 맡기도 했다. 디지털 트랜스포메이션과 기술 혁신 경영, 기술 추격 전략 등의 이슈에 관심을 가지고 있으며, 한국인더스트리4.0협회 회장으로 활동 중이다.
이메일 edisonfoot@gmail.com

·추천사1-거대한 변화의 물결, 4차 산업혁명에 올라타라(한상범)
·추천사2-비즈니스에 혁명적 변화를 꾀하라(양승택)
·머리말-4차 산업혁명 시대의 생존 방안, 스마트 공장을 향하여

1장_ 또 한 번의 격변기, 4차 산업혁명의 시대
1. 4차 산업혁명이란 무엇인가?
삶과 비즈니스를 송두리째 변화시키는 4차 산업혁명 | 자동화 공장과 스마트 공장은 어떻게 다른가? | 4차 산업혁명, 제조업이 중요하다
2. 4차 산업혁명 시대의 주요 특징
모든 것이 서로 연결되는 초연결 시대 | 데이터가 자산이 되는 데이터 자본주의 시대 | 고객의 개별적 요구를 충족하는 개인 맞춤형 가치 시대
3. 주요 국가의 4차 산업혁명 전략
제조업 혁신을 위한 독일의 인더스트리 | 제조업 활성화 정책과 민간 주도 협의체 중심의 미국 | 새로운 도약을 꿈꾸고 있는 중국제조 | 산업 재흥 플랜으로 재도약을 꿈꾸는 모노츠쿠리 정신의 일본 | 인도의 제조업 부흥 정책 ‘Make In India’ | IT와 소프트웨어를 융합한 우리나라의 제조업 혁신 3.0

2장_ 4차 산업혁명 시대의 제조업에 영향을 미칠 요소
1. 4차 산업혁명을 이끄는 새로운 기술
일상의 모든 것을 연결하는 사물 인터넷 기술 | 모든 소통의 혈류가 되는 유무선 통신망 기술 | 데이터를 마음대로 관리할 수 있는 클라우드 컴퓨팅과 포그 컴퓨팅 기술 | 대량의 데이터에서 가치를 찾아내는 빅 데이터 기술 | 인간의 지능적인 행동을 모방한 인공 지능 기술 | 작업자와 함께 일하고 협업하는 로봇 기술 | 모든 것을 만들어 낼 수 있는 3D 프린팅 기술 | 물리적 세계와 가상 세계가 공존하는 가상 물리 시스템 기술 | 가상 세계와 현실 세계를 오버랩한 가상 현실과 증강 현실 기술 | 산업 현장과 비즈니스를 모두 아우르는 스마트 기기 기술 | 산업의 잠재적 위험을 막는 보안 기술
2. 지속 가능성에 대한 요구의 변화
산업 인력의 급격한 변화 | 에너지원의 다변화와 통합 에너지 관리 | 환경 규제의 서막, 온실가스 배출 감축 | 위험과 사고로부터의 안전 시스템 구축

3장_ 스마트 공장 프레임워크와 플랫폼, 기본 인프라 구축
1. 스마트 공장 프레임워크
물리적 세계와 가상 세계의 소통을 위한 디지털화 | 통신 네트워크를 통한 사물의 연결화 | 최적의 운영을 꾀하는 스마트화
2. 스마트 공장 플랫폼
GE의 프레딕스 | 지멘스의 마인드스피어 | SK C&C의 스칼라 | 울랄라랩의 윔팩토리
3. 통신 네트워크와 빅 데이터 인프라 구축 176
통신 네트워크 인프라 구축 | 빅 데이터 활용을 위한 인프라 구축
4. 실패 경험을 통해 배우는 교훈
사람 간의 융합이 기술의 융합보다 먼저다 | 공든 탑 무너뜨리는 보안, 철통같이 하라 | 표준화 문제로 시작을 늦춰서는 안 된다

4장_ 스마트 공장 구축 방안
1. 스마트 공장 구축 절차
현 수준 진단 및 평가 | 구현 목적과 기대 목표 설정 | 개선 대상과 범위 확정 | 필요 기능과 적용 기술 확정 | 필요 인력과 조직화 | 구현 계획과 실행 | 검증과 기대 성과 분석
2. 현 수준 진단 및 평가
설비 분류 체계도 작성 | 설비 기능 분류 체계도 작성 | 설비별 디지털화 수준 진단 | 운전실 업무와 기능 분류 체계도 작성 | 소재 및 제품별 품질 수준 진단 | 공장 설비와 시스템 통신망 연결 수준 진단 | 산업 보안 수준 진단 | 현 수준 평가 기준
3. 구현 목적과 기대 목표 설정
스마트 공장의 지향점은 자율 생산 공장 | 스마트 공장 구현 목적 설정 | 명확한 기대 목표 설정
4. 개선 대상과 범위 확정 240
개선 대상 선정을 위한 차이점 분석 | 개선 대상 선정: 작지만 영향력이 큰 항목부터 | 마스터 플랜 수립
5. 필요 기능과 적용 기술 확정
6. 필요 인력과 조직화
7. 구현 계획과 실행
단순 노동자에서 지식 근로자로 변화시켜라 | 노사 화합과 상생의 길을 찾아라 | 소프트 파워를 통한 지능화를 실행하라 | 우리만의 강점을 개발하고 실행하라
8. 검증과 기대 성과 분석

5장_ 부문별 세부 실행 방안
1. 설비 부문(Smart Machine)
아프다고 스스로 말하는 스마트 머신 | 예방 정비 체계에서 예지 정비 체계로
2. 생산 부문(Smart Operation)
인공 지능 기반의 두뇌형 공정 제어용 컴퓨터 | 설비 마모를 자동 보상하는 스마트 제어기 | 예지 정비를 위한 스마트 알람 관리 | 전문 지식 기반의 스마트 생산 관리 | 딥 러닝을 활용한 스마트 CCTV | 3D 시각화 기반 스마트 인터페이스 | 작업자와 협업하는 지능형 로봇
3. 품질 부문(Smart Quality)
품질 예측 기술 실패 원인 | 품질 분석 및 예측 기술 | 빅 데이터를 활용한 품질 불량 원인 분석 사례
4. 에너지 부문(Smart Energy)
스마트 에너지 관리 시스템 구축 | 에너지 소비 지도 분석을 통한 에너지 절감 | 스마트 그리드 시스템 구축 | 스마트 발전기, 스마트 변압기 시스템의 도입
5. 환경 부문(Smart Environment)
6. 물류 부문(Smart Logistics)
7. 안전·보건 부문(Smart Safety&Health)
지능형 영상 분석을 통한 효율적인 안전·보건·보안 시스템 구축 | 열화상 카메라를 이용한 작업자 안전사고와 재난·재해 예방 | 공장 내 작업자의 위치를 실시간으로 추적하는 안전 관리 시스템
8. 영업 부문(Smart Sales)
9. 연구·개발 부문(Smart Research&Development)
10. 경영 부문(Smart Management)
스마트 공장을 넘어 스마트 기업으로 | 하드웨어 제조에서 서비스와 경험을 망라한 가치 제공 기업으로 | 수직적 갑을 관계에서 수평적 협업 파트너로

6장_ 제조업의 미래 생존 전략
1 생각을 바꿔야 살아남는다
신뢰와 소통으로 협업하라 | 시장의 변화를 눈여겨보라 | 플립드 러닝으로 배우고 교육하라
2 일단 시작하라
일단 작게 시작하라 | 최고 경영자가 이끌어라 | 미래를 위한 투자, 지금이 최적기다 | 투자의 불확실성, 어떻게 극복할 것인가?
3 사람과 경험도 디지털화하라
사람도 디지털화하라 | 현장 전문가의 경험도 디지털화하라 | 고객의 경험도 디지털화하라

·주석