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▶ 첨단기술에 관한 내용을 담은 전문서적입니다.

산업조사 전문 기관인 데이코산업연구소가 ‘스마트 팩토리 시장 현황 및 핵심 기술 동향’ 보고서를 발간했다.

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.

데이코산업연구소는 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 두었다며 본 보고서가 스마트 팩토리 분야뿐만 아니라 관련 산업에 종사하는 분들의 업무에 작은 도움이 될 것으로 기대된다고 밝혔다.

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

표 목차

Ⅰ. 제조업 혁신과 스마트 팩토리 실태
<표1-1> 산업혁명의 구분과 틍징
<표1-2> 제조업 4차 산업혁명 선도 기업의 접근 방향
<표1-3> 한국의 스마트공장 수준별 단계
<표1-4> 제조업혁신연구소 2017년 평가 결과
<표1-5> 테슬라 프리몬트 공장의 주요 공정
<표1-6> 소재 유형별 첨단화 트렌드
<표1-7> 식음료 관련 업체의 서비스화 사례
<표1-8> 패션·섬유 관련 업체의 서비스화 사례
<표1-9> 자동차·중장비 관련 업체의 서비스화 사례
<표1-10> 타이어·엔진 관련 업체의 서비스화 사례
<표1-11> 전자·기계 관련 업체의 서비스화 사례
<표1-12> 기타 업체의 서비스화 사례
<표1-13> 리쇼어링의 경제적 요인 – 비용 외 요소
<표1-14> 미국의 리쇼어링 현황
<표1-15> 기술 수준별 리쇼어링 일자리 창출
<표1-16> 유럽 국가별 리쇼어링 현황
<표1-17> 대만의 유턴기업 지원 정책
<표1-18> 2001-2016 목적별 제조업 해외직접투자금액의 구간별 추이
<표1-19> 한국 U턴기업의 주역제품 유형별 국내 복귀 동기
<표1-20> 국내복귀 기업 유형별 지원 내용
<표1-21> 스마트 팩토리 수준별 플랫폼 표준
<표1-22> 스마트 팩토리 제조기술별 구성요소
<표1-23> 스마트 팩토리 주요 요소기술
<표1-24> 스마트 팩토리 분야 산업기술분류
<표1-25> 스마트 팩토리 가치사슬 단계별 주요 기술 및 역할
<표1-26> 제조업 혁신 3.0 전략
<표1-27> 스마트 공장의 수준별 플랫폼
<표1-28> 스마트 공장 관련 인식조사 개요
<표1-29> 스마트 공장 요소기술에 대한 국내 수준
<표1-30> 국내에서 집중해야 하는 기술
<표1-31> 글로벌 스마트 팩토리 분야 주요기업 동향
<표1-32> 디지털 기술 도입 관련 애로사항
<표1-33> 스마트 팩토리 관련 현장 애로사항
<표1-34> 사이버 보안 세부 시장
<표1-35> 중점 표준화항목에 대한 연도별 특허출원 동향
<표1-36> 중점 표준화항목 구분
<표1-37> 중점 표준화항목에 대한 특허발행국별 특허출원 동향
<표1-38> 국내 상위 10개 출원인의 중점 표준화항목별 특허출원 동향
<표1-39> 글로벌 상위 20개 출원인의 중점 표준화항목별 특허출원 동향
<표1-40> 핵심적인 업무 관련 스킬
<표1-41> 산업별 스킬 수요
<표1-42> 2015년 MacCrory 연구에서의 직무 스킬 분류
<표1-43> 2014년 MacCrory 연구에서의 직무 스킬 분류
<표1-44> 연구별 스킬 셋 분류
<표1-45> 2010-2015 애플리케이션 그룹별 정부 지원 현황
<표1-46> 2010-2015 플랫폼 그룹별 정부 지원 현황
<표1-47> 2010-2015 플랫폼 그룹별 정부 지원 현황
<표1-48> 2016년 기준 표준화 관련 정부 지원 과제
<표1-49> 스마트 팩토리 보급·확산 사업
<표1-50> 스마트 팩토리 플랫폼 분야 중점 표준화 항목
<표1-51> 스마트 팩토리 연동 분야 중점 표준화 항목
<표1-52> 스마트 팩토리 서비스 분야 중점 표준화 항목
<표1-53> 스마트 팩토리 서비스 3D 프린팅 분야 중점 표준화 항목
<표1-54> 스마트 팩토리 중점 표준화 항목 및 대응 기구
<표1-55> 글로벌 스마트 팩토리 분야 주요 기업 동향
<표1-56> 국내 스마트 팩토리 분야 주요 기업 동향
<표1-57> 플랫폼 분야 글로벌 표준화 현황
<표1-58> 플랫폼 분야 글로벌 표준화 현황
<표1-59> 서비스 분야 글로벌 표준화 현황
<표1-60> ISO TC261가 정의하는 7가지 3D 프린팅 방식
<표1-61> 3D 프린팅 분야 글로벌 표준화 현황
<표1-62> 플랫폼 분야 국내 표준화 현황
<표1-63> 연동 분야 국내 표준화 현황
<표1-64> 서비스 분야 국내 표준화 현황
<표1-65> 3D 프린팅 분야 국내 표준화 현황
<표1-66> 센서 및 화상처리 기술 제품분류 관점 기술범위
<표1-67> 센서 및 화상처리 기술 공급망 관점 기술범위
<표1-68> 센서 및 화상처리 기술 분야 산업구조
<표1-69> 8대 핵심 스마트 센서 분야
<표1-70> 8대 스마트 센서 분야별 국내 기술개발 동향
<표1-71> 스마트 제조 애플리케이션 기술 제품분류 관점 기술범위
<표1-72> 스마트 제조 애플리케이션 기술 공급망 관점 기술범위
<표1-73> 연도별 주요국 생산인구 비중 전망
<표1-74> 스마트 제조 애플리케이션 기술 분야 산업구조
<표1-75> 스마트 공장 기반산업 중 솔루션 SW의 국내 공급사 기술 경쟁력
<표1-76> 스마트 제조 CPS 기술 제품분류 관점 기술범위
<표1-77> 스마트 제조 CPS 기술 공급망 관점 기술범위
<표1-78> 스마트 제조 CPS 기술 분야 산업구조
<표1-79> 미국 CPS 관련 기술개발 사례
<표1-80> ARTEMIS 주요 추진 과제
<표1-81> 인더스트리 4.0의 주요 R&D 프로젝트
<표1-82> 제조 빅데이터 분석 시스템 제품분류 관점 기술범위
<표1-83> 제조 빅데이터 분석 시스템 공급망 관점 기술범위
<표1-84> 제조 빅데이터 분석 시스템 분야 산업구조
<표1-85> 빅데이터 제품분류별 기업
<표1-86> 빅데이터 제품분류별 경쟁현황
<표1-87> 빅데이터 국내 기술 수준 평가
<표1-88> 글로벌 주요 빅데이터 연구개발 동향
<표1-89> 국내 빅데이터 주요 연구개발 동향
<표1-90> 분야별 고신뢰/저전력 네트워킹 활용 사례
<표1-91> IoT 구성요소별 보안 위협 및 보안 요구사항
<표1-92> 스마트 공장 구성의 3계층
<표1-93> 산업용 고신뢰/저전력 네트워킹 제품분류 관점 기술범위
<표1-94> OSI 층에 따른 IIoT 적용 기술
<표1-95> 산업용 무선통신 산업 트렌드
<표1-96> IoT 실현을 위한 필요 요소기술
<표1-97> 스마트공장 플랫폼 제품분류 관점 기술범위
<표1-98> 스마트 공장 플랫폼 분야 산업구조
<표1-99> 인더스트리 4.0과 플랫폼 인더스트리 4.0 비교
<표1-100> 스마트 제조의 평가항목 및 목표
<표1-101> 3D 프린팅 시스템 제품분류 관점 기술 범위
<표1-102> 3D 프린팅 시스템 공급망 관점 기술 범위
<표1-103> 3D 프린팅 제조 시스템 분야 산업구조
<표1-104> 과업 특화형 개인 AR/VR 디스플레이 도구 분야 세부 기술범위
<표1-105> AR/VR 서비스용 콘텐츠 분야 세부 기술범위
<표1-106> AR/VR 기술의 유망 응용분야

Ⅱ. 스마트 팩토리 생태계 핵심 산업 동향
<표2-1> 산업혁명의 특징과 생산방식
<표2-2> 마이크로소프트 산업용 사물인터넷 솔루션
<표2-3> 기간에 따른 출원인 국적별 기술기회 비교
<표2-4> 기간에 따른 분야별 기술기회 비교
<표2-5> 제조 IoT 분야 경쟁구조 및 출원인 국적별 점유율
<표2-6> 제조 IoT 분야 출원인 국적별 기술수준 비교
<표2-7> 유통 IoT 분야 경쟁구조 및 출원인 국적별 점유율
<표2-8> 유통 IoT 분야 출원인 국적별 기술수준 비교
<표2-9> 금융 IoT 분야 경쟁구조 및 출원인 국적별 점유율
<표2-10> 금융 IoT 분야 출원인 국적별 기술수준 비교
<표2-11> 데이터 모델링과 시뮬레이션 모델링 비교
<표2-12> 디지털 트윈 SW 플랫폼/솔루션 분류
<표2-13> 일본로봇협회 로봇산업 분류
<표2-14> IFR 로봇산업 정의
<표2-15> 한국표준산업분류 내 로봇산업 분류 현황
<표2-16> 과학기술분류상의 로봇산업 분류현황
<표2-17> 통계청 로봇산업 특수 분류 현황
<표2-18> 로봇 산업 분류 체계에 따른 로봇의 분류
<표2-19> 제조용 로봇 주요 품목
<표2-20> 산업 분야별 제조용 로봇 구분–자동차 산업
<표2-21> 산업 분야별 제조용 로봇 구분–조선 산업
<표2-22> 산업 분야별 제조용 로봇 구분–전기 및 전자 산업
<표2-23> 산업 분야별 제조용 로봇 구분–반도체, 디스플레이 산업
<표2-24> 제조용 로봇 산업구조
<표2-25> 연도별 글로벌 로봇 산업 매출액
<표2-26> 연도별 주요국 제조업용 로봇 시장규모
<표2-27> 글로벌 제조용 로봇 판매 전망
<표2-28> 로봇산업 인력(취업) 현황
<표2-29> 2014-2016 로봇 산업 매출현황 추이
<표2-30> 2014-2016 로봇 산업 생산현황 추이
<표2-31> 2014-2016 로봇 산업 수출현황 추이
<표2-32> 2014-2016 로봇 제품 국가별 수출현황 추이
<표2-33> 2014-2016 로봇 산업 수입현황 추이
<표2-34> 2014-2016 로봇 제품 국가별 수입현황 추이
<표2-35> 2016년 국내 로봇 산업 주요 지표

Ⅲ. 스마트 팩토리 시장 및 정책 동향
<표3-1> 1970-2013 주요국 GDP 대비 제조업 비중
<표3-2> 산업별 부가가치 증가율
<표3-3> 산업별 총요소생산성 증가율
<표3-4> 제조업 기술수준 평가
<표3-5> 제조업의 취약 기술 부문
<표3-6> 한국제조업의 국제경쟁력 유형별 산업수 및 무역수지 비중
<표3-7> 주요업종별 국제경쟁력 유형별 산업수 및 무역수지 비중
<표3-8> 중소 제조기업 주요지표 추이
<표3-9> 중소 제조기업 직종별 부족 인력
<표3-10> 중소 제조기업 직종별 부족인력 확보 애로사항
<표3-11> 중소기업 연도별 연구소 및 연구원 현황
<표3-12> 중소기업 R&D 투자 추이
<표3-13> 제조기업 R&D 활동에 따른 성과 평가
<표3-14> 제조기업의 유형별 혁신(활동)율
<표3-15> 제조기업의 공정혁신율 및 제품혁신율
<표3-16> 제조기업의 혁신 저해요인
<표3-17> 2013-2015정부 R&D예산 대비 중기 R&D예산 투자 추이
<표3-18> 국내 주요 스마트 팩토리 관련 기업 현황
<표3-19> 스마트 팩토리 분야 주요 플랫폼 현황
<표3-20> 세계 스마트 팩토리 요소기술별 시장전망
<표3-21> 미국 주요 스마트 팩토리 적용 현황
<표3-22> 독일 주요 스마트 팩토리 적용 현황
<표3-23> 일본 주요 스마트 팩토리 적용 현황
<표3-24> 제조업 유형별 스마트 팩토리 구축 방향
<표3-25> 스마트 팩토리 구축의 주요 모델
<표3-26> 2015 스마트제조 시범사업 중 스마트 팩토리/생산라인 사업
<표3-27> 2016 스마트제조 시범사업 중 스마트 팩토리/생산라인 사업
<표3-28> 2017 스마트제조 시범사업 중 스마트 팩토리/생산라인 사업
<표3-29> 지역별 스마트 팩토리 시장규모
<표3-30> 스마트 팩토리 구성요소
<표3-31> 산업용 네트워크 유형별 주요 기업
<표3-32> 중국 산업용 소프트웨어 시장규모 및 주요 기업
<표3-33> 한국 제조업의 혁신 패러다임 변화
<표3-34> 6개 과제별 관련 주요 주제
<표3-35> 세계경제포럼 선정 등대 공장 16곳
<표3-36> 산업별 IIoT 시장규모 전망
<표3-37> 2010-2016 쿠카의 매출 및 고용 변화
<표3-38> 2010-2016 하르팅의 매출 및 고용 변화
<표3-39> 2010-2016 비제바의 매출 및 고용 변화
<표3-40> 2010-2016 오토 보케의 매출 및 고용 변화
<표3-41> 2015-2020 15개국 직종별고용 전망
<표3-42> 2005-2016 주요국 GDP 대비 제조업 비중
<표3-43> AMP의 첨단제조 국가전략 수립에 대한 16대 권고사항
<표3-44> NNMI 기술성숙도(TRL) 및 제조성숙도(MRL) 단계
<표3-45> 기업 중심으로 설립된 기업연합
<표3-46> 빅데이터 연구개발을 위한 7대 핵심전략
<표3-47> it‘s OWL Industrie 4.0-Checks
<표3-48> 독일 하이테크전략 2020의 5대 중점분야 및 10대 미래프로젝트
<표3-49> 일본 4차 산업혁명 과년 주요 정책 추진경과
<표3-50> 화낙 FIELD system 참여기업별 기술 지원
<표3-51> 미쓰비시전기 엣지크로스 컨소시엄 참여기업별 기술 지원
<표3-52> 관민 전략 프로젝트 10 기대효과
<표3-53> 일본 지역특구의 종류 및 특성
<표3-54> 일본 고용구조 변화 전망
<표3-55> 분야별 대표적 IoT 비즈니스 모델
<표3-56> 일본기업의 타 업종간 협업사례
<표3-57> 중국의 제4차 산업혁명 관련 정책 추진현황
<표3-58> 스마트 제조 장비산업 12.5 발전계획에서 제시한 중점분야
<표3-59> 중국의 인공지능 발전 단계
<표3-60> 중국의 IoT 산업정책 추진경과
<표3-61> 중국이 주목하는 독일의 Industry 4.0 주요 목표
<표3-62> 스마트 팩토리 수준별 내용 및 구축 비중
<표3-63> 스마트 팩토리 기술분야별 선진국 대비 경쟁력
<표3-64> 우리나라의 4차 산업혁명 대응 정책 추진경과
<표3-65> 제조업 혁신 3.0 전략 세부 추진과제
<표3-66> 제4차 산업혁명에 대응한 지능정보사회 중장기 종합대책 주요 내용
<표3-67> 스마트 제조 지원 사업별 사업목표
<표3-68> 스마트 공장 단계별 정의 및 누적 보급률
<표3-69> 스마트 제조 지원사업별 사업기간 및 사업절차
<표3-70> 스마트제조 지원사업별 실제 사업기간
<표3-71> 스마트제조 지원사업별 모니터링 절차
<표3-72> 대기업 협력사 지원 및 일반 지원 성과 비교
<표3-73> 스마트 공장 수준 및 내용
<표3-74> 선진국 대비 스마트 팩토리 기술분야별 경쟁력
<표3-75> 국내외 스마트 공장 보급 확산 협업사례
<표3-76> 업종별 지원방안(예시)
<표3-77> 주요 기술개발 잠정 계획
<표3-78> 고도화 기술별 스마트공장 적용 모습
<표3-79> 주파수 활용분야 및 주요 내용
<표3-80> 스마트공장 확산 및 고도화 전략 추진계획
<표3-81> 클라우드형 보급사업
<표3-82> 빅데이터 분석 서비스
<표3-83> 신한은행-신용보증기금 스마트 공장 협약보증 대출 자금 용도
<표3-84> 신한은행-신용보증기금 스마트 공장 협약보증 대출 우대 내용
<표3-85> 우리은행-기술보증기금 스마트공장 협약보증 대출 우대 내용
<표3-86> 스마트공장 보급지원 특별온렌딩 융자조건
<표3-87> 투자이민펀드연계 스마트공장 우대 특별온렌딩 융자조건

그림 목차

Ⅰ. 제조업 혁신과 스마트 팩토리 실태
<그림1-1> 포드의 샌프란시스코 TechShop
<그림1-2> 지멘스 ‘Amberg Smart Digital Factory’
<그림1-3> 글로벌 제조업 비중 동향
<그림1-4> 주요국의 총부가가치 대비 제조업 비중 추이
<그림1-5> 공정소요시간(cycle time)의 구성
<그림1-6> 단계별 비용절감 효과 및 발생 비용
<그림1-7> 미국 러스트 벨트 지역 제조업 종사자 수 동향
<그림1-8> 국내·외 3D 프린팅용 금속 소재 시장규모
<그림1-9> 스마트 팩토리 개념도
<그림1-10> 생산방식의 발전
<그림1-11> 스마트팩토리의 구성
<그림1-12> 스마트 공장 요소기술에 대한 국내 수준
<그림1-13> 스마트 공장 고도화 전략 및 우선지원 분야 설문조사 결과
<그림1-14> 민간의 스마트 공장 자체 도입 의지
<그림1-15> 스마트 공장 도입 시 기대효과
<그림1-16> 스마트 공장 보급 확산 주체
<그림1-17> 스마트 공장 보급 확산 홍보방안
<그림1-18> 스마트 공장 보급 후 관리인력 지원방안
<그림1-19> 스마트 공장 보급 확산이 필요한 업종
<그림1-20> 스마트 공장 기술 표준화의 추진 방향
<그림1-21> LG산전 스마트 팩토리 설비 현황
<그림1-22> 스마트 팩토리 활용 및 운영 수준
<그림1-23> 디지털 기술 인지 수준 및 대응 수준
<그림1-24> 정부지원 수혜 여부 및 문제점
<그림1-25> 디지털 기술 대응 미흡 요인 및 추진과제
<그림1-26> 사이버물리시스템(CPS) 개념도
<그림1-27> 사이버물리시스템(CPS) 핵심 기술
<그림1-28> 사이버물리시스템(CPS) 아키텍처
<그림1-29> 사이버물리시스템(CPS) 시장 규모
<그림1-30> 로보틱스 기술의 발전 단계
<그림1-31> 국내외 산업용 로봇 판매 동향
<그림1-32> 3D 프린팅 시장 규모
<그림1-33> 전통적 아키텍처와 포그 컴퓨팅(Fog Computing) 아키텍처의 비교
<그림1-34> 글로벌 사이버 보안 시장 규모
<그림1-35> 특허발행국 출원년도별 특허출원 동향
<그림1-36> 중점 표준화항목 출원년도별 특허출원 동향
<그림1-37> 직업에 필요한 상위 25% 스킬 개수
<그림1-38> 2006-2014 평균 스킬 요소 변화
<그림1-39> EU SASAM의 표준화 추진전략
<그림1-40> 빅데이터 분야별 국내 공급기업 기술수준 평가

Ⅱ. 스마트 팩토리 생태계 핵심 산업 동향
<그림2-1> PRM 모델과 IIoT
<그림2-2> GE 산업용 사물인터넷 플랫폼 Predix 구조
<그림2-3> AWS Greengrass 개념도
<그림2-4> Azure IoT Edge 개념도
<그림2-5> Azure Sphere 개념도
<그림2-6> 5G 통신의 3가지 필수 유형
<그림2-7> ITU-R에서 선정한 5G 핵심 지표
<그림2-8> 5G 표준화와 전개 일정
<그림2-9> 사이버물리시스템(CPS) 개념도
<그림2-10> 시스템 모델 및 시뮬레이션 개념
<그림2-11> 디지털 트윈 시장 전망
<그림2-12> CPS와 스마트 팩토리 설계, 운영 개념
<그림2-13> CPS 기반 지능형 스마트 팩토리 설계 및 운영
<그림2-14> 산업용 로봇과 협동로봇 성장 전망 비교

Ⅲ. 스마트 팩토리 시장 및 정책 동향
<그림3-1> 글로벌 스마트 팩토리 기술 및 시장 전망
<그림3-2> 글로벌 스마트 팩토리 시장 규모 전망
<그림3-3> 국내 스마트 팩토리 시장 규모 전망
<그림3-4> 독일 지멘스 암베르크 공장
<그림3-5> 화낙 자가학습로봇
<그림3-6> 미래 제조업을 선도하는 ‘등대 공장’ 16곳
<그림3-7> 아마존 물류센터 ‘키바(Kiva)’와 ‘로보스토우(robo-stow)’
<그림3-8> OECD 국가별 자동화 위험에 처한 노동자 비중
<그림3-9> 주요국의 탈동조화와 소득분배
<그림3-10> SyNAPSE 프로젝트 로드맵
<그림3-11> 독일 생산가능인구 비중
<그림3-12> 일본정부가 제시한 IIoT 플랫폼 연계 방안
<그림3-13> 히타치제작소 Data Profile 표준화 사업 예시
<그림3-14> 중국 주요기업 인공지능 R&D 투자규모
<그림3-15> 중국 주요기업 R&D 인력 규모
<그림3-16> 4차 산업혁명위원회의 정책추진 기본방향
<그림3-17> 수요기업의 스마트 제조 분야별 수요
<그림3-18> 민관합동 스마트 공장 추진단 공급기업 스마트 제조 주요 분야

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.
('머리말' 중에서)