독일 제4차 산업혁명 접근법

기사입력 2016.06.01 15:35
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  2011년 11월 독일정부에 의한 고도기술전략 “High Tech Strategy 2020 Action Plan” 이니시어티브로서 정보통신기술 분야의 통합을 지향하는 전략 ‘Industrie4.0’이 채택되었다. ‘Industrie4.0’ 전략이란 “사물과 서비스 인터넷(Internet of Things and Services)”의 제조 및 서비스 프로세스로의 총체적 적용이다[8]. 다시 말해 산업기계, 물류ㆍ생산설비의 네트워크화, 기계끼리의 통신에 의한 생산조정의 자동화 등이 실현되고, 센서 기술에 의해 제조 중인 제품까지 개별로 인식하여 현재의 상태는 물론 완성까지의 제조 프로세스를 한 눈에 파악하고자 한다.

  (그림 3)은 제4 차 산업혁명으로서의 인더스트리 4.0 의 핵심개념을 설명하고 있다. 제1 차 산업혁명이 증기기관과 기계, 제 2 차 산업혁명이 전기와 대량생산방식의 발명, 제 3차 산업혁명은 컴퓨터와 자동화 기술에 의해 각각 파생된다. Industrie 4.0 은 이러한 관점의 연장선상에서 앞으로는 IoT/CPS 등에 의해 현실 시스템과 사이버 시스템 간의 경계가 사라지면서 자원조달에서 설계ㆍ생산ㆍ유통ㆍ서비스까지 기업의 공급사슬 전체과정을 연결하는 제4 차 산업혁명시대가 도래할 것으로 판단한다.

  독일의 제4 차 산업혁명의 접근법 또한 미국과 같이 3 가지로 요약될 수 있다. ① 독일의 대기업과 방대한 중소ㆍ중견기업이 협업하는 제조업 생태계를 최대한 활용한다. ② IoT 와 CPS 로 기계와 종업원 그리고 공장과 소비자, 연구개발자 전체를 최적으로 연결하여 독일 제조업의 근본적인 혁신을 구현한다. ③ 이 과정에서 제품개발, 생산공정 관리의 효율화 및 공급망의 최적화를 통해 다품종 적량생산 시스템을 구축하고, 동 플랫폼을 전세계로 확산하여 표준화를 확보한다.

  이러한 제 4 차 산업혁명으로서의 독일의 인더스트리 4.0 을 실현하기 위해 2012 년 1월에 독일공학 아케데미(AcaTeck), Bosch 등을 중심으로 “Industrie 4.0 작업그룹”을 발족시켰으며, 동 작업 그룹은 동년 10월에 “Industrie 4.0실현을 위한 권고”를 발표했다. 동시에 이 권고에 담겨진 8개 우선 분야에 대한 대처를 위해 주요 기업계로 구성된 “Industrie 4.0 플랫폼”이 설립되었다.

  동 플랫폼은 독일 산업계 주요 3 단체인 독일 정보기술ㆍ통신ㆍ뉴미디어 산업연합회(BITKOM), 독일기계공업연맹(VDMA), 독일전기ㆍ전자공업연맹(ZVEI)을 사무국으로 하여 “Industrie 4.0 실현을 위한 권고”를 토대로 연구개발 로드맵 등을 작성하고 있다.

한편, 이러한 도전적 구상에 대해 전기ㆍ전자 메이커인 지멘스와 자동차의 폭스바겐 등 독일을 대표하는 기업ㆍ대학ㆍ연구기관이 가세하면서 범국가적 프로젝트로 발전하게 되었다. 특히, 지멘스는 독일 남부의 소도시 암베르크에 이전의 공장을 실험적으로 개조하여 ‘Industrie 4.0’을 외부 방문자와 보도 관계자들에게 공개하면서 큰 반응을 일으켰다.암베르크의 모델 공장에서는 다음과 같은 현장을 목격할 수 있다[10].

① 제조라인에 있는 반제품이 “자신은 어떤 부품이 부족한지”를 제조 장치에 알린다.
② 제조 장치는 즉시 부품을 찾아서 그 반제품에 조립한다.
③ 혹은 반제품이 “자신은 앞으로 어떤 공정에서 어떤 작업을 해야 하는지”를 제조 장치에 알리면, 장치가 그 지시대로 최종 제품을 완성시킨다.

  (그림 4)와 같이 독일의 인더스트리 4.0 의 지향목표는 규격화 제품뿐만 아니라, 고객 주문형 상품도 대량생산할 수 있는 21 세기 글로벌 생산시스템을 지향한다. 현 단계의 암베르크 모델은 시범적으로 보여주고 있지만, 2020 년경에는 독일 제조업 전체가 스마트 공장으로 초연결된 거대 플랫폼 생태계로 이행한다는 목표를 제시하고 있다.

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  또한, 독일정부는 2025 년을 최종목표로 인더스트리 4.0 을 통해 50 억 명의 시장환경을 실시간으로 파악하고, IT 를 기반으로 50 억 명의 개발역량이 협업으로 동원될 수 있게 함으로서 언제, 어디서나 생산할 수 있는 유비쿼터스 맞춤형 적량ㆍ대량 생산(mass customization)으로 가는 로드맵을 구축하고 있다[11].

  이처럼 Industrie 4.0 이 지향하는 목표는 전국 공장을 거대 단일 가상공장 환경으로 만들어 그 가동상황을 실시간으로 파악하고, 부품 등의 수요의 정확한 예측을 통해 국가단위로 대량수요를 발생시키는데 있다. 이는 자국 제조업의 수출 경쟁력을 강화하고 독일의 생산기술로 세계의 공장을 석권하겠다는 21 세기 제조업 플랫폼 선도전략이기도 하다. 플랫폼을 기반으로 통신규격의 국제표준화를 지향하며, 공급체인과 고객 간에 데이터를 실시간으로 공유하고, 설비 가동률의 평준화, 다품종 변량생산, 이상의 조기발견, 수요 예측이 가능한 21 세기 공장 생태계를 완성시키고자 한다.
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