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.스마트제조ㆍ스마트팩토리트렌드및전략분석

1.제조업디지털혁신트렌드
1-1.제조업혁신전략:인더스트리4.0
1)인더스트리4.0
(1)개요
(2)기술개요
(3)시장개요
2)주요적용사례
(1)예측유지보수
(2)자동화된품질관리
(3)서플라이체인최적화
(4)스마트자동화
(5)생산공정의최적화
(6)연수ㆍ지도
(7)원격감시제어
(8)안전ㆍ보안
(9)가상가이드에의한서비스
(10)기계및제조공정의유연성
(11)생성적디자인
(12)오류검출
3)주요기술개발동향
(1)인더스트리4.0의주요디지털기술
(2)유망신기술
①디지털트윈
②무인항공기(드론)
③양자컴퓨팅
4)인더스트리4.0도입방법및과제
(1)다운타임단축을통한운영비용절감
(2)생산성과품질향상
(3)테크놀로지의합리적인가격
(4)고객의기대
(5)핵심과제
①숙련노동력부족
②레거시시스템에의한상호운용성결여
③고액의설비투자
④사이버보안에관한우려
5)주요플레이어및사례분석
(1)컴포넌트공급업체
(2)기술및서비스제공업체
6)최근동향
(1)컴포넌트공급업체
(2)기술및서비스제공업체
1-2.주요국별인더스트리4.0관련트렌드
1)한국
(1)개요
(2)주요정책
(3)주요참여업체의대응전략
2)미국
(1)개요
(2)주요정책
(3)주요참여업체의대응전략
3)독일
(1)개요
(2)주요정책
(3)주요참여업체의대응전략
4)중국
(1)개요
(2)주요정책
(3)주요참여업체의대응전략
5)일본
(1)개요
(2)주요정책
1-3.제조업의현장과제와DX를활용한개선동향
1)현장의개선활동
2)현장개선을위한5가지사이클
(1)현장개선점의가시화
(2)현장개선점의우선순위설정
(3)PDCA사이클의구조구축
(4)개선책실행
(5)개선후정착
3)5大제조업현장과제
(1)인력부족
(2)부문간정보공유
(3)작업의실수
(4)비표준화
(5)부품관리
4)제조업에서의DX필요성
(1)제조업현장에DX가요구되는이유
(2)AI나로봇이용은아직미지수이고난이도가높은이유
5)DX를활용한현장개선활동
(1)디지털툴이나데이터를사용한개선안제안
(2)분석및예측및AI를활용한안전위생활동
(3)디지털툴을이용한자주보전
6)5大제조업현장개선방법
(1)5S활동
(2)공정재검토
(3)단계교체재검토
(4)동작체크
(5)생산라인정리
7)제조업현장개선의주요용어
(1)4M
(2)QCDS
(3)KMK
1-4.제조업의가치사슬의미와분석방법
1)제조업의가치사슬
(1)가치사슬개념
(2)가치사슬의구조
(3)제조업의가치사슬
2)가치사슬활용및분석
(1)분석방법
①현상파악
②비용계산
③강점ㆍ약점판별
④경영자원평가
(2)가치사슬분석을실시하는장점
3)디지털화로변화하는가치사슬
4)가치사슬관리에의한최적화
(1)가치사슬관리효과
(2)가치사슬관리의장점
(3)가치사슬관리의단점
5)성공적인가치사슬관리사례
(1)카오(Kao)주식회사
(2)나카니시(Nakanishi)금속공업

2.제조업의DX:스마트제조
2-1.제조업의디지털화스마트제조
1)개요
(1)스마트제조개념
(2)스마트제조도입장점
(3)스마트제조시작하는방법
2)스마트제조기술
(1)AI/기계학습
(2)AR(증강현실)/VR(가상현실)
(3)자동화/로보틱스
(4)적층제조/하이브리드제조
(5)빅데이터분석
(6)클라우드컴퓨팅
(7)CNC공작기계
(8)DfMA
(9)IoT/에지컴퓨팅
(10)시뮬레이션/디지털트윈
3)스마트제조가가져오는효과
4)스마트제조가지속가능성에미치는영향
5)스마트제조로의전환
2-2.제조업에서DX도입을위한프로세스및도구
1)제조업DX
(1)DX개념
(2)제조업에DX가요구되는배경
①경제불확실성에대한대응
②새로운가치의창조
③생산성유지및향상
④유지보수비용절감
(3)제조업에서DX에주목받는이유
(4)DX촉진을위한IoT/IT의적극적인활용
(5)DX는해결할수있는현상과제에대응하는것이중요
2)제조업변혁의Key가되는디지털트윈
(1)디지털트윈개념
(2)제조업의DX와디지털트윈
(3)디지털트윈의장점
①제조체제의최적화및리드타임단축
②비용절감
③출하후후속조치의용이함
④제품의기능개선정확도와관련속도향상
⑤고객니즈파악의정확도향상
(4)디지털트윈도입사례
3)제조업이DX화를추진하기위한프로세스
(1)1단계:DX대응상황진단및분석
(2)2단계:해결해야할과제의명확화
(3)3단계:DX추진을위한체제정비
(4)4단계:DX실현의기반이되는툴도입
(5)5단계:운용을통한평가,검증,개선
4)제조업의DX를추진하기위한도구
(1)온라인회의툴에의한DX추진
(2)온라인스토리지는DX추진에필수적인툴
(3)마케팅툴에의해효율적인제조업의DX화
(4)영업관리툴활용으로제조업DX추진
(5)제조업의고객지원은툴을사용해DX추진
(6)프로젝트관리툴로제조업의DX화
(7)제조업도백오피스툴로DX추진
(8)제조업DX화에필수적인빅데이터분석툴
(9)생산관리시스템에의한제조업DX화로현장업무효율화
(10)DX툴도입시주의할점3가지
5)제조업에서DX를진행할때의과제
(1)제조업에대한요구변화로지향하는모습의불분명함
(2)DX추진에필요한인력부족
(3)도입해야할툴을선정하는높은난이도
6)제조업에서DX의성공사례
(1)공장IoT를통한디지털화와인재육성
(2)다품종소량생산효율화와고객요구대응능력향상
(3)여러공장을가상집약시켜연계가능
2-3.해외제조업계DX도입사례
1)DX도입을위한5大포인트
(1)디지털화
(2)효율화
(3)공통화
(4)조직화
(5)최적화
2)경제산업성ㆍIPA에의한제조업DX추진가이드라인
(1)제조업DX의대상이되는디지털화영역
(2)제조업DX에의해목표로하는항목
①스마트팩토리
②스마트프로덕트
③스마트서비스
3)제조업DX도입프로세스
(1)‘수비형’DX와‘공격형’DX의이해
(2)인재와데이터획득
(3)기계및시스템최적화
4)제조업DX의과제와진행되지않는이유
(1)인력부족과업무지식의비표준화
(2)진행되지않는기업의변혁역량강화
5)제조업DX대응해외사례
(1)DX플랫폼운용사례:CEMEX
(2)디지털기술활용에의한제품향상사례:BASF
(3)원격조작기술도입사례:CATERPILLER
(4)스마트팩토리의대응사례:토요타자동차
(5)스마트프로덕트의대응사례:야마하발동기
(6)스마트서비스의대응사례:오므론
(7)압력계IoT화로보전업무자동화사례:KOBATAGAUGEMFG
(8)원격감시를통한보전으로문제조기해결사례:Roku-RokuSangyo

3.제조DX구현에핵심기술인스마트팩토리
3-1.제조업의미래를책임질새로운공장의형태
1)스마트팩토리와인더스트리4.0
(1)스마트팩토리의개념
(2)스마트팩토리와인더스트리4.0
(3)스마트팩토리의구성요소
2)스마트팩토리에대응해야하는이유
(1)인력부족문제해소
(2)작업방식혁신추진
(3)기술계승실현
(4)SDGs에대한대응
(5)비용절감
3)스마트팩토리도입에의해발생하는과제와대처방법
(1)디지털인재확보
(2)보안강화
(3)네트워크시스템용량문제
(4)초기비용확보
4)스마트팩토리에서해결할수있는과제
(1)고장예지
(2)이미지인식으로불량품색출
(3)VR에의한원격지원으로인재육성
(4)공장에너지를센서로최적화
5)스마트팩토리를실현하기위한방법
(1)철저한데이터가시화와축적
(2)효율적으로분석하기위한툴도입
(3)최종목표는자동화
6)주요국별스마트공장추진동향
(1)독일
(2)중국
(3)인도
(4)일본
7)스마트공장성공사례
3-2.제조업x디지털화의최첨단‘스마트팩토리’
1)스마트팩토리가제조업에서주목받는이유
2)스마트팩토리의7가지목적
(1)품질향상
①불량률저감
②품질안정화및편차저감
③설계품질향상
(2)비용절감
①재료사용량경감
②생산을위한자원감소
③재고삭감
④설비관리ㆍ감시생력화(laborsaving)
(3)생산성향상
①설비ㆍ인력가동률향상
②작업의효율화,작업의삭감및부담경감
③설비고장에따른가동정지감소
(4)제품화및양산화기간단축
①제품개발및설계자동화
②사양변경에대한대응의신속화
③생산라인설계및구축단축화
(5)인력부족ㆍ인재육성에대한대응
①다양한인재활용
②기능계승
(6)새로운부가가치제공및제공가치향상
①다양한요구에대한대응력향상
②제공가능한가공기술의확대
③새로운제품및서비스제공
④제품의성능및기능향상
(7)리스크관리강화
3)스마트팩토리의기반기술
(1)IoT
(2)AI(인공지능)
(3)AR(증강현실)
(4)디지털트윈
3-3.제조업의디지털화가가져올이점과향후과제
1)제조DX실현에필수적인스마트팩토리
(1)디지털기술의진보로제조업의본연의자세는크게변화
(2)데이터활용을통해얻을수있는장점
(3)스마트공장실현의과제는인재부족과IT투자의필요성
(4)코로나19팬데믹으로제조업의IT투자증가
2)스마트팩토리의장점
(1)기업가치향상
(2)제조공정의가시화를통한생산성향상
(3)인력문제해소및기술계승
①인력부족
②기술계승
(4)에너지절약효과
(5)가동안정화
(6)품질향상과비용절감
(7)리드타임단축
(8)시뮬레이션에의한예측
(9)로지스틱스개선
3)스마트팩토리화의과제
(1)디지털화의침투