[사물인터넷] 제4차 산업혁명의 주요 국가의 전략

ICT 혁명 = 만물초지능 통신혁명 = 제4차 산업혁명 → IoT(IoE), A.I, 드론, 로봇, 빅데이터 ....

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미국

 

• 산업 인터넷(Industrial Internet) : 데이터 기반의 소프트웨어 및 서비스를 중심으로 사업 모델의 혁신을 지향

 

미국의 신 산업혁명 모델은 GE(General Electric)가 2012년 11원 제창한 '산업 인터넷'에서 비롯되어 산업기기와 공공기반 시설에 설치한 센서 데이터를 수집, 분석하여 운용에 활용한다는 혁신적인 산업생태계 구상이다.

미국의 사물 인터넷이 지향하는 사업 모델 특징

※ 미국의 제4차 산업혁명 접근법

• 클라우드 서비스를 기축으로 하는 인터넷의 우위성을 최대한 활용
• 제조업과 관련된 방대한 데이터를 인공지능으로 처리한 후 전 세계에 서비스를 제공한다.
• 이 과정에서 전 세계의 공장이나 설비의 제어와 생산을 관리하여 미국 주도의 산업 플랫폼 및 표준화 실현

 

※ 미국 GE의 산업 인터넷의 기본 구도

현실과 가상의 교차점에서 제조업을 한층 더 진화시켜 모든 산업기기, 예측분석 소프트웨어, 의사결정권자인 인간이 인터넷을 매개로 서로 연결되는 새로운 미래산업 생태계를 지향한다. 이 과정에서 확보한 글로벌 디지털 산업 플랫폼이 전통산업과 인터넷 융합을 가속화하여 제3차 산업혁명으로서 정보혁명의 뒤를 잇는 신산업혁명의 주도권을 장악하고자 한다.

 

독일의 인더스트리 4.0이 인터넷으로 연결되는 공장을 강조하는 반면, 산업 인터넷은 인터넷으로 연결되는 산업이라는 측면에서 제조보다는 데이터를 기반으로 한 소프트웨어 중심적이다. 즉, 산업 인터넷은 제조업의 진화가 아니라 사업 모델의 혁신적 창조 측면을 강조하고 있다.

 

※ 산업 인터넷의 데이터 순환 루프

산업 인터넷의 역동적인 흐름으로서 계측기능 등의 센서를 탑재한 산업기기는 독자적으로 데이터를 획득하고 보존한다. 이들 데이터는 클라우드로 연결된 알고리즘과 데이터 해석을 통해 모든 상황을 실시간으로 가시화하여 관련자들에게 공유함으로써 시스템의 최적화와 기술자의 역량 강화로 이어지는 선순환 루프를 형성하게 된다.

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독일

 

• 인더스트리 4.0 : "사물 및 서비스 인터넷(Internet of Things and Services)"을 제조업 및 서비스 프로세스에 총체적으로 적용하고자 하는 것. 공장 자동화를 추구하는 것이 아니라, 인터넷으로 연결되는 공장을 강조하여 가상공간과 현실공간을 유기적으로 연결하고, 독일내의 각 공장이 같은 플랫폼 기반에서 개발 및 생산을 분업하며 기계를 스마트기계(Smart Machine)로 혁신하는 것이다.

 

정리하면, 산업기계, 물류, 생산설비의 네트워크화, 기계끼리의 통신에 의한 생산조종의 자동화 등이 실현되고, 센서 기술에 의해 제조 중인 제품까지 개별로 인식하여 현재의 상태는 물론 완성까지 제조 프로세스를 한 눈에 파악 하고자 하는것.

 

※ SAP사의 스마트공장 구상

※ 제4차 산업혁명으로서의 인더스트리 4.0

인더스트리 4.0은 앞으로 사물 인터넷/사이버 물리 시스템 등에 의해 현실 시스템과 사이버 시스템 간의 경계가 사라지면서 자원 조달에서 설계 · 생산 · 유통 · 서브스까지 기업의 공급사슬 전체 과정을 연결 하고자 한다.

 

※ 독일의 제4차 산업혁명 접근법

• 대기업과 방대한 중소, 중견기업이 협업하는 제조업 생태계를 최대한 활용
• 사물 인터넷과 사이버 물리 시스템으로 기계, 종업원, 공장, 소비자, 연구개발자 전체를 최적으로 연결하여 제조업의 근본적인 혁신을 구현
• 이 과정에서 제품 개발, 생산공정 관리의 효율화, 공급망의 최적화를 통해 다품종 적량생산 시스템을 구축, 이 플랫폼을 전 세계로 확산 및 표준화 확보

 

※ 독일의 인더스트리 4.0 설계 사상

 

인더스트리 4.0이 지향하는 목표는 전국 공장을 거대 단일 가상공장 환경으로 만들어 그 가동상황을 실시간으로 파악하고, 부품 등의 수요에 대한 정확한 예측을 총해 국가단위로 대량조달을 하는 데 있다. 이는 자국 제조업의 수출 경쟁력을 강화하고 독일의 생산기술로 세계의 공장을 석권하겠다는 21세기 제조업 플랫폼 선도전략이다. 또한 플랫폼을 기반으로 통신규격의 국제표준화를 지향하며, 공급체인과 고객 간에 데이터를 실시간으로 공유하고, 설비 가동률의 평준화, 다품종 변량 생산, 이상의 조기 발견, 수요 예측이 가능한 21세기 공장 생태계를 완성하고자 한다.

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일본

 

• 로봇신전략(Japan's Robot Strategy) : 자국이 확보한 로봇 기술력과 저출산 · 고령화 등 과제 해결력을 접목시킴으로서, 로봇을 기축으로 하는 신 산업혁명 플랫폼

일본은 미국과 독일에 대응하기 위해 상대적으로 경쟁우위에 있는 인공지능 로봇혁명을 통해 일본을 세계의 로봇 혁신 거점으로 만들고, 세계 최고 수준의 로봇 이용과 활용 사회로 이행하며, 사물인터넷 시대의 로봇 즉, IT와 융합하여 빅 데이터, 네트워크, 인공지능을 자유롭게 활용하는 로봇으로 세계를 선도한다는 기본전략을 수립했다.

 

※ 일본의 로봇혁명의 배경

• 센서, 인공 지능 등의 기술 진보에 의해 이전에 로봇으로 간주되지 않았던 사물까지 로봇화되고 있다.
• 제조현장이나 일상생활 등 다양한 환경에서 로봇을 활용할 수 있게 되었디.
• 사회문제 해결이나 제조, 서비스의 국제 경쟁력 강화

일본은 미국이나 독일과 달리 통합적, 거시적인 비전이 미약하기 때문에 일본의 사이버 물리 시스템 비전은 제조뿐만 아니라 인프라를 포함한 사회 전체 차원에서 데이터 구동 사회를 지향한다.

일본은 당면 과제를 해결하기 위해 소셜 ICT에 의한 선진적인 미래 사회의 실현, 센서 또는 네트워크 연결된 로봇, 기계 학습과 심층 학습에 기반한 인공지능, 빅데이터, 사물인터넷 등을 적극적으로 활용하며, 이를 위한 기반 기술의 필요성을 강조하고 있다. → 사회 시스템 자체를 변혁(소사이어티 5.0)

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제4차 산업혁명의 본질

• 사람과 기계설비, 공장을 연결하고 모든 사물을 네트워크로 올려놓은 만물초지능 통신기반을 구축하는 것
• 이 기반 위에 제4차 산업혁명을 견인하는 플랫폼과 표준화를 선점하는 것

구분	미국	독일	일본
의제 (Agenda)	산업 인터넷 (Industrial Internet, 2012. 11)	인더스트리 4.0 (Industrie 4.0, 2011. 11)	로봇 전략 (Robot Strategy, 2015. 1)
플랫폼	클라우드 중심 플랫폼	설비·단말 중심 플랫폼	로봇화 중심 플랫폼
추진 주체	- 산업 인터넷 컨소시엄(2014 3. 발족) - GE, Cisco, IBM, Intel, AT&T 등 163개 관련기업과 단체	- 플랫폼 인더스트리 4.0(Platform Industrie 4.0) (2013. 4.) - AcaTech, BITKOM, VDMA, ZVEI 등 관련기업과 산업단체	- 로봇혁명실현회의(2015.1.) - 로봇혁명 이니시어티브협의회(148개국 국내외 관련 기업과 단체)
기본 전략	- 공장 및 기계설비 등은 클라우드에서 명령으로 처리 - 인공 지능 처리와 빅 데이터 해석을 중시하는 사이버(Cyber) 공간에서 현실(Real)화 전략	- 공장의 고성능 설비와 기기를 연결하여 데이터 공유 - 제조업 강국의 생태계를 살려서 현실(Real)의 사이버화 전략	- 로봇기반의 산업생태계 혁신 및 사회적 과제 해결 선도 - 로봇화를 기축으로 사물 인터넷/사이버 물리 시스템의 혁명 주도 전략

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용어정리

 

• 산업 인터넷(Industrial Internet)

데이터 기반의 소프트웨어 및 서비스를 중심으로 사업 모델의 혁신을 지향

 

• 인더스트리 4.0

"사물 및 서비스 인터넷(Internet of Things and Services)"을 제조업 및 서비스 프로세스에 총체적으로 적용하고자 하는 것. 공장 자동화를 추구하는 것이 아니라, 인터넷으로 연결되는 공장을 강조하여 가상공간과 현실공간을 유기적으로 연결하고, 독일내의 각 공장이 같은 플랫폼 기반에서 개발 및 생산을 분업하며 기계를 스마트기계(Smart Machine)로 혁신하는 것이다.

 

• 로봇신전략(Japan's Robot Strategy)

자국이 확보한 로봇 기술력과 저출산 · 고령화 등 과제 해결력을 접목시킴으로서, 로봇을 기축으로 하는 신 산업혁명 플랫폼

 

• 만물 인터넷(Internet of Everthing, IoE)

사물 인터넷이 진화하여 만물이 인터넷에 연결되는 미래의 인터넷으로, 존재하는 모든 사람과 프로세스, 데이터까지 서로 결합된 인터넷을 말한다.

 

• SAP(Systems, Applications, and Products in Data Processing)

 

• ERP(Enterprise Resource Planning)

전사적 자원 관리

 

• MES(Manufacturing Execution System)

제조 실행 시스템

 

• PLC(Product Life Cycle)

제품 수명 주기

 

• CAD(Computer-Aided Design)

컴퓨터 지원 설계

 

• JT(Jupiter Tessellation)