[CSF로 초연결 공장 실현한다] 대한민국, CSF로 제조업 강국 된다

2014.11.27 14:55:42

정부 ‘CSF 기본 계획안’ 발표…2020년까지 1500개 기업 적용


국내 제조업계가 세계 스마트 팩토리 시장을 둘러싼 패권 경쟁에서 살아남을 수 있을까?
그 해답은 미래창조과학부가 최근 발표한 ‘CSF 기본 계획안’에서 찾을 수 있다.
이 계획안에 따르면, 2020년까지 세계 최고의 ICT 기술을 생산 현장에 전면적으로 활용하여
CSF(Connected Smart Factory) 플랫폼 산업을 육성하고, 초연결을 통한 제조업 경쟁력 강화와
신산업을 창출하는 데 종합 전략 수립의 목표를 두고 있다. 정부의 ‘CSF 기본 계획안’ 내용을 소개한다.



왜 CSF인가?


제조업이 생산, 고용 등 국가경제의 중추 역할을 담당하면서 재조명되고 있다. 우리나라의 경우 금융위기 직후 제조업의 GDP 성장 기여율이 60%에 달하는 등 경기 회복에 결정적인 역할을 했다.
GDP 대비 제조업 비중이 20% 이상인 중국과 독일의 경우도 일본(19%)·미국(13%)·영국(12%)에 비해 금융위기 이후 빠른 회복세를 나타냈다. 제조업은 위기극복의 버팀목이 되곤 했다.
시장 환경 또한 급변하고 있다. 소비자의 요구가 지속적으로 다양화되면서 제품의 출시 주기가 점차 빨라지고 있고, 근로환경 개선과 생산성 증대 요구 급증으로 ICT와 제조의 융합은 더 이상 미룰 수 없게 됐다. 또한, 기술도 IoT, 3D 프린팅, 빅데이터, CPS(Cy-ber- Physical Systems) 등 제조업에 적용 가능한 최신 기술들이 등장하고 있다.
그러나 ICT 기술과 제조의 융합만으로는 하드웨어에서 IoT·CPS·빅데이터 등 소프트웨어 중심으로 빠르게 변화하고 있는 시장 환경을 충족할 수 없으며, 제조업은 이미 초연결 제조생태계에 들어와 있다.
특히 제조기업의 스마트 팩토리 플랫폼 기술은 유럽, 미국 등 글로벌 기업이 점유하고 있어 스마트 팩토리가 확산될수록 기술 해외 의존도는 더욱 심화될 수밖에 없다.
이러한 시장 환경에서 국내 제조업의 경쟁력을 높이기 위해 미래창조과학부는 ‘CSF 기본 계획안’을 수립했다. CSF(Connected Smart Factory)는 고객 주문·설비 고장 등 외부 환경 변화에 공장 내 기기들이 즉각 반응하여 자율적으로 최적 솔루션을 제안하는 사이버 물리 시스템(CPS) 기반 지능형 생산 공간으로, 기존 스마트 팩토리를 업그레이드한 개념이다.


▲ ‌정보통신기술진흥센터 박현제 스마트서비스 CP가 지난 10월 29일 정보통신산업진흥원 5층 대회의 실에서 ‘CSF 기본계획안’을 설명하고 있다.


스마트 팩토리 매년 8% 성장


세계 시장 분석기관인 마켓앤드마켓에 따르면, 스마트 팩토리 세계 시장 규모는 매년 8% 성장하여 2022년에는 2,350억 달러에 이를 전망이다. 특히 중국이 산업 자동화 요구가 확대됨에 따라 아시아 시장에서 성장이 두드러지고 있으며, 2016년 유럽, 2019년 미주시장을 추월할 것으로 예상된다.
제조업 주요국 간 ICT 기반을 활용한 제조업 부흥 패권 경쟁도 치열하다. 독일은 국가 경쟁력 유지를 위한 범부처 전략인 ‘하이테크 비전 2020’에 에너지·통신 등 핵심 미래기술과 함께 인더스트리 4.0 항목을 추가했고, 민간 기관인 인공지능연구센터(DFKI)의 주도 아래 세계 최초로 산·학·연·관 협력으로 ‘스마트 팩토리’를 실현할 수 있는 시스템을 개발하여 시험·실증 수행 중이다.
미국은 제조업 혁신 역량을 제고할 수 있는 ‘첨단제조업 강화 전략’을, 일본은 ‘산업재흥플랜’, 중국은 ‘12.5 신흥전략 발전규획’을 발표하며 제조업 경쟁력 강화에 나서고 있다.


국내 제조 기술은 위기


그러면 우리나라 기술 현황은 어떠한가? 우리나라는 중저가 장비 위주의 개발로 지능형 생산 장비와 패키지 시스템 기술이 부족하여, 제조기업의 스마트 팩토리 플랫폼 기술은 해외 기업에 높게 의존하고 있다.
2013년 기준 세계 스마트 팩토리 시장 점유율을 보면, 지멘스(독일) 15%, 로크웰 오토메이션(미국) 11%, ABB         (스위스) 11%, 에머슨(미국) 9%, 미쓰비시(일본) 7% 등으로 유럽·미국·일본 기업이 글로벌 시장의 대부분을 차지하고 있다.
제조라인 구축 또한 대부분 해외 전문가에 의한 턴키방식으로 진행되며, 해외업체로부터 패키지 형태로 수입하는 실정이다. 예를 들어 국내 제조업체인 H사의 경우, 최근 시뮬레이션 기술을 전량 외산으로 도입했다. 이 업체가 사용하는 설계도구(CAD)는 다쏘 시스템(프랑스)의 CATIA 제품으로, 매년 솔루션에 대한 라이선스 비용과 업그레이드에 필요한 비용을 지불한다. 협력업체들도 이 제품을 사용해야하므로 같은 지불 절차를 밟고 있다.
또한, 국내 제조업체들은 소프트웨어 중심, 초연결 제조생태계로의 패러다임 변화에 대한 대처가 미흡하여 향후 ICT 융합형 제조의 핵심 경쟁력에서 밀릴 위기에 처해 있다. 우리나라 기술은 산업용 제어기기 등 장비 개발에 국한되어 있고, 기반 소프트웨어 등의 기술도 개별적으로 개발되어 초연결 통합기술은 전무한 편이다.
그 외에도 첨단 ICT 제조업 적용을 위해서는 기술검증, 현장 적용 등을 위한 테스트베드가 필요하나 국내의 대응은 다소 미비하며, 전문 인력 양성과 표준 선점을 위한 대응도 미흡한 상황이다.


CSF의 비전과 목표


CSF 기본 계획의 최종 목표는 스마트 팩토리의 초연결을 통한 제조업 경쟁력 강화와 신산업 창출이다. 이를 위해 미래창조과학부는 2020년까지 CSF 창조 경제 인프라 구축, CSF 핵심 기술 경쟁력 확보, CSF 12,000개 일자리 창출, 1,500개 팩토리 적용과 50개 CSF 히든 챔피언 육성을 목표로 중점 과제와 로드맵을 수립했다.
추진 전략으로는 초연결성, 서비스화, 지능화, 인간중심, 친환경 부합 여부를 최우선 고려하여 CSF 핵심 기술 개발과 기술 검증 및 기반 조성을 위한 중점 과제를 선정했다. 우선 CSF 핵심 기술은 CSF 응용 서비스, CSF 소프트웨어 플랫폼, 스마트 디바이스, 네트워크의 4대 기술로 구분하여 조기 개발을 해나가기로 했다.
핵심 4대 기술을 더 세분화하면, CSF 응용 서비스는 개인화 생산을 위한 개방형 마이크로 팩토리 서비스 기술, 증강현실 기반 작업자 지원 기술, 빅데이터 기반 산업안전 관리 기술, 서비스 에이전트 기반 생산 최저화 서비스 기술이 포함된다.
CSF 소프트웨어 플랫폼에는 빅데이터 기반 개방형 제조 서비스 클라우드 플랫폼 기술, CSF 기반 스마트 제조 플랫폼 기술, IoT 기반 플랫폼 기술이 이에 해당된다.
그리고 스마트 디바이스 및 네트워크에는 스마트 소셜 디바이스 소프트웨어 엔진 기술, 고신뢰 무선통신 스마트 제조 다바이스 기술, 공장 이기종 무선통신 통합 게이트웨이, 공정·공장 모니터링 복합 센싱 모듈이 포함된다.
R&D 로드맵은 1단계 2015년~2017년, 2단계 2018년~2020년으로 단계별 추진된다. 1단계에서는 ICT 기반 스마트 팩토리 개발을 목표로, 개방형 마이크로팩토리 서비스, 사용자 맞춤형 가상제조 서비스, 정책 기반 스마트 팩토리 자율제어 서비스를 구현할 계획이다.
2단계에서는 ICT 기반 스마트 팩토리 고도화와 보급 확산을 목표로, 지능생산 연결형 스마트팩토리 서비스, 협업형 제조·서비스 융합 PLC 지원 서비스, 스마트 팩토리 실시간 자율감시제어 서비스를 확대해 나갈 예정이다.
초연결 제조 생태계 조성을 위한 테스트베드 구축도 추진된다. 이를 위해 1단계로 핵심 기술 확보를 통한 CSF 플랫폼을 활성화하고, 2단계로는 확보된 기술의 상용화와 보급 및 확산해 나갈 계획이다.


표 1. 세계 지역별 스마트 팩토리 시장 규모 전망  (*단위 : 십억불)


테스트베드 단계별 세부적인 추진 내용을 보면, 1-1단계는 Lab. 규모 하이브리드 테스트베드를 구축하여 조립산업과 프로세스산업의 특성을 반영한 테스트베드 1.0 구축, 1-2단계는 공정·장비·R&D 기술개발 결과를 반영하여 테스트베드를 확장하고 모델 팩토리 기반을 마련하는 테스트베드 2.0 구축, 1-3단계는 검증된 국산화 기술을 적용할 수 있는 테스트베드 구축과 실제 수요산업의 VOC가 반영된 테스트베드를 구축하는 테스트베드 3.0 구축이 포함되어 있다. 1단계를 통해 초연결 기술, 지능화 기술, 안전 기술, 인간 중심 기술, 서비스 기술, 친환경 기술의 6대 CSF 핵심 기술을 확보한다는 전략이다.
2단계에서는 부가가치가 높은 미래 신산업과 전통 제조라인의 융합 및 CSF화하는 테스트베드 4.0 구축을 추진할 예정이다.
인력 양성을 위해서는 기존 대학 중심, 산업체 주도, 연구소 주관의 인력 양성 프로그램에서 문제 해결 중심의 산·학·연 연계 인력 양성 프로그램으로 운영할 계획이다. 또한, 웹 기반 지속적 학습과 재교육을 병행함으로써 창조융합형 인재를 배출해 나갈 예정이다.
그 외에도 CSF 시스템 구성 요소들의 상호 연동과 시장 확대를 위해 국제 표준화를 추진하고 국제 협력 개발을 통해 선진 기술을 획득해 나갈 계획이다.


CSF 기대 효과


CSF 확산은 곧 제조 강국으로의 체질 개선을 의미한다. 따라서 CSF를 적용하게 되면 ICT 융합 제조업의 국가 경제적 부가가치 비중이 20%까지 증가하고, 국내 제조업 및 서비스업 노동생산성의 향상을 기대할 수 있다.
또한, CSF 플랫폼 육성을 통해 현재 해외업체에 의존하고 있는 스마트 팩토리 플랫폼 수입을 CSF 플랫폼으로 대체할 수 있게 되고, 나아가 해외 CSF 구축에 적극 활용되어 수출 증대에도 기여하게 된다.
미래창조과학부는 2020년 국내 스마트 팩토리 시장의 3% 점유율 달성 시 약 1,300억 원 수입 대체 효과가 있고, 중국 스마트 팩토리 시장의 3%를 점유하게 되면 약 1조 원 규모의 수출을 달성할 수 있을 것으로 예측했다.
뿐만 아니라 한국형 CSF 플랫폼 구축과 설비 고장 및 유지보수 등에도 민첩한 대응이 가능해진다. 


임근난 기자 (fa@hellot.net)


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