4차 산업혁명과 제조업의 귀환 (독일 전문가들이 들려주는 인더스트리 4.0의 모든 것)

김은

(사)한국ICT융합네트워크상근부회장,국회제4차산업혁명포럼국제협력·외교및홍보위원장,울산과학기술원겸임교수.
독일쾰른대학교에서경영학석사학위와박사학위를받았다.SAP코리아상무,독일프라운호퍼포커스연구소FraunhoferFOKUS한국대표,삼일회계법인/PWC상무,카이스트소프트웨어대학원초빙교수,독일뮌스터대학교객원연구원,한국정보사회진흥원IT성과관리단장,소프트웨어정책연구소초빙연구원을역임했다.
주요저서로는『EnterpriseSolution』『이제SAPERP로성공을열자』등이있다.또한『KINEWS』에인더스트리4.0에대해연재한바있다.

서문

1부4차산업혁명의기원과미래시나리오

1장인더스트리4.0탄생과의의

1.인더스트리4.0과스마트팩토리에대한오해
오해1:인더스트리4.0과스마트팩토리는생산성및자원효율성향상을위한도구이다?
오해2:스마트팩토리는인력절감만을목표로한자동화의확대다?
오해3:스마트팩토리는보다스마트한팩토리이다?
오해4:스마트팩토리는현재몇만개씩대대적으로구축할수있다?
오해5:인더스트리4.0구현및스마트팩토리구축은개별기업의전략이다?
오해6:스마트팩토리는기능측면의IT전략혹은생산전략이다?
오해7:스마트팩토리는모든국가,모든산업,모든기업에구현되어야한다?
요약:인더스트리4.0과스마트팩토리에대한오해를풀자

2.왜독일에서인더스트리4.0이시작됐는가
인더스트리4.0의추진연혁
인더스트리4.0관련정부R&D지원프로그램
인더스트리4.0에영향을미친요인들간의상관관계
인더스트리4.0의의미및정의

3.인더스트리4.0의주요특징및구성요소
인더스트리4.0의주요특징1:대상제품
인더스트리4.0의주요특징2:새로운유형의제조인프라
인더스트리4.0의주요특징요약
인더스트리4.0의주요구성요소

4.인더스트리4.0은생태계전략이다
인더스트리4.0의양면전략
스마트팩토리수요기업관점의인더스트리4.0구현방안
네트워크효과기반의생태계전략구현방안
기업전략관점에서본인더스트리4.0의의미

2장미래에먼저도착한기업들

1.제조업혁신의최전선
자동화공장의미래
제품의디지털화를통해미래를찾다
빅데이터및디지털기술을통한생산성개선
비즈니스모델의혁신:맞춤제품,맞춤서비스
비즈니스모델의혁신:플랫폼비즈니스

2.디자인씽킹으로혁신한다
디지털트랜스포메이션방법론
디지털비즈니스프레임워크

3.서로연결하고협력해완성한다
인더스트리4.0은먼미래가아닌현재진행형인실행의문제
보쉬의양면전략:선도적공급자이자선도적사용자
인더스트리4.0선두주자로서보쉬의성과
독일홈부르크공장
독일블라이햐흐공장
제품및서비스포트폴리오
인더스트리4.0은커넥티드인더스트리이다

2부4차산업혁명시대의디지털트랜스포메이션

3장디지털경제에서비즈니스의미래

1.어떻게큰변화의파도를탈것인가
디지털기술이게임의룰을바꾸었다
세상을바꾸는메가트렌드를읽어라

2.디지털세상에서제조업의국제동향
왜제조업이중요한가
일본의모노즈쿠리
독일의인더스트리4.0
EU의주요국가
미국의리쇼어링
중국제조2025
한국에대한시사점

4장스마트제조

1.아우토노믹4.0사업
코코스
컬트랩3D
이노사이퍼
인벤트에어리
에프티에프
오파크
르앱
스마트페이스
스마트사이트
스피드팩토리
앱시스트
인사
마누서브
모션이에이피
제미니
아우토노믹4.0의시사점

2.산업용사물인터넷과제조업의변화
장비
노동력
자재와공급망
비즈니스프로세스
플랫폼
시설및환경
스마트생산의가속을위한핵심요소
기회의포착

5장스마트팩토리

1.제조업은왜혁명할수밖에없었는가
제조업의새로운도전
스마트팩토리의기술적배경들

2.사이버물리제조시스템이란무엇인가
사이버물리시스템의정의와구성
사이버물리시스템의적용과영향
사이버물리제조시스템

3.스마트팩토리란무엇인가
스마트팩토리의구성요소들과범위
스마트팩토리의요소기술
스마트팩토리의주요특징

4.스마트팩토리가바꿀미래

6장스마트서비스

1.스마트서비스로연결되는세상

2.스마트서비스란무엇인가

3.‘스마트서비스벨트2025’전략
스마트서비스벨트2025의핵심:디지털플랫폼
스마트서비스의유형

4.스마트서비스는데이터가핵심이다

5.스마트서비스의특징과기대효과
스마트서비스의특징
스마트서비스의기대효과
스마트서비스확산을위한과제

3부4차산업혁명시대의정보보호와표준

7장정보보호

1.인더스트리4.0구현을위한정보보호및보안의중요성
인더스트리4.0환경에서예상되는정보보호이슈
인더스트리4.0을이끄는정보통신기술요소와정보보호이슈

2.사물인터넷과정보보호
사물인터넷활용스마트서비스
사물인터넷상에서의정보보호이슈
사물인터넷환경에서미래정보보호추진과제

3.빅데이터분석과정보보호
빅데이터분석의활용확대
빅데이터분석시대의정보보호이슈
빅데이터시대의개인정보비식별화

4.인공지능과정보보호
기회측면:인공지능활용을통한정보보호강화
위협측면:인공지능기술발전에의한보안위협증가

8장표준과기술적프레임워크

1.레퍼런스아키텍처모델인더스트리4.0의관점및구조적특징
레퍼런스아키텍처모델인더스트리4.0의요구사항
레퍼런스아키텍처모델인더스트리4.0의구조및특징
레퍼런스아키텍처모델인더스트리4.0의기술적배경

2.인더스트리4.0컴포넌트
사물에서지능화된‘자산’으로
라이프사이클데이터관리
인더스트리4.0컴포넌트와정보통신기술시스템
제조작업단위의세분화및커넥티드월드
가치창출흐름
인더스트리4.0컴포넌트의구현모습

3.레퍼런스아키텍처모델인더스트리4.0과산업인터넷레퍼런스아키텍처의협업
산업인터넷레퍼런스아키텍처의뷰포인트
레퍼런스아키텍처모델인더스트리4.0과산업인터넷레퍼런스아키텍처의디지털연계
아키텍처프레임워크간협업의미래

4부4차산업혁명시대의인간에부합하는스마트인사조직

9장인간이혁명의주체이다

1.인간이혁명한다
보편적질문
변화를위한기본모형

2.인더스트리4.0에의한4차산업혁명
산업혁명은엄청난생산성향상을가져왔다
4차산업혁명의본질
독일제조업의특징은무엇인가
독일제조업특징의역사적배경
독일의공동결정과합의정신이낳은플랫폼

10장인간을위한맞춤형직무설계

1.인간을위한직무설계
1단계노동생활의인간화추진
2단계디지털화된산업시대의노동과직무설계
3단계인더스트리4.0을위한교육훈련

2.학습을장려하는조직설계
‘어떻게생산할것인가’에서‘무엇을생산할것인가’로
‘중앙집권화’에서‘분권화’로
합의를이끌어내는리더십으로

미주
참고문헌
웹사이트자료
색인

독일전문가들이들려주는인더스트리4.0과4차산업혁명에대한가장진지한탐구서이자정전!

『4차산업혁명과제조업의귀환』은2015년에독일학자들을중심으로독일제조업변화의정확한내용을제대로소개해보자고의기투합하며시작됐다.독일에서전개되는인더스트리4.0관련내용이우리나라에도상당한의미가있다고생각했으나왜곡보도되거나잘못이해되고있는경우가많았기때문이다.그후독일에서공부했거나독일계제조업에서근무한경험이있거나독일산업에관심이많은전문가가합류해연구하고토론하며2년간집필한끝에출간됐다.독일의인더스트리4.0은민간이주도하고이후정부에이양했지만기업과전문가의의견을지속적으로수용하는플랫폼을갖추고있다.우리나라도4차산업혁명시대에우리의실정에맞는전략을수립해야한다.이책을계기로독일에서추진되고있는인더스트리4.0에대해보다정확히이해하고국내전문가들사이에폭넓은협력이이루어지길기대해본다.

독일,미국,중국,일본등세계주요국가들은이미수년전부터미래산업에대응하는범국가적프로젝트를수립하고있다!
4차산업혁명은우리나라에서도이제낯선용어가아니다.지난대선과정에서후보들은앞다퉈관련공약을내세우며4차산업혁명을준비해야한다고호소했다.문재인대통령도새정부의3대우선과제로일자리와저출산문제와함께4차산업혁명을내세우고관련정책들을수립하고있다.그럼4차산업혁명이우리나라만의핫이슈일까?그렇지않다.한국은좀늦은감이있다.이미수년전부터독일,미국,중국,일본등세계주요국가들은미래산업에대응하는범국가적프로젝트에착수했기때문이다.국가별로쓰는용어는다르지만인공지능,로봇,빅데이터등신기술산업을적극적으로장려하고기존산업과융복합화해경제산업의패러다임을바꾼다는목표는똑같다.
4차산업혁명을미국등북미권에선‘디지털트랜스포메이션’이라는용어로쓴다.디지털기업으로의변신,즉기업의생산과운영체계를디지털화하고클라우드,빅데이터,AI등생산패러다임을바꾸겠다는것이다.신흥경제대국중국도‘중국제조2025’전략을발표하고첨단기술관련분야를선점해제조업선진국으로도약하겠다는목표를제시했고일본은2015년발표한‘로봇신전략’에이어인공지능,로봇,빅데이터등을이용한기술혁신을여러분야에도입해경기를살리겠다는계획인‘소사이어티5.0’을최근발표했다.
특히독일은전통적으로강점을가진제조업을기반으로사물인터넷,스마트공장시스템등을도입해완전자동화와생산체계의혁신을주도하는‘인더스트리4.0’을통해4차산업혁명시대에능동적으로대응하고있다.독일에서인더스트리4.0은2011년1월에공식적으로발의되었다.이후10개월의논의를거쳐2011년11월에독일의첨단기술전략인하이테크전략2020실행계획의일환으로추진이결정되었다.2012년에는추가로스마트서비스벨트프로그램을추진하기로결정했다.이프로그램역시하이테크전략에수용되었다.스마트서비스벨트에대한추진제안은2014년3월에초안이작성되었고2015년3월에최종본이발간되었다.인더스트리4.0은최근에독일의브로드밴드계획인지능형네트워크계획을포함한디지털어젠다2014~2017프로그램안에포함되어함께다루어지고있다.더불어초기에인더스트리4.0과함께제조분야에집중했던독일의정보통신기술ICT융합정책은사회전분야로확대를도모하고있다.

인더스트리4.0의탄생배경과정의에서부터스마트제조,아우토노믹4.0,스마트팩토리,스마트서비스,디지털트랜스포메이션,스마트인사조직까지총망라한다!
이책은인더스트리라는용어부터탄생배경은물론현재진행중인내용과논의되고있는미래청사진들까지총망라해서다루고있다.인더스트리4.0에대한개괄적인소개는독일에서경영학과경영정보학을공부한김은박사가썼다.이책의최초제안자이기도하다.그는독일현지의방대한자료들을바탕으로일목요연하면서통찰력있게인더스트리4.0추진현황,정의,주요특징,구성요소,그리고일반인들이흔히하는대표적인오해들을짚어주고진정한의미를알려준다.인더스트리4.0을이해하는길의초석이된다.
조호정삼성경제연구소수석연구원과포스코경영연구소의김영훈박사는독일에서인더스트리4.0이논의되기시작한초기에그내용을국내에소개한장본인들이다.특히조호정연구원은독일에서추진된스마트서비스벨트추진현황에대해서도국내에최초로소개한바있다.이책에서는스마트서비스를소개하는역할을맡았다.김영훈박사는인더스트리4.0의다양한사례를정리해서소개했다.카이스트한순흥교수가제조업의최근국제동향을담당했다.
더욱이이책에는독일제조업최전선의대표기업들의실제현장이야기가생생하게담겨있다.엑센츄어의한국파트너메타넷글로벌의이태진전무는인더스트리4.0구현방안에대한가이드를제공하고있다.SAP의정대영박사는SAP와제조업혁신최전선기업들의디지털트랜스포메이션을담당했다.보쉬의하희탁이사는보쉬의인더스트리4.0추진현황을담당했다.스마트팩토리는㈜세메스의현용탁박사가담당했다.또한이책에서는인더스트리4.0의레퍼런스모델과보안에대해서도다루고있다.인더스트리4.0의생태계조성을하는데중요한레퍼런스아키텍처모델인더스트리4.0에대한소개는IBM근무당시레퍼런스모델개발경험이있는㈜용컨설팅의김미정대표가담당했다.4차산업혁명에서그중요성이커지고있는정보보호와보안은연세대김범수교수와상명대이애리교수가담당했다.
이책의마지막에는4차산업혁명시기에인사조직은어떻게해야하는가에대한중요한질문과해법을담고있다.우리삶전체를근본적으로바꿀혁명에대해아는것은중요하다.하지만그보다훨씬더중요한것은인간의‘실존’이고그렇기에인간이중심이돼야한다.블록체인OS의최동석박사가인간에부합하는스마트인사조직을썼다.스마트인사조직에서는인더스트리4.0이인간이주체가돼시작됐고그러기에인간에부합하는인간을중심에둔혁명이어야한다고주장한다.인간을위한직무설계와학습을장려하는조직설계가소개된다.

[책속으로추가]
인더스트리4.0개념하에서는4차산업혁명을가능하게하는핵심기술이사이버물리시스템CPS이라는점을명확하게하고있다.그리고사이버물리시스템이제조산업에구현된결과물이바로‘스마트팩토리’이다.이개념에따르면‘보다지능적인공장’과같은모호한설명을벗어나훨씬더명료한정의가가능해진다.사이버물리시스템이없는공장은스마트팩토리라고할수없다.그리고스마트팩토리가없다면인더스트리4.0이아니다.두가지가빠진‘보다지능적인공장’은3차산업혁명시대의연장선상의어디쯤놓여있을가능성이많다.따라서스마트팩토리에대해이해하기위해서는먼저사이버물리시스템에대해살펴보고이해할필요가있다.
-234~235쪽

독일의스마트서비스벨트2025는인더스트리4.0의스마트팩토리의실현과함께개인맞춤형제품의생산을위해전체가치사슬의스마트화를추진하는것이다.스마트팩토리는각생산공정과생산요소들의네트워크화와동시에사이버물리시스템으로자동제어됨으로써생산을최적화한다.이를위해서는축적된빅데이터의정제를통해얻어진스마트데이터를적재적소에제공할수있는스마트서비스의역할이중요하다.따라서향후에는제조와서비스로양분됐던비즈니스모델도상품개발에서생산,판매등에이르는전체밸류체인에서스마트서비스를활용해제조+서비스일체형으로변화되고최종소비자를대상으로하는스마트서비스모델들도등장할것이다
-289~290쪽

인더스트리4.0에서의보안은‘물리적영역과디지털영역간의커뮤니케이션과각프로세스를포괄하는보안’이어야한다.한쪽영역에서격리된방식으로만구현되는보안은생산성및효율성을저해할수있다.또한보안관리는내부적으로나외부적으로다차원적인분석과관리가이루어져야한다.인더스트리4.0에서는모든영역에서엔드투엔드의지속적인위험및보안관리가필수적이다.다양한참여자가연계된가치네트워크구조에서는한회사가홀로보안을관리할수없다.가치네트워크상다수인터페이스가공격지점으로사용될수있다.또고객참여와공급업체와의긴밀한관계때문에고객및공급업체의보안관리또한회사의정보보호수준에영향을미칠수있다.결과적으로인더스트리4.0에서정보보호및보안은보안담당자뿐아니라생태계의모든참여자가함께공감하고적극적으로참여해책임져야할업무이다.
-316쪽

우리나라에서4차산업혁명을제조공정의자동화수준을고도화하는것으로이해하는사람들이있다.이는독일에서추진하고있는인더스트리4.0을오해한것이다.인더스트리4.0의기본아이디어와철학은기존의중앙집중화된제조과정을분권화decentralization시키는것이다.개별부품들이마치살아있는유기체처럼움직이도록사이버물리시스템을내재화embedded시켜부품과부품,부품과기계설비들이상호작용함으로써스스로완성품이되도록한다.1차적인목표는스마트팩토리를실현하는것이지만장기적으로는공장과공장,공장과물류,물류와소비자간의연결망도사이버물리시스템으로전환시킴으로써사이버물리시스템을기반으로하는사회를구축할수있을것이다.이렇게되기까지는상당히많은시간이필요하리라생각되지만기술발전속도를고려할때상상하는것보다훨씬더이른시일내실현될수도있다.
-409~410쪽

기술이인간의삶에복무하도록하려면우리사회는기술의적절한활용을위한사회적합의와함께인간존재와인간다움을위한교육의개념과목적이무엇인지명확히정의돼야한다.이런사상과철학의확고한기초를마련해야한다.우리가앞으로추진해야하는모든방법론과수단과도구는그런철학적굳건함에뿌리를내릴수있어야한다.이런관점에서4차산업혁명은기존의3차산업혁명까지의변화와는완전히다른새로운변화,즉우리가지금까지적용했던정신적인모형mentalmodel과사회시스템모형socialsystemmodel의근본적인재검토를요구하고있다.
-421쪽