인더스트리 4.0시대 스마트 팩토리 주요 핵심기술별 구축방안 실태분석

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제조사: 지식산업정보원

규격: 760쪽

ISBN: 979-11-5862-070-7 (93500)

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4차 산업혁명은 ʼ16년 다보스 포럼에서 논의의 중심으로 등장한 이래 인류가 경험할 새로운 사회에 대한 키워드로 부상하였다. 그 등장 배경에는 ICT의 비약적인 발전에 기인한 초연결, 초지능화의 혁신도 있지만, 제조업의 위기로 인한 경기 불황, 고용 한계를 극복하고자 하는 산업적 요구도 함께 존재한다. 이러한 산업 혁신은 독일의 인더스트리 4.0(Industrie 4.0) 전략을 선두로 구체화되고 있는데, 그 핵심은 IoT(사물인터넷), CPS(사이버물리시스템), 인공지능, 센서 등을 통해 제조 전주기를 고도화 하는 스마트 팩토리(Smart Factory)의 구현이라 할 수 있다. 

 

 

 

  산업통상자원부는 스마트 팩토리를 ‘ICT기술을 활용해 제조업의 모든 가치사슬 요소를 효율화하여 고객맞춤형 제품을 생산하는 공장’으로 정의하고 ‘제조업 혁신 3.0’, ‘스마트 제조혁신 비전 2025’ 등을 추진하여 스마트 팩토리 보급에 참여한 기업들의 생산성이 23% 개선되는 등 일정한 성과를 내고 있다. 또한 우리나라의 스마트 팩토리는 극대화된 자동화를 넘어 보편적 지능화, 연결화, 서비스화를 구현하여 제조업의 부가가치를 혁신해야 한다. 스마트 팩토리 지원이 국내 중소기업의 단기적-단순자동화 증진에 그치지 않기 위해서는 중장기적 관점에서의 스마트화 역량 제고 방안이 요구된다. 스마트 팩토리의 궁극적 지향점은 고객 중심의 패러다임과 기업의 부가가치 제고이며, 이러한 혁신이 4차 산업혁명 시대에 우리나라 글로벌 제조 경쟁력 확보의 기반이 될 것이다.

 

 

 

 이에 본원 R&D정보센터에서는 스마트 제조/팩토리 산업 분야 원천기술 개발 확보를 통한 글로벌 경쟁력 강화에 도움이 되고자 관련기관들의 분석 정보자료를 토대로 일목요연하게 정리하여 「인더스트리 4.0시대 스마트 팩토리 주요 핵심기술별 구축방안 실태분석」을 발간하였다. 본서에서는 스마트 제조/팩토리 산업 분야에서 크게 주목받고 있는 산업용 사물인터넷(IIoT), 3D프린팅, 산업용 로봇, 센서, CPS, 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅 산업의 기술 및 시장전망과 생산사례, 산업동향을 수록, 학계·연구기관 및 관련 산업분야 종사자 여러분들에게 다소나마 유익한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다.

 

 

 

제 1편  4차 산업혁명과 스마트 제조/팩토리 산업
제 1장 제조업 4차 산업혁명 스마트 제조를 위한 핵심기반 기술과 발전방안
1. 4차 산업혁명의 스마트 제조 영향과 시사점
1) 4차 산업혁명이 주요 산업에 영향 경로
(1) 4차 산업혁명의 정의와 핵심 범용기술
가. 4차 산업혁명의 의의
나. 핵심 범용기술
(2) 4차 산업혁명과 산업 관점에서의 의미
가. 제조업 차원의 의미
나. 기업 차원의 의미
다. 4차 산업혁명의 확산조건
2) 한국 제조업의 4차 산업혁명 대응 현황과 평가
(1) 4차 산업혁명 핵심기술의 활용 수준
(2) 4차 산업혁명 주요 핵심기술이 가치사슬에 미치는 영향
(3) 생산제품에 미치는 영향
(4) 제조·공정에 미치는 영향
(5) 4차 산업혁명에 대한 국내 산업의 대응 수준
3) 주요 이슈 및 정책적 시사점
(1) 경쟁원천의 변화
(2) 비즈니스 방식의 변화
(3) 산업구조의 변화
(4) 기술적 가능성과 현실화의 시차
(5) 정책적 시사점
2. 제4차 산업혁명과 스마트 제조업 플랫폼 기술전략
1) 제4차 산업혁명과 제조 엔지니어링소프트웨어 활용 현황
(1) 제조 패러다임의 변화
가. 제품 패러다임의 변화와 파급효과
나. 컴퓨터를 활용한 생산방식의 보편화
다. 가치사슬의 정교화와 가치곡선
⒜ 제품설계에서의 가치창출
⒝ 공정설계에서의 가치창출
(2) 국내 제조엔지니어링의 현황과 한계
가. 중소기업 위주의 국내 제조엔지니어링 서비스
나. 2006년을 기점으로 활발해진 제조엔지니어링 업체의 설립
다. 매출규모와 영업이익 규모의 지속적 증가
라. 제조엔지니어링에 대한 인식은 여전히 미흡
(3) 정책과제
2) 제조업의 기술 활용 플랫폼 전략
(1) 21세기 부의 원천 플랫폼(Platform)
(2) 플랫폼과 플랫폼사업
(3) 원천기술 보유사의 플랫폼사업 유형
(4) 제조업 플랫폼 사례 : 자동차산업, 철강산업
(5) 원천기술 보유사의 플랫폼사업 성공전략
3. 스마트 제조업 발전 방안과 연구 현황
1) 스마트 제조업 경쟁력 분석
2) 스마트 제조 산업별 현황 분석
(1) 센싱 및 계측장비 제조업
가. 산업 개요
나. 관련 예시
다. 시장 동향
라. 수요 동향
마. 산업 동향
바. 산업 경쟁력
(2) 통신 및 제어장비 제조업
가. 산업 개요
나. 관련 예시
다. 시장 동향
라. 수요 동향
라. 산업 동향
마. 산업 경쟁력
(3) 스마트 운송장비 제조업
가. 산업 개요
나. 관련 예시
다. 시장 동향
라. 수요 동향
마. 산업 동향
바. 산업 경쟁력
사. 소결
(4) 산업용 로봇 및 기기 제조업
가. 산업 개요
나. 관련 예시
다. 시장 동향
라. 수요 동향
마. 산업 동향
바. 산업 경쟁력
(5) 지능형 작업 보조기기 제조업
가. 산업 개요
나. 관련 예시
다. 시장 동향
라. 수요 동향
마. 산업 동향
바. 산업 경쟁력
(6) 공정 소프트웨어 개발 및 공급업
가. 산업 개요
나. 관련 예시
다. 시장 동향
라. 수요 동향
마. 산업 동향
바. 산업 경쟁력
(7) 지능형 정보서비스 공급업
가. 산업 개요
나. 관련 예시
다. 시장 동향
라. 수요 동향
마. 산업 동향
바. 산업 경쟁력
사. 소결
3) 스마트 제조 산업 발전 방안
(1) 산업 발전방향 관련 기존 문헌 연구
가. 기존 문헌 조사
나. 문헌 주제별 동향 분석
(2) 발전 방안 도출 과정
(3) 거시 산업 환경 분석
(4) 거시 산업 환경 변화에 따른 제조업의 영향
(5) 스마트 제조 산업 발전 지원 전략
(6) 세부 관점별 스마트 제조 산업 발전 방안
(7) 스마트 제조 산업 발전 지원 전략과 발전 방안 연계 관계
(8) 스마트제조 10대 기술 관점별 발전 방안
4. 제4차 산업혁명과 스마트팩토리 혁신 현황
1) 제4차 산업혁명 시대 도래
(1) 제4차 산업혁명은 진정한 스마트시대의 도래를 의미
(2) 제4차 산업혁명인 스마트시대 도래로 스마트팩토리 성장세 가속화
가. 제4차 산업혁명의 기술 집합체 스마트팩토리
나. 스마트팩토리 각국 정부가 중점적으로 추진 중
다. 스마트팩토리 시장 성장하에서 수혜 기업에 주목해야 할 듯
2) 제조업 혁신과 스마트팩토리 현황
(1) 주요 현황
(2) 인공지능을 통한 돌파구
가. 설비 예방정비
나. 공정 간 연계제어
다. 전문가 공정제어
마. 로봇 자동화
(3) 스마트팩토리 도입 시 주요 이슈
가. 스마트팩토리, 산업별 어떤 차이가 있나?
나. Connected Factory, 얼마나 연결할 것인가?
다. 운영모듈(MRP/MES/SCM), 조업 데이터와 연계 필요한가?
3) 플랫폼으로 진화하는 스마트팩토리
(1) 플랫폼 중심으로 변모하는 스마트팩토리
(2) 글로벌 투자전략: 플랫폼 & 로봇 업체 주목
가. 2017년부터 스마트팩토리 산업 대표 업체 실적 개선 예상
나. 산업 IoT 플랫폼 선도 업체 Siemens와 GE, 산업용 로봇의 강자 Kuka와 Fanuc
다. 산업용 로봇의 강자 Kuka와 Fanuc
(3) 플랫폼으로 진화하는 스마트팩토리
가. 플랫폼으로 진화 중
나. 지멘스와 GE의 플랫폼 전략
⒜ 지멘스: 마인드스피어
⒝ GE: 프레딕스와 디지털 트윈
5. 제4차 산업혁명시대의 스마트팩토리 정책 수립과 방향
1) 제4차 산업혁명시대의 주요국 정책 현황
(1) 우리나라의 제4차 산업혁명 정책 수립 방향
가. 제4차 산업혁명 정책 목표
⒜ 연구 배경
⒝ 연구 방법
나. 우리나라의 제4차 산업혁명 정책 수립 방향
(2) 미국·독일·일본의 제4차 산업혁명 정책 현황
가. 미국, 독일, 일본의 제4차 산업혁명 관련 정책 동향
⒜ 미국 : 첨단 제조방식(Advanced Manufacturing; AM) 정책
⒝ 독일
⒞ 일본 :「일본재흥전략 (현재 미래투자전략)」과 「신산업 구조 비전」
나. 미국·독일·일본의 제4차 산업혁명 관련 정책 비교
2) 국내외 스마트팩토리 정책 현황
(1) 한국 스마트팩토리 정책동향
가. 정부의 스마트팩토리 정책과 진단
나. 스마트 공장의 보급 및 확산 전략
다. 스마트 공장 정책의 진단
라. 스마트팩토리, 디지털화 등 신성장 산업과의 융합 지원
(2) 국외 스마트팩토리 정책동향
가. 독일
나. 미국
다. 일본
라. 중국
제2장 스마트팩토리 시장 분석과 핵심기반 기술/정책/지원방안 현황
1. 스마트팩토리 산업 이슈 및 전망
1) 스마트팩토리 산업 개요
(1) 개화기를 맞이한 스마트팩토리
(2) 스마트팩토리 개요와 필요성
가. 스마트팩토리의 개요: 기존 자동화 공정 + ICT 기술
나. 스마트팩토리의 키워드: 센싱, 네트워킹, 실시간, 효율성 향상
다. 위기를 기회로 만드는 스마트 팩토리
라. 스마트 팩토리의 필요성 확대
(3) 스마트팩토리 구성 요소와 운영
가. 스마트팩토리가 구현 가능하도록 하는 요소 기술
나. 어플리케이션
다. 플랫폼
라. 디바이스
마. 어플리케이션-플랫폼-디바이스의 스마트팩토리 운영 흐름
2) 스마트팩토리 산업이슈 현황
(1) 산업이슈
가. 스마트팩토리의 필수 기술인 센서 시장 주목
나. 산업인터넷(IoT)은 제조 혁신의 핵심으로 부상
다. 제조업의 서비스화(개방형 제조서비스) 확산
(2) 핵심 플레이어 동향
가. 해외 업체 현황
나. 국내 업체 현황
3) 스마트팩토리 시장동향과 전망
(1) 해외 시장동향 분석
가. PLC 및 PAC
나. 산업용 이더넷
다. 산업용 무선 통신
(2) 국내 시장동향 분석
(3) 중소기업 시장대응전략
가. 중소기업 전략제품
⒜ 중소기업 기술수요
⒝ 중소기업 전략제품
나. 중소기업 시장대응전략
(4) 중소기업 스마트팩토리 추진전략
가. 수요산업 대상 제언
나. 공급산업 대상 제언
2. 국내외 스마트팩토리 산업과 정책 현황
1) 주요국 스마트팩토리 추진동향 및 구축사례
(1) 해외 스마트팩토리 공급/수요 현황
가. 스마트팩토리 공급기업 현황
⒜ (독일) Industry 4.0 & SmartFactoryKL
⒝ (독일) Learning Factory
⒞ (독일) Fraunhofer MOEZ
⒟ (일본) 미쓰비시
나. 스마트팩토리 수요기업 스마트化 현황
⒜ RioTinto
⒝ GE
⒞ ZARA
(2) 한국형 스마트팩토리 추진전략 및 구축사례
가. 공급산업 육성전략 및 사례
나. 수요산업 육성전략 및 사례
2) 미국/독일/일본의 스마트팩토리 산업 전략
(1) 국가간 스마트팩토리 경쟁 본격화
(2) 3국 3색의 스마트 팩토리 전략
가. 국가별 제조업 특성과 강점 역량
나. 추진 주체
다. 표준화 전략
라. 전략 방향
마. 인간에 대한 관점
(3) 독일 : 21세기형 생산체제 구축
가. 컨베이어 벨트의 제거
나. 장비, 공장, 기업간 연결
다. 가상과 현실의 결합
라. 인간과 기계의 협업
마. 다품종 소량 생산 체제의 추구
(4) 미국 : 새로운 사업모델 창출 추구
가. 당장 확보 가능한 사업상 효익을 추구
나. 새로운 사업모델 창출에 초점
다. 플랫폼 선점을 중시
라. 적극적인 외부 연계
(5) 일본 : ‘제3의 길’ 모색
가. 엣지 컴퓨팅(Edge Computing)의 강조
나. 개별 기업들의 각개 약진
다. 부품, 소재 기업들의 신시장 기회 모색
(6) 스마트팩토리 전망
가. 스마트팩토리 확산 촉진 요인
나. 스마트팩토리 확산 지연 요인
다. 산업별 전개 전망
3. 스마트팩토리 혁신기술 분석과 현황
1) 스마트팩토리 혁신기술별 기술 분석
(1) 기술의 발전 과정과 개발 동향
가. 기술의 발전 과정
나. 기술 개발 동향
(2) 기술확산점의 도달 시기와 단계별 발전 전망
가. 기술확산점
나. 기술확산점 도달 이후의 단계별 발전 전망
(3) 미래사회 변화 전망
(4) 기술확산 실현을 위한 과제
2) 스마트팩토리 기술동향과 이슈
3) 스마트팩토리 표준화 동향과 분석
(1) 해외 표준동향 분석
가. 국제표준화 기구 동향
나. 공정 모델
다. 산업 데이터
라. 스마트 커넥티비티
⒜ 스마트 공장 모델
⒝ 스마트 공장 구축
마. 보안
(2) 국내 표준동향 분석
가. 국가 및 단체표준화 대응 동향
⒜ 국가기술표준원
⒝ TTA PG 609 (CPS)
나. 국내 대응 동향
⒜ 스마트 제조표준기술연구회
⒝ IEC TC 65 전문위원회
⒞ ISO TC 184 전문위원회
다. 국내 대응 주요 이슈
⒜ 스마트공장 표준화 로드맵
⒝ 스마트공장 표준화 프레임워크
⒞ 스마트공장 표준기반 R&D 로드맵
⒟ 스마트공장 표준화 포럼 구성 운영
제3장 산업용 사물인터넷(IIoT) 산업기술과 주요 플랫폼 현황
1. 사물인터넷(IoT) 산업 기술 현황
1) 사물인터넷을 활용한 제조업의 스마트화
(1) 사물인터넷에 대한 지속적인 관심 증가
(2) 사물인터넷이 어떻게 제조업에 가치를 더해주는가?
(3) 사물인터넷의 스마트 제조업 적용 사례
(4) 국내의 사물인터넷 제조업 적용 현황
2) 지능형 사물인터넷(IoT) 구현을 위한 기술 현황
(1) 지능형 IoT 기술 동향 및 수준
(2) 지능형 클라우드 플랫폼의 활용
(3) 지능형 IoT 서비스 클라우드 플랫폼의 활용
(4) 지능화 엔진의 사물 탑재
(5) 지능형 사물 플랫폼 및 인지 도구의 활용
3) IoT 기반 개방형 제조 서비스 플랫폼
(1) 동향
(2) 개방형 제조 서비스
가. 플랫폼 요구사항
나. 플랫폼 특징
(3) FaaS 플랫폼 구조
가. FaaS 클라우드 계층(FaaS Cloud Layer : CL)
나. FaaS 제조운영 계층(FaaS Manufacturing Operation Layer : MOL)
다. FaaS 실행제어 계층(FaaS Execution and Control Layer : ECL)
(4) FaaS 시스템 기술 개발과 연구개발
가. FaaS 시스템 기술 개발
나. 관련 연구
2. 산업용 사물인터넷(IIoT) 기술과 플랫폼 동향
1) 산업용 사물인터넷(IIoT) 시장과 기술
(1) 산업용 IoT란 무엇인가
(2) 산업용 IoT 현황
(3) 선도업체의 산업용 IoT 전략
가. 제너럴 일렉트릭(GE)
나. 인텔(Intel)
다. 시스코(Cisco)
라. 선두 업체 산업용 IoT 전략의 한계
(4) 산업용 IoT를 위한 빅데이터 플랫폼 Splunk
가. Splunk의 탄생
나. 간단한 아키텍처 및 뛰어난 확장성
다. 수집 가능한 데이터의 다양성 및 빠른 인덱싱
라. 자체 검색 언어 사용
마. 활발한 앱 생태계
바. 산업용 IoT 분야에서 Splunk의 역할
2) 산업용 IoT 플랫폼 동향과 클라우드의 활용
(1) 인더스트리얼 IoT(IIoT) 플랫폼의 동향
(2) 클라우드 IIoT 플랫폼 적용 시의 장점
(3) 글로벌 IIoT 구현 사례
(4) 한국형 IIoT 생태계의 이해관계자들을 위한 제언
3) 산업용 IoT에 이용하기 위한 무선 메쉬 네트워크 프로토콜의 선택
(1) 동향
(2) 무선 센서 네트워크의 당면 과제
가. 단일 채널 WSN과 채널 민첩성(Single Channel WSNs and Channel Agility)
나. 네트워크 전체 슬립 전환에 의한 듀티 사이클링
(3) 시간 동기화 채널 호핑 메쉬 네트워크
가. 저전력 패킷 교환(Low-Power Packet Exchange)
나. 고가용성 듀티 사이클링(High Availability Duty Cycling)
(4) 산업용 IoT로 다양한 애플리케이션 가능

 

 

 

제 2편  스마트제조/팩토리 하드웨어 혁신전략
제 1장 3D프린팅 제조 혁신산업과 기술개발 분석
1. 3D프린팅 제조 산업과 기술 분석
1) 3D프린팅 제조 산업 영향과 시사점
(1) 제4차 산업혁명 전개과정에서 3D프린팅산업의 구조변화와 주요 동인
(2) 가치사슬에 미치는 영향과 수준
(3) 생산제품 구조에 미치는 영향
가. 새로 부상하는 제품군과 원인
나. 기존 제품군의 고기능화
다. 시사점
(4) 생산공정의 변화
가. 공정의 변화 방향과 주요 주체
나. 변화의 특징과 전망
다. 시사점
(5) 평가
가. 향후 발전 방향
나. 선진국과의 비교
다. 주요 쟁점과 과제
2) 3D프린팅 산업현황 및 시장동향
(1) 3D프린팅 개요
(2) 3D프린팅 글로벌 시장규모
(3) 3D프린팅 세부 시장동향
가. 산업용 시장
나. 개인용 시장
다. 기술의 활용분야
(4) 국내 3D프린팅 산업현황
가. 국내 3D프린팅 주요 업체 현황
나. 국내 3D프린팅 분야별 매출 현황
다. 국내 3D프린팅 장비 판매 현황
라. 국내 3D프린터 유형별 매출액 현황
(5) 시사점
가. 선도국 대비 취약한 국내 기술역량
나. 기업 활용여건 미흡
다. 제도 기반 미비
라. 국내 3D프린팅 산업 경쟁력 제고를 위한 정책방향 제언
3) 3D 프린팅 혁신기술별 기술확산점 분석
(1) 기술의 발전 과정과 개발 동향
가. 기술의 발전 과정
나. 기술 개발 동향
(2) 기술확산점의 도달 시기와 단계별 발전 전망
가. 기술확산점
나. 기술확산점 도달 이후의 단계별 발전 전망
(3) 미래사회 변화 전망
(4) 기술 확산 실현을 위한 과제
2. 3D 프린팅 제조혁신 추진 동향
1) 제조혁신과 3D 프린팅
(1) 제조혁신의 대두
(2) 국내외 제조혁신 추진 동향
(3) 제조혁신과 3D 프린팅
2) 3D 프린팅과 소재산업 현황
(1) 3D 프린팅 기술 및 관련 소재
(2) 주요 기업 및 연구개발 동향
3) 3D 프린팅을 통한 제조혁신과 소재산업
(1) 주요 생태계 구조
가. 3D 프린팅 산업 특징과 가치사슬
나. 주요 이해관계자 특징
(2) 생태계 활성화 촉진 및 저해 요인
4) 3D 프린팅 정책과제 기술발전 방안
(1) 3D 프린팅 기반 제조혁신을 위한 정책과제
(2) 3D 프린팅 소재기술 발전 방안
제2장 산업용 로봇 제조 산업/기술과 표준 동향
1. 제조업 지능형 로봇의 최신 산업/기술 및 표준 동향
1) 지능형 로봇 활용 현황
(1) 전환점 맞이한 로봇 시장
가. 로봇시장, 향후 3년간 연평균 두 자릿수 성장할 전망
나. 4차 산업혁명 기술 확산으로 로봇시장이 새로운 전환점
(2) 생활 속으로 파고드는 지능형 로봇
가. 지능형 로봇 등장
나. 일상생활, 공항, 전시장 등 다양한 분야에서 지능형 로봇 활용 확산
(3) 지능형 로봇 관련 주요 이슈
가. 지능형 로봇의 사회적, 법률적 문제 발생
나. IT기업 및 국가차원에서 윤리적 문제에 대응
(4) 비즈니스 활용 기회
2) 지능형 로봇의 최신 산업 및 기술/표준 동향
(1) 지능형 로봇의 산업 현황
가. 산업 개념
나. 세계시장 동향 및 전망
다. 국내시장 동향 및 전망
라. 부문별 산업 현황
⒜ 제조업용 로봇
⒝ 서비스용 로봇
⒞ 로봇 부품 및 부분품
(2) 지능형 로봇의 기술 동향
가. 스마트공장 대응 제조용 로봇
나. 고령화 대응 헬스케어 로봇
다. 로봇 지능 기술
라. ICT 연계 로봇 기술
마. 초소형/저가 로봇 부품
(3) 지능형 로봇의 표준 동향
가. ISO 표준화 동향
⒜ ISO TC299 (Robotics)
⒝ ISO TC299 (Robotics) 분과별 활동 현황
⒞ ISO TC299 WG2 (Personal care robot safety)
⒟ ISO TC299 WG3 (Industrial safety)
⒠ ISO TC299 WG4 (Service robots)
⒡ ISO TC299 WG6 (Modularity for service robots)
나. IEC 표준화 동향
⒜ IEC TC59 (Performance of household and similar electrical appli ances)
⒝ IEC TC59 SC59F WG5(Surface cleaning robots) 활동 현황
⒞ ISO/IEC JWG 표준화 동향
⒟ ISO/IEC TC299 JWG(Medical Robots) 분과별 활동 현황
⒠ ISO TC299 JWG5/IEC TC62 SC62D JWG35(Medical Robots for Surgery)
⒡ ISO TC299 JWG5/IEC TC62 SC62D JWG36(Medical robots for rehabilitation)
다. IEEE 표준화 동향
⒜ IEEE-RAS(IEEE-Robotics and Automation Society)
⒝ IEEE-RAS(IEEE-Robotics and Automation Society) 분과별 활동 현황
⒞ IEEE-RAS ORA WG
⒟ 국가표준(KS) 표준화 현황
2. 산업용 로봇의 제조 산업/기술 현황
1) 4차 산업혁명시대의 한국 제조업 현황
(1) 제4차 산업혁명 전개과정에서 로봇산업의 구조변화와 주요 동인
(2) 가치사슬에 미치는 영향과 수준
(3) 생산제품 구조에 미치는 영향
가. 새로 부상하는 제품군과 원인
나. 기존 제품군의 고기능화
다. 시사점
(4) 생산공정의 변화
가. 공정의 변화 방향과 주요 주체
나. 변화의 특징과 전망
다. 시사점
(5) 평가
가. 향후 발전 방향
나. 선진국과의 비교
다. 주요 쟁점과 과제
2) 산업용 로봇의 국내외 시장 동향
(1) 제조로봇의 적용 분야
(2) 세계 시장 동향
(3) 국내 현황 및 경쟁력
가. 중국 제조로봇 시장의 한국기업의 경쟁력
3) 산업용 로봇의 관련 기술 동향
(1) 조립 공정 적용 로봇 기술
(2) 국내 연구동향
(3) 유형화/체계화 되지 않은 공정의 자동화 수요에 대응
가. 전기/전자 제조라인의 자동화 수요와 기술적 어려움
나. 인간-로봇 협력 생산을 통한 공정 유연성의 극대화
다. 로봇 수요기업의 협동로봇 수요
4) 산업용 로봇의 산업 진단 및 목표
(1) 국내 로봇 산업의 문제점 진단
가. 국내 제조로봇 기업의 기술적, 경제적 경쟁력이 매우 취약함
나. 현재 잠식된 전통적 제조로봇 시장에서 시장 주도권을 확보하는 것은 매우 어려움
(2) 도전 목표의 설정
제3장 센서 제조업 시장분석과 기술개발 현황
1. 4차 산업혁명 시대의 제조용 센서 산업 동향
1) 4차 산업혁명을 이끄는 센서 현황
(1) 4차 산업혁명과 센서
(2) 센서산업의 시장구조
(3) 시장구조는 어떻게 바뀌나?
(4) 우리나라의 현실과 시사점
2) 센서네트워크와 스마트센서 현황
(1) 센서네트워크
(2) 센서와 센서 산업
(3) 센서 산업 시장 동향
(4) 분야별 센서 적용 응용서비스 현황
(5) 국내 센서 시장 현황 및 문제점
2. 스마트팩토리 센서 시장과 기술 환경 분석
1) 스마트팩토리 센서 산업 환경 분석
(1) 스마트팩토리 센서 산업 개요
가. 정의 및 필요성
나. 범위
⒜ 제품분류 관점
⒝ 공급망 관점
(2) 산업특징 및 구조
가. 산업의 특징
나. 산업의 구조
(3) 경쟁환경
2) 스마트팩토리 센서 시장환경분석
(1) 세계시장
(2) 국내시장
(3) 무역현황
(4) 중소기업 경쟁력
3) 스마트팩토리 센서 기술환경분석
(1) 기술개발 트렌드
가. 연구 개발 동향
나. 최신 센서 개발 동향
다. 스마트센서 응용 분야
(2) 주요업체별 기술개발동향
가. 해외업체동향
나. 국내업체동향
(3) 기술인프라 현황
(4) 중소기업 핵심기술
가. 중소기업 기술수요
나. 데이터 기반 요소기술 발굴
다. 요소기술 도출
라. 핵심기술 선정
(5) 기술로드맵 기획
가. 스마트팩토리 센서 및 화상처리 기술로드맵
나. 연구개발 목표 설정
4) 스마트팩토리 센서 특허동향분석
(1) 연도별 출원동향
(2) 국가별 출원현황
(3) 투입기술 및 융합성 분석
(4) 주요출원인 분석
(5) 국내 출원인 동향
3. 제조용 센서 기술제안 개발 현황
1) 내부 연결부위의 결함진단을 위한 고출력 THz파 발생 및 센싱기술
2) 멀티기능 스마트카메라를 탑재한 패트롤 로봇을 이용한 제조현장의 위험요인 진단
3) 스마트 복합센서를 이용한 DIY 개인 맞춤형 유연생산 제조 시스템
4) 카메라모듈 생산시스템 스마트화를 위한 센서융합기술 개발

 

 

 

제 3편  스마트제조/팩토리 소프트웨어 혁신전략
제 1장 애플리케이션/CPS/MES 스마트 제조산업과 기술/특허 분석 현황
1. 스마트 제조 애플리케이션 시장과 기술 현황
1) 스마트 제조 애플리케이션 산업환경분석
(1) 산업 개요
가. 정의 및 필요성
나. 범위
⒜ 제품분류 관점
⒝ 공급망 관점
(2) 산업특징 및 구조
가. 산업의 특징
나. 산업의 구조
(3) 경쟁환경
가. 미국 : 첨단 제조 기술(Advanced Manufacturing Technology) 전략
나. 일본 : 산업재흥(産業再興)플랜을 기반으로 한 산업구조 혁신
다. 독일 : 인더스트리 4.0 구상 및 추진
(4) 전후방산업 환경
(5) 스마트팩토리 산업분석
2) 스마트 제조 애플리케이션 기술 분석
(1) 기술개발 트렌드
(2) 주요업체별 기술개발동향
가. 해외업체동향
나. 국내업체동향
(3) 스마트팩토리 기반기술
가. 스마트팩토리 요소기술
나. 국내기술 현안
2. 스마트 제조 CPS(사이버 물리 시스템) 산업 분석
1) 스마트 제조 CPS 산업 환경 분석
(1) 산업적 개요
가. 정의 및 필요성
나. 범위
⒜ 기술분류 관점
⒝ 적용범위
(2) 산업특징 및 구조
가. 산업의 특징
나. 산업의 구조
⒜ 후방산업
⒝ 전방산업
(3) 경쟁환경
(4) 전후방산업 환경
2) CPS(사이버 물리 시스템) 활용 서비스 동향
(1) 사이버 물리 시스템의 역할
가. 사이버 물리 시스템은 현실 세계를 가상 세계에 모델링한 시스템
나. 자율적이고 안전한 시스템 구현에 기여
다. 사물인터넷 및 AI 기술 진전으로 사이버 물리 시스템 발전은 가속화될 전망
라. 사이버 물리 시스템은 현실 세계 발전에 영향
(2) 사이버 물리 시스템 서비스 동향
(3) 사이버 물리 시스템 활용 서비스 사례
(4) 사이버 물리 시스템의 향후 개선사항
3) CPS(사이버 물리 시스템) 시장 환경 분석
(1) CPS 세계시장
(2) CPS 국내시장
(3) 중소기업 환경
가. 중소기업 경쟁력
나. 중소기업 기술수요
다. 중소기업 핵심기술
⒜ 데이터 기반 요소기술 발굴
⒝ 요소기술 도출
⒞ 핵심기술 선정
4) CPS(사이버 물리 시스템) 기술 환경 분석
(1) CPS 기술개발 트렌드
가. 미국
나. EU
다. 독일
(2) 주요업체별 기술개발동향
가. 해외업체동향
나. 국내업체동향
(3) 기술인프라 현황
5) CPS(사이버 물리 시스템) 특허동향 분석
(1) 연도별 출원동향
(2) 국가별 출원현황
(3) 투입기술 및 융합성 분석
(4) 주요출원인 분석
(5) 국내 출원인 동향
3. 스마트 제조 MES 산업 기술 현황
1) 제조 MES 시스템 통합 기술
(1) 제조 MES 개요
가. 정의
나. MES 아키텍쳐
다. MES의 11가지 기능
(2) MES 기술의 현재와 미래
가. ERP와 MES간 데이터 흐름
나. MES와 제어 시스템간의 데이터 흐름
다. MES 기술의 현재와 미래
(3) MES 적용의 기대 효과
2) 중소 제조기업의 생산정보화(MES) 도입 전략에 관한 연구
(1) 제조기업의 생산정보화 시스템
가. 제조기업의 생산정보시스템의 주요 기능
나. 제조기업의 생산정보시스템의 구성
다. 중소제조기업의 생산정보화 구축 전략
(2) 중소 제조기업의 생산정보화 수준 진단 및 평가
(3) 룰베이스를 이용한 맞춤형 생산정보화 도입 가이드라인 시스템
가. 룰베이스 구성을 위한 Decision Tree
나. 설문결과 분석과 룰베이스 연계
다. Decision tree 룰 구축 및 추론 시스템
(4) 맞춤형 생산정보화 도입 가이드라인 시스템
(5) 적용결과
3) 자동차 제조 운영의 개선을 추진하는 MES 소프트웨어
(1) 다양한 제조 작업의 동기화
(2) 대응력 있는 운영
(3) 품질 최우선
4) 사이버물리시스템과 생산관리시스템간의 구축을 통한 수평적 통합 연구동향
(1) 관련연구
가. 사이버물리시스템(CPS)
나. 사물인터넷(Internet of Things)
다. 스마트 팩토리(Smart Factory)
(2) 인더스트리4.0의 사이버물리시스템 기술
가. 센서(Sensor) 기술
나. 미들웨어 기술
(3) CPS와 생산관리시스템 통합 방법론
가. CPS 지식베이스 생성
나. CPS 자율제어 관리자 개발
다. 미들웨어 개발
라. 통신 미들웨어 관리자 개발
(4) 실험 및 결과분석
제2장 빅데이터 스마트 제조 시장/기술/특허 동향
1. 제조업 빅데이터 도입과 활용 동향
1) 제조업 경쟁력 강화를 위한 빅데이터 활용 방안
(1) 빅데이터의 정의와 부상 배경
(2) 빅데이터 도입이 제조업에 미치는 영향
가. 빅데이터와 제조업
나. 센서의 활용 및 데이터 분석을 통한 생산 효율화
다. 빅데이터의 활용을 통한 제조업의 서비스화 촉진
라. 빅데이터와 미래산업의 융합을 통한 제조업의 첨단화
⒜ 자산으로서의 빅데이터
⒝ 웨어러블, 사물인터넷과 빅데이터의 결합
⒞ 무인자동차와 빅데이터의 결합
(3) 빅데이터의 활용 문제점과 정책적 시사점
가. 융합을 위한 교류 및 공감의 부족
나. 대기업 위주의 도입에 따른 정보격차 확대
다. 개인정보보호의 문제
2) 제조업 빅데이터 도입 방안
(1) 제조업 빅데이터 현황
(2) 제조업 빅데이터 활용 가능 사업
가. 제품 개발
나. 제조 공정
다. 영업 마케팅
라. AS 서비스
(3) 제조업 향후 적용 방향
가. 해외 경쟁국에서의 빅데이터
나. 제조혁신(operational innovation)
다. 서비타이제이션(servitization)
라. 사물인터넷
3) 제조업 빅데이터 활용 동향 분석과 시사점
(1) 글로벌 기계산업의 빅데이터 활용 시장 규모와 동향
가. 글로벌 기계산업의 빅데이터 활용 시장 규모
나. 글로벌 기계산업의 빅데이터 활용 동향
⒜ 롤스로이스의 항공기 엔진 예방 유지보수 서비스, ‘Total Care’
⒝ 존디어의 농업 컨설팅 서비스, ‘Greenstar Precision Solution’
⒞ 코마츠의 건설광산기계 예방 유지보수 서비스, ‘KOMTRAX(Plus)’
⒟ 베스타스의 풍력 발전 터빈운영 관리 시스템
⒠ GE의 가스터빈 및 발전·Oil & Gas 플랜트 기자재 모니터링·진단 서비스
(2) 국내 기계 산업의 빅데이터 활용 동향
(3) 정책 시사점
2. 스마트 제조 빅데이터 분석 시스템 환경 현황
1) 스마트 제조 빅데이터 산업 분석
(1) 스마트 제조 빅데이터 범위
가. 제품분류 관점
나. 공급망 관점
(2) 산업특징 및 구조
가. 산업의 특징
나. 산업의 구조
(3) 경쟁환경
(4) 전후방산업 환경
2) 스마트 제조 빅데이터 시장분석
(1) 세계시장
(2) 국내시장
3) 스마트 제조 빅데이터 기술 분석
(1) 기술개발 트렌드
가. 비정형 데이터 분석 기술
나. 예측 고도화 및 시각화 기술
다. 빅데이터 운영 및 관리 기술
라. 보안 및 개인정보관리에 대한 표준화
(2) 주요업체별 기술개발동향
가. 해외업체동향
나. 국내업체동향
(3) 기술인프라 현황
4) 스마트 제조 빅데이터 특허동향 분석
(1) 연도별 출원동향
(2) 국가별 출원현황
(3) 투입기술 및 융합성 분석
(4) 주요출원인 분석
(5) 국내 출원인 동향
5) 스마트 제조 빅데이터 중소기업 환경분석
(1) 중소기업 경쟁력
(2) 중소기업 기술수요
(3) 중소기업 핵심기술
가. 데이터 기반 요소기술 발굴
나. 요소기술 도출
다. 핵심기술 선정
(4) 기술로드맵 기획
가. 스마트 제조 빅데이터 분석 시스템 기술로드맵
나. 연구개발 목표 설정
3. 한국 제조업 빅데이터 도입 사례 연구현황
1) 한국 제조 빅데이터 현황
(1) 한국제조업의 현실
(2) 신성장 동력
(3) 빅데이터 도입 움직임
가. 관련 산업 동향
나. 빅데이터의 부상
⒜ 빅데이터의 부상 배경
⒝ 제조업의 빅데이터 도입의 당위성
다. 국내외 서비스 현황
⒜ 국외 관련 서비스 현황
⒝ 해외 도입사례
⒞ 국내 도입사례
라. 주요국의 빅데이터 활용현황
2) 제조 빅데이터 국내 연구사례
(1) 자동차 부품 산업 연구사례
가. 한국의 자동차산업(자동차 부품포함)
나.자동차산업 지표 개념
다. 자동차산업 동향 분석
라. 미래 예측 및 정책방향
마. 자동차 부품 산업의 현황과 문제점
(2) 과제 목표 및 중요성
가. 서비스의 개발 목적
나. 과제의 필요성
다. 과제의 기술 적용
⒜ 기술발전의 특징
⒝ 제조공정에서의 빅데이터 기술 동향
⒞ 기술발전 전망
제3장 클라우드컴퓨팅 제조 산업/기술 분석 동향
1. 클라우드컴퓨팅 산업 현황
1) 클라우드컴퓨팅 산업 개요
(1) 클라우드컴퓨팅 정의
(2) 서비스 유형 및 도입 효과
가. 서비스 유형
나. 도입 효과
(3) 인공지능, 클라우드컴퓨팅 도약 현황
(4) 여전히 빠른 속도로 성장하고 있는 클라우드 서비스 시장
(5) Cloud-First’ 전략은 CIO의 최우선 추진 과제
가. 클라우드 컴퓨팅 Case ①: 하이네켄
나. 클라우드 컴퓨팅 Case ②: 롤스로이스
(6) AI, 빅데이터·예측적 분석 등 이머징 기술 확산은 클라우드 컴퓨팅 수요에 긍정적
(7) 클라우드컴퓨팅 시장 확대시 Microsoft(MSFT.US) 최대 수혜 예상
2) 국내외 클라우드컴퓨팅 산업현황
(1) 클라우드 컴퓨팅의 확산
가. 클라우드 서비스는 SaaS에서 PaaS로 영역 확장중
나. 도입 효과
다. 시장 크기 및 전망
(2) 해외 현황
가. 글로벌 주요 국가 클라우드 활성화 정책
⒜ 미국: Cloud First 정책을 통해 공공기관 클라우드 적극 도입
⒝ 일본: 가스미가세키 프로젝트, 클라우드 이용률 급증
⒞ 중국: 클라우드 컴퓨팅 산업 육성정책 발표로 관련산업 50% 이상 성장
나. 성공사례
⒜ 아마존: 시장 선점으로 클라우드 점유율 1위
⒝ 세일즈포스닷컴: 클라우드 생태계 구축 선두 업체
(3) 국내 현황
가. 클라우드컴퓨팅 발전법 통과
나. 국내 관련 업체
2. 클라우드컴퓨팅 기술과 R&D 현황
1) 클라우드컴퓨팅 생태계 구성
2) 클라우드컴퓨팅 기술 동향과 R&D 방향
(1) 글로벌 선도기업 동향
(2) EU의 클라우드 로드맵
(3) 해외 대학 R&D 동향
(4) 국내 R&D 현황
3. 클라우드컴퓨팅 기술 스택 분석현황
1) 클라우드컴퓨팅 서비스 제공자(CSP)
(1) 서비스 기술개요
가. SaaS
나. PaaS
다. IaaS
라. 통합 서비스
(2) 국내외 서비스 동향
가. SaaS
나, PaaS
다. IaaS
라. 통합 서비스
(3) 클라우드컴퓨팅 플랫폼
가. SaaS 플랫폼
나. PaaS 플랫폼
다. IaaS 플랫폼
라. 서비스 관리 솔루션
(4) 클라우드컴퓨팅 인프라/장비
가. 서버
나. 스토리지
다. 네트워크
라. 클라우드 어플라이언스
마. 인프라 설비
2) 클라우드컴퓨팅 서비스 브로커리지(CSB)
(1) 클라우드 서비스 브로커리지 플랫폼
가. 클라우드 서비스 브로커리지 포털 및 인터페이스
나. 다중 클라우드 환경의 SLA기반 서비스 조율 및 관리
다. 이종 클라우드 서비스 연결 관리 및 검증
3) 클라우드컴퓨팅 네트워크(CN)
(1) 클라우드 엑세스 네트워크
가. 네트워크 및 단말 보안
나. 모바일 네트워크 QoS 제어
(2) 인트라 클라우드 네트워크
가. 가상 스위치
나. 서버기반 고속 네트워킹(NFV)
다. SW기반 네트워킹(SDN)
(3) 인터 클라우드 네트워크
가. 오버레이 네트워크
나. 네트워크 장애 및 성능 관리 기술
다. 네트워크 인벤토리 관리
4) 클라우드컴퓨팅 서비스 단말
(1) 클라이언트 플랫폼
가. 클라이언트 데이터 동기화
나. 클라이언트 OS 가상화
다. 클라이언트 가상화 SW
라. 웹 브라우저
마. 분산협업 관리
바. GPU 가상화
(2) 클라이언트 장비
가. 스마트폰, 스마트TV, 태블릿 PC
나. 경량 클라이언트
다. 노트북, 데스크탑PC
(3) 클라이언트 부품
가. 클라이언트 프로세서
나. 클라이언트 하드웨어
다. 클라이언트 스토리지
라. 클라이언트 네트워크
5) 클라우드컴퓨팅 보안
(1) 클라우드 단말 보안
가. 인증 및 접근 제어
나. 단말 보안 강화
(2) 클라우드 서비스 보안
가. 전송 네트워크 보안
나. 인프라 보안
⒜ 스토리지 보안
⒝ 서버 가상화 보안
⒞ 가상 네트워크 보안
다. 플랫폼 보안
라. 서비스 보안
⒜ 서비스 인터페이스 보호
⒝ 사용자 데이터 보호
마. 클라우드 서비스 인증
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