제조업 DXㆍ스마트 팩토리(2023) (글로벌 기술 트렌드 및 향후 전망)

제조업 DXㆍ스마트 팩토리(2023) (글로벌 기술 트렌드 및 향후 전망)

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Description
스마트 팩토리에 대한 대처는, 세계 각국에서 진행되고 있다. 유럽의 제조 강국인 독일 정부는 ‘인더스트리 4.0(Industry4.0)’을 제창하고 있다. IoT와 같은 선진 기술을 통한 제조업 발전을 산업혁명에 해당하는 것으로 규정하고 정부가 추진하고 있는 것이다. IoT가 발전하면 비용 절감과 생산성 향상이 추진되고, 새로운 경제 발전과 사회 구조 변혁으로도 이어질 것이라는 논리가 깔려 있다. 중국에서는 국가 지도부가 ‘중국 제조 2025’라는 산업 정책을 제창하고 있다. 2025년까지 ‘세계 제조 강국의 반열’에 오르는 것을 목표로 제조업 강화에 대응하고 있다. 인도에서도 ‘Make in India(인도 정부의 제조업 육성정책)’을 내걸고 해외 투자를 통해 인도 제조업을 발전시킬 방침을 밝혔다. 그 중에서도 제조 인프라의 정비가 중요시되고 있어 스마트 공장을 포함한 제조업의 포괄적인 고도화를 향한 대처가 진행되게 된 것이다.

한국 정부 역시 인더스트리 4.0을 추진하고 도입하기 위해 디지털 뉴딜과 예산 배분, 위원회 승인, 스마트공장을 위한 자금 지원 등의 시책을 취하고 있다. 한국의 스마트제조 주요 정책은 제조업 혁신 3.0 전략(2014년 6월)부터 시작되었으며, 이후 중소기업 스마트 제조혁신 전략(2018년 12월), AI·데이터 기반 중소기업 제조혁신 고도화 전략(2020년 7월) 등으로 이어지는 중이다. 중소벤처기업부는 국내 산업 생태계의 핵심인 중견·중소기업들의 제조역량 고도화를 위하여, 스마트제조혁신추진단을 출범하고 스마트공장 보급·확산사업 등을 중점적으로 추진하고 있다.

제조업의 미래는 스마트 제조·스마트 팩토리를 통한 디지털 트랜스포메이션(DX)에 의해 주도될 것으로 예상된다.

이에 IRS글로벌에서는 DX로 진화하는 제조업의 글로벌 트렌드를 분석하고, 스마트 제조·스마트 팩토리에 활용하는 주요 기술·시장 동향과 향후 전망에 대해 조사, 분석하였다. 제조업 DX 및 스마트제조·스마트 팩토리 관련 연구개발이나 사업을 진행하는 관계자들에게 도움이 되기를 바라며 유용한 정보로 활용되기를 기대해본다.
저자

IRS글로벌

목차

Ⅰ. 스마트 제조ㆍ스마트 팩토리 트렌드 및 전략 분석

1. 제조업 디지털 혁신 트렌드
1-1. 제조업 혁신 전략 : 인더스트리 4.0
1) 인더스트리 4.0
(1) 개요
(2) 기술 개요
(3) 시장 개요
2) 주요 적용 사례
(1) 예측 유지보수
(2) 자동화된 품질관리
(3) 서플라이 체인 최적화
(4) 스마트 자동화
(5) 생산 공정의 최적화
(6) 연수ㆍ지도
(7) 원격 감시 제어
(8) 안전ㆍ보안
(9) 가상 가이드에 의한 서비스
(10) 기계 및 제조 공정의 유연성
(11) 생성적 디자인
(12) 오류 검출
3) 주요 기술개발 동향
(1) 인더스트리 4.0의 주요 디지털 기술
(2) 유망 신기술
① 디지털 트윈
② 무인항공기(드론)
③ 양자 컴퓨팅
4) 인더스트리 4.0 도입 방법 및 과제
(1) 다운타임 단축을 통한 운영비용 절감
(2) 생산성과 품질 향상
(3) 테크놀로지의 합리적인 가격
(4) 고객의 기대
(5) 핵심 과제
① 숙련노동력 부족
② 레거시 시스템에 의한 상호운용성 결여
③ 고액의 설비 투자
④ 사이버 보안에 관한 우려
5) 주요 플레이어 및 사례 분석
(1) 컴포넌트 공급업체
(2) 기술 및 서비스 제공업체
6) 최근 동향
(1) 컴포넌트 공급업체
(2) 기술 및 서비스 제공업체
1-2. 주요국별 인더스트리 4.0 관련 트렌드
1) 한국
(1) 개요
(2) 주요 정책
(3) 주요 참여업체의 대응 전략
2) 미국
(1) 개요
(2) 주요 정책
(3) 주요 참여업체의 대응 전략
3) 독일
(1) 개요
(2) 주요 정책
(3) 주요 참여업체의 대응 전략
4) 중국
(1) 개요
(2) 주요 정책
(3) 주요 참여업체의 대응 전략
5) 일본
(1) 개요
(2) 주요 정책
1-3. 제조업의 현장 과제와 DX를 활용한 개선 동향
1) 현장의 개선 활동
2) 현장 개선을 위한 5가지 사이클
(1) 현장 개선점의 가시화
(2) 현장 개선점의 우선순위 설정
(3) PDCA 사이클의 구조 구축
(4) 개선책 실행
(5) 개선 후 정착
3) 5大 제조업 현장 과제
(1) 인력 부족
(2) 부문 간 정보 공유
(3) 작업의 실수
(4) 비표준화
(5) 부품 관리
4) 제조업에서의 DX 필요성
(1) 제조업 현장에 DX가 요구되는 이유
(2) AI나 로봇 이용은 아직 미지수이고 난이도가 높은 이유
5) DX를 활용한 현장 개선 활동
(1) 디지털 툴이나 데이터를 사용한 개선안 제안
(2) 분석 및 예측 및 AI를 활용한 안전 위생 활동
(3) 디지털 툴을 이용한 자주보전
6) 5大 제조업 현장 개선 방법
(1) 5S 활동
(2) 공정 재검토
(3) 단계 교체 재검토
(4) 동작 체크
(5) 생산 라인 정리
7) 제조업 현장 개선의 주요 용어
(1) 4M
(2) QCDS
(3) KMK
1-4. 제조업의 가치사슬 의미와 분석방법
1) 제조업의 가치사슬
(1) 가치사슬 개념
(2) 가치사슬의 구조
(3) 제조업의 가치사슬
2) 가치사슬 활용 및 분석
(1) 분석 방법
① 현상 파악
② 비용 계산
③ 강점ㆍ약점 판별
④ 경영자원 평가
(2) 가치사슬 분석을 실시하는 장점
3) 디지털화로 변화하는 가치사슬
4) 가치사슬 관리에 의한 최적화
(1) 가치사슬 관리 효과
(2) 가치사슬 관리의 장점
(3) 가치사슬 관리의 단점
5) 성공적인 가치사슬 관리 사례
(1) 카오(Kao) 주식회사
(2) 나카니시(Nakanishi) 금속공업

2. 제조업의 DX : 스마트제조
2-1. 제조업의 디지털화 스마트제조
1) 개요
(1) 스마트 제조 개념
(2) 스마트제조 도입 장점
(3) 스마트제조 시작하는 방법
2) 스마트 제조 기술
(1) AI/기계학습
(2) AR(증강현실)/VR(가상현실)
(3) 자동화/로보틱스
(4) 적층 제조/하이브리드 제조
(5) 빅데이터 분석
(6) 클라우드 컴퓨팅
(7) CNC공작기계
(8) DfMA
(9) IoT/에지컴퓨팅
(10) 시뮬레이션/디지털 트윈
3) 스마트 제조가 가져오는 효과
4) 스마트 제조가 지속가능성에 미치는 영향
5) 스마트 제조로의 전환
2-2. 제조업에서 DX 도입을 위한 프로세스 및 도구
1) 제조업 DX
(1) DX 개념
(2) 제조업에 DX가 요구되는 배경
① 경제 불확실성에 대한 대응
② 새로운 가치의 창조
③ 생산성 유지 및 향상
④ 유지보수 비용 절감
(3) 제조업에서 DX에 주목받는 이유
(4) DX 촉진을 위한 IoT/IT의 적극적인 활용
(5) DX는 해결할 수 있는 현상과제에 대응하는 것이 중요
2) 제조업 변혁의 Key가 되는 디지털 트윈
(1) 디지털 트윈 개념
(2) 제조업의 DX와 디지털 트윈
(3) 디지털 트윈의 장점
① 제조체제의 최적화 및 리드타임 단축
② 비용 절감
③ 출하 후 후속조치의 용이함
④ 제품의 기능 개선 정확도와 관련 속도 향상
⑤ 고객 니즈 파악의 정확도 향상
(4) 디지털 트윈 도입 사례
3) 제조업이 DX화를 추진하기 위한 프로세스
(1) 1단계: DX 대응상황 진단 및 분석
(2) 2단계: 해결해야 할 과제의 명확화
(3) 3단계: DX 추진을 위한 체제 정비
(4) 4단계: DX 실현의 기반이 되는 툴 도입
(5) 5단계: 운용을 통한 평가, 검증, 개선
4) 제조업의 DX를 추진하기 위한 도구
(1) 온라인 회의 툴에 의한 DX 추진
(2) 온라인 스토리지는 DX 추진에 필수적인 툴
(3) 마케팅 툴에 의해 효율적인 제조업의 DX화
(4) 영업관리 툴 활용으로 제조업 DX 추진
(5) 제조업의 고객지원은 툴을 사용해 DX 추진
(6) 프로젝트 관리 툴로 제조업의 DX화
(7) 제조업도 백오피스 툴로 DX 추진
(8) 제조업 DX화에 필수적인 빅데이터 분석 툴
(9) 생산관리 시스템에 의한 제조업 DX화로 현장업무 효율화
(10) DX 툴 도입시 주의할 점 3가지
5) 제조업에서 DX를 진행할 때의 과제
(1) 제조업에 대한 요구 변화로 지향하는 모습의 불분명함
(2) DX 추진에 필요한 인력 부족
(3) 도입해야 할 툴을 선정하는 높은 난이도
6) 제조업에서 DX의 성공사례
(1) 공장 IoT를 통한 디지털화와 인재육성
(2) 다품종 소량생산 효율화와 고객요구 대응능력 향상
(3) 여러 공장을 가상 집약시켜 연계 가능
2-3. 해외 제조업계 DX 도입 사례
1) DX 도입을 위한 5大 포인트
(1) 디지털화
(2) 효율화
(3) 공통화
(4) 조직화
(5) 최적화
2) 경제산업성ㆍIPA에 의한 제조업 DX 추진 가이드라인
(1) 제조업 DX의 대상이 되는 디지털화 영역
(2) 제조업 DX에 의해 목표로 하는 항목
① 스마트 팩토리
② 스마트 프로덕트
③ 스마트 서비스
3) 제조업 DX 도입 프로세스
(1) ‘수비형’ DX와 ‘공격형’ DX의 이해
(2) 인재와 데이터 획득
(3) 기계 및 시스템 최적화