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COVID-19 팬데믹 사태가 진정되며 빠르게 회복할 것으로 기대되었던 제조업 경기가 전세계적으로 부진을 면치 못하고 있다. 공급망 이슈와 인플레이션 등 여러 문제가 복합적으로 작용하며 서비스업과의 디커플링 현상을 보이는 상황에서, 어느 국가도 뾰족한 대안을 제시하지 못하는 실정이다.

어느 때보다 시장의 불확실성이 높아진 현재, 디지털 전환은 외부환경의 변화에 빠르게 대응할 수 있도록 산업의 체질을 개선하는 전략으로 그 중요성이 날로 높아지고 있다. 

스마트 팩토리는 4차 산업혁명 기술을 집약해 제조업의 디지털 전환을 구현한 공간으로, 자동화를 통해 인건비를 절감하고 최적화를 통해 생산성을 획기적으로 향상시키는 등 제조산업 스마트화·서비스화의 기반이 되는 핵심 시설로 주목받고 있다. 

WEF는 전세계 스마트 팩토리 가운데 가장 선도적인 시설을 등대공장으로 선정하고 있는데, 해당 시설들을 살펴보면 이상적인 제조환경 구현을 위해 인공지능(AI)·빅데이터·디지털트윈·협동로봇 등 ICT 기술들을 적극 도입해 운영하고 있는 것을 알 수 있다.

스마트 팩토리 솔루션은 미국·독일·일본 등 제조 선진국에서 공급하고 있는데, 이들은 산업 영역의 HW·SW 경쟁력과 더불어 강력한 정책적 지원을 기반으로 세계 시장에서 영향력을 공고히 하고 있다.

제조업 기반의 구조와 협소한 내수시장이라는 한계가 있는 국내경제는 수출에 대한 의존도가 높아 오늘날과 같은 시장 환경에서 더욱 취약할 수밖에 없다. 이러한 상황을 타개하기 위해서는 제조 산업의 경쟁력과 부가가치를 높여 독일이나 일본과 같은 제조 선진국과 경쟁할 수 있는 역량을 갖추어야 할 것이다.

이를 위해 정부는 2023년 9월 ‘신(新) 디지털 제조혁신 추진전략’을 발표해 스마트공장의 양적 보급에만 치중해온 전략에서 벗어나, 중소제조업 디지털 제조혁신을 강력히 추진할 방침이라 밝혔다. 

이에, 당사는 디지털 대전환 시대 제조업 혁신의 중심에 있는 스마트 팩토리 기술 및 시장 동향과 글로벌 주요국 동향과 기업들의 대응 전략 등을 종합적으로 정리 분석하여 본서를 출간하게 되었으며, 특히 국내외 스마트 팩토리 시장과 주요국 정책 동향, 핵심 기술개발 동향 등을 통하여 시장의 변화를 예측하고, 경쟁전략 수립에 유용한 참고자료가 될 수 있도록 하는데 중점을 두었다.

모쪼록, 본 보고서가 스마트 팩토리 산업뿐만 아니라 관련 분야에 종사하는 분들의 업무에 미력하나마 도움이 되기를 바랍니다.

Ⅰ. 제조업의 스마트화 동향과 주요 이슈

1. 4차 산업혁명과 스마트 제조 현황

  1-1. 4차 산업혁명과 제조업 혁신

    1) 글로벌 제조 산업 현황과 전망

      (1) 글로벌 제조업 경기 현황 및 특징

      (2) 글로벌 제조업 경기 부진 주요 원인

      (3) 글로벌 제조업 경기 전망

      (4) 글로벌 제조업 및 세계교역 환경 변화

    2) 제조업 영역에서의 4차 산업혁명 특징

      (1) 제조업 서비스화(Servitization)

      (2) 제조업 디지털화(Digitalization)

      (3) 제조업 스마트화(Smartization)

    3) 인더스트리 5.0(Industry 5.0) 개요

      (1) 인더스트리 5.0 정의

      (2) 인간 관점에서의 인더스트리 5.0

      (3) 산업 관점에서의 인더스트리 5.0

      (4) 인더스트리 5.0 달성 전략

  1-2. 스마트 제조 개요 및 기술 동향

    1) 스마트 제조의 정의와 특징

      (1) 스마트 제조의 정의

      (2) 스마트 제조의 특징

    2) 스마트 제조산업의 분류와 범위

      (1) 스마트 제조의 산업 분류

      (2) 스마트 제조의 공급 산업 범위

    3) 제조운영 구현과 스마트 제조 기술

      (1) 제조운영을 위한 스마트 제조 핵심 기술

      (2) 생산자원(4M1E) 데이터 통합과 제조운영

    4) 국내 스마트 제조 기술개발 및 표준화 동향

      (1) 스마트 제조 기술개발 동향

      (2) 스마트 제조 기술 표준화 및 규제 동향

2. 제조업 분야 주요 이슈와 대응 전략

  2-1. 글로벌 공급망 이슈 및 주요국 대응 동향

    1) 글로벌 공급망 재편 현황과 제조업 변화

      (1) 글로벌 공급망 재편 현황

      (2) 기업환경 변화와 제조 산업별 영향

      (3) 제조업 분야 공급망 대응 전략

    2) 러-우 전쟁과 공급망 변화 및 대응 전략

      (1) 글로벌 공급망 동향 및 전망

      (2) 주요국 공급망 대응 전략

    3) 미국 IRA와 EU의 대응 동향

      (1) 미국 IRA와 EU의 RMA

      (2) EU 그린딜 산업계획

    4) 주요국 공급망 구조 변화와 대응 동향

      (1) 주요국 글로벌밸류체인(GVC) 참여도 지수 동향

      (2) 국내 공급망 취약성 현황

  2-2. 글로벌 산업 트렌드 및 제조 산업 동향

    1) 국내 산업 트렌드 분석

      (1) ESG 민감도 상승

      (2) 산업 융복합 가속화

      (3) 경기침체 우려 확대

    2) 기업 디지털화 현황과 파급 효과

      (1) 기업 디지털화 정의와 구분

      (2) 기업 디지털화 주요 동인

      (3) 기업 디지털화 파급 효과

    3) 국내·외 제조업 동향과 트렌드

      (1) 제조 산업의 서비스화

      (2) 생산관리시스템(MES) 시장 확대

Ⅱ. 스마트 팩토리 실태와 기술 동향

1. 스마트 팩토리 개념 및 핵심 기술 동향

  1-1. 스마트 팩토리 개념과 현황

    1) 스마트 팩토리 정의와 배경

      (1) 스마트 팩토리 개념과 구성요소

      (2) 스마트 팩토리 범위와 분류

      (3) 스마트 팩토리 도입 확대 동인

    2) 스마트 팩토리의 효과적 도입 방안

      (1) 스마트 팩토리 우수 도입기업 특징

      (2) 스마트 팩토리를 통한 가치실현 방안

    3) 미래 스마트 팩토리 유망서비스

      (1) 자율지능 기반 실시간 개인 맞춤형 주문·생산 시스템(Customized intelligent 

          Manufacturing)

      (2) 인간과 협업하는 지능형 자율공장(Human Collaborative Manufacturing)

      (3) 자율지능 제조 모들 가변형 시스템(Intelligent Flexible Manufacturing)

      (4) 소비자 콜라보 메타버스 가상 설계·제조 공장(Customer Involvement Metaverse

          Factory)

      (5) 숙련경험 모사형 제조공정 고도화 기술(Intelligent Precision Manufacturing)

      (6) 고숙련 직무교육 및 공정 가이드(High-skilled Manufacturing Guide)

      (7) 공장 내 자율주행 물류 시스템(Autonomous Mobility System)

      (8) 작업자 특성 맞춤형 웨어러블 증강 슈트(Wearable Augmented Suit)

      (9) 지능형 위해 예측 및 안전 강화 기술(Advanced Safe Manufacturing)

      (10) 위험 환경 대응 원격 공정 로봇(Hazardous Operation Robot)

      (11) 탄소 인터넷 기반 온실가스 저감 시스템(Zero Emission Factory)

      (12) 블록체인 기반 고도화된 스마트 제조 보안 시스템(Blockchain-Factory)

      (13) 글로벌 능동형 공급 체인 예측 및 대응 시스템(Global Active SCM)

  1-2. 스마트 팩토리 기술개발 동향

    1) 국내 스마트제조 연구개발 현황 및 추진계획

      (1) 2022년 연구개발 분야 및 주요성과

      (2) 2023년 연구개발 추진 계획

    2) 스마트제조 혁신을 위한 ICT 융합 연구개발 동향

      (1) 스마트제조 핵심기술 개발 사업

      (2) 스마트제조 R&D 과제 현황

2. 스마트 팩토리 생태계 주요 기반 기술 동향

  2-1. 5G 및 에지컴퓨팅

    1) 5G 및 6G 기술 개요

      (1) 5G 기술 특징과 파급 효과

      (2) 5G 기반 유망분야

      (3) 6G 기술 동향 및 도입 전망

    2) 에지컴퓨팅 산업 개요 및 기술 동향

      (1) 에지컴퓨팅 기술 요소와 발전 동향

      (2) 에지컴퓨팅 및 MEC(Mobile Edge Computing) 기술 개념과 특징

      (3) 5G MEC(Mobile Edge Computing) 기술 표준화 동향

    3) 5G 특화망(이음5G) 산업 동향

      (1) 5G 특화망 개념과 특징

      (2) 국내·외 5G 특화망 산업 동향과 전망

    4) 5G 기반 제조 및 생산 분야 시범사업 추진 동향

      (1) 핵심 기술 개발

      (2) 핵심 서비스

  2-2. 센서와 사물인터넷(IoT)

    1) 스마트센서 산업 개요

      (1) 스마트센서 산업 밸류체인과 동향

      (2) 스마트센서 시장 동향 

      (3) 주요국 스마트센서 관련 정책 동향

    2) 제조 분야 스마트센서 기술 동향

      (1) 머신비전 산업 및 기술 동향

      (2) 비전센서 기술 동향

    3) 사물인터넷(IoT) 산업 개요

      (1) 사물인터넷(IoT) 개념과 기반기술

      (2) 산업용 사물인터넷(IIoT)의 정의와 분류

      (3) 스마트 팩토리에서의 산업용 사물인터넷(IIoT)의 역할

    4) 제조 분야 사물인터넷(IoT) 기술 동향

      (1) 제조 분야 사물인터넷(IoT) 기술 정의 및 범위

      (2) 제조 분야 사물인터넷(IoT) 센서 기술

      (3) 제조 분야 사물인터넷(IoT) 네트워크 기술

      (4) 제조 분야 사물인터넷(IoT) 플랫폼 기술

    5) 사물인터넷(IoT) 기반 제조 응용 프로그램

      (1) IoT 기반 클라우드 제조

      (2) 에너지 효율 관리

      (3) 제조 운영 관리

      (4) 안전 및 인체공학

      (5) 공급망 및 물류

  2-3. 빅데이터와 인공지능(AI)

    1) 데이터 산업 및 기술 동향

      (1) 데이터 산업 및 데이터 기술 개요

      (2) 데이터 산업 분야 주요 기술 동향

      (3) 국내·외 데이터 산업 시장 동향 

      (4) 빅데이터 플랫폼 산업 동향

      (5) 빅데이터 분석 솔루션 산업 동향

    2) 인공지능(AI) 기술 개요 및 초거대 AI

      (1) 인공지능(AI) 기술 정의와 발전

      (2) 초거대 인공지능(AI)의 발전과 데이터

    3) 제조 분야 빅데이터 및 인공지능(AI) 기술 현황

      (1) 제조 분야 인공지능(AI) 활용 방안

      (2) 제조안전 분야 데이터 및 인공지능(AI) 기술 활용

  2-4. 클라우드

    1) 클라우드 서비스 개요 및 산업 동향

      (1) 클라우드 컴퓨팅 서비스 개념과 의의

      (2) 클라우드 산업 동향

    2) 제조 분야 클라우드 기술 동향

      (1) 클라우드 제조의 개념과 특징

      (2) 클라우드 제조 관련 연구 동향

  2-5. 디지털 트윈과 사이버 물리 시스템(CPS)

    1) 디지털 트윈 및 사이버 물리 시스템(CPS) 개요

      (1) 제조 디지털 트윈 표준 모델 정의와 특징

      (2) 사이버 물리 시스템(CPS) 개요

      (3) 디지털 트윈 기술개발 및 특허 동향

    2) 제조 분야 디지털 트윈 및 사이버 물리 시스템(CPS) 기술

      (1) 제조 디지털 트윈(MDT) 표준 모델 구조

      (2) 사이버 물리 시스템(CPS) 기반 스마트 팩토리

    3) 제조 분야 디지털 트윈 응용 기술 동향

      (1) 디지털 트윈-로봇 연계 기술 동향

      (2) 디지털 트윈 기반 유연 자동화 가공셀 기술 동향

  2-6. 가상/증강현실(VR/AR) 및 메타버스

    1) 메타버스 개념 및 요소기술 동향

      (1) 메타버스 개념과 주요 이슈

      (2) 메타버스 구성 핵심 프레임워크

      (3) 메타버스 5대 핵심기술 개발전략

    2) 제조 분야 메타버스 기술 도입 동향

      (1) 자동차 제조 분야 XR(VR·AR) 기반 스마트 제조 사례

      (2) 제조업 분야 XR(VR·AR) 기반 교육훈련 사례

      (3) 2023년 메타버스 선도 프로젝트(제조)

  2-7. 로봇

    1) 국내·외 로봇 산업 동향 및 기술 발전 현황

      (1) 제조용 로봇의 정의

      (2) 제조용 로봇의 구분

      (3) 글로벌 로봇 산업 현황

      (4) 글로벌 로봇 산업 변화와 요인

      (5) 첨단로봇 기술 발전 동향

    2) 제조 분야 주요 로봇 기술 동향

      (1) 협동로봇 기술 동향

      (2) 물류로봇 기술 동향

  2-8. 3D 프린팅

    1) 3D 프린팅 개요 및 기술 응용 현황

      (1) 3D 프린팅 산업 개요

      (2) 3D 프린팅 기술 주요 응용 분야

    2) 제조 분야 3D 프린팅 기술 동향

      (1) 3D 프린팅 데이터 관련 기술 동향

      (2) 3D 프린팅 공정 지능화 관련 기술 동향

Ⅲ. 스마트 팩토리 시장 및 정책 동향

1. 국내·외 스마트 팩토리 시장 동향 및 등대공장 현황

  1-1. 국내·외 스마트 팩토리 시장 동향

    1) 스마트 팩토리 부상 배경 및 주요 이슈

      (1) 글로벌 공급망 권역화

      (2) 첨단전략산업 환경 변화

      (3) 제조업 서비스화

    2) 스마트 팩토리 분야별 시장 동향과 전망

      (1) 스마트 팩토리 소프트웨어 및 솔루션 시장

      (2) 제조 인공지능 시장

      (3) 제조로봇 시장

    3) 국내·외 스마트 팩토리 시장 동향

      (1) 글로벌 스마트 팩토리 시장 동향 및 전망

      (2) 미국 스마트 제조 시장 동향

      (3) 일본 제조시설 디지털 전환 시장 전망

      (4) 중국 스마트 팩토리 조성 동향

      (5) 국내 산업 분야별 스마트공장 도입 현황

  1-2. 국내·외 등대공장 및 스마트 제조 기업 현황

    1) 2022년 신규 등대공장

      (1) Advanced Semiconductor Engineering(대만 가오슝)

      (2) Agilent Technologies(싱가포르 싱가포르)

      (3) Bosch(튀르키예 부르사)

      (4) CEAT(인도 할롤)

      (5) Cipla(인도 인도르)

      (6) The Coca-Cola Company(아일랜드 밸리나)

      (7) Contemporary Amperex Technology(중국 이빈)

      (8) Danone(폴란드 오폴레)

      (9) Dr. Reddy’s Laboratories(인도 하이데라바드)

      (10) Flex(브라질 소루카바)

      (11) Foxconn Industrial Internet(중국 선전)

      (12) Haier(중국 허페이)

      (13) Haier(중국 칭다오)

      (14) Huayi New Material(중국 상하이)

      (15) Johnson&Johnson Consumer Health(인도 물룬드)

      (16) Lenovo(중국 허페이)

      (17) LG Electronics(미국 클락스빌)

      (18) MantaMESH(독일 프뢰슈테트)

      (19) Midea(중국 포산)

      (20) Mondelēz(인도 스리시티)

      (21) Mondelēz(중국 쑤저우)

      (22) Procter&Gamble(일본 타카사키)

      (23) Sany Heavy Industry(중국 창사)

      (24) Unilever(브라질 인다이아투바)

      (25) Unilever(중국 천진)

      (26) Western Digital(태국 방파인)

      (27) Western Digital(필리핀 라구나)

      (28) Western Digital(중국 상하이)

      (29) Wistron(중국 중산)

    2) 2022년 신규 지속가능한 등대공장

      (1) Arcelik(루마니아 울미)

      (2) Flex(브라질 소로카바)

      (3) Haier(중국 천진)

      (4) Micron(싱가포르 싱가포르)

      (5) Siemens(독일 암베르크)

      (6) Unilever(인도 다파다)

      (7) Western Digital(중국 상하이)

    3) 글로벌 스마트 제조 기업 현황

      (1) GE

      (2) Microsoft Corporation

      (3) Rockwell Automation

      (4) Honeywell

      (5) Emerson

      (6) Siemens

      (7) Robert Bosch

      (8) ABB

      (9) Dassault Systèmes

      (10) Schneider Electric

      (11) 화낙

      (12) 미쯔비시 전기

    4) 국내 스마트 제조 기업 현황

      (1) LG CNS

      (2) 포스코DX

      (3) 삼성SDS

      (4) CJ올리브네트웍스

      (5) KT

      (6) SKT

      (7) LGU+

      (8) 두산로보틱스

      (9) LS산전

      (10) SFA

      (11) 티라유텍

      (12) 레인보우로보틱스

      (13) 컴퓨터메이트

      (14) 휴비즈아이씨티

      (15) 위즈코어

2. 국내·외 제조업 및 스마트 팩토리 정책 동향

  2-1. 글로벌 스마트 제조 및 스마트 팩토리 정책 동향

    1) 독일

      (1) 매뉴팩처링-X(Manufacturing-X)

      (2) 첨단기술전략(Hightech-Strategie für Deutschland)

      (3) 인더스트리 4.0(Industrie 4.0)

      (4) 플랫폼 인더스트리 4.0(Platform Industrie 4.0)

      (5) GAIA-X 프로젝트

      (6) 연방경제기후보호부(BMWK) 지원지침

      (7) 중소기업 디지털 전환 지원 정책

      (8) 중소기업 네트워킹

    2) 미국

      (1) 제조 정책 분야 주요 이슈

      (2) 미국 첨단제조 국가 전략(National Strategy for Advanced Manufacturing)

      (3) 국가로봇이니셔티브(National Robotics Initiative, NRI)

    3) 일본

      (1) 일본 제조업 디지털 전환 정책 현황

      (2) 신산업구조비전

      (3) 초스마트 사회(Society 5.0)

      (4) 커넥티드 인더스트리즈(Connected Industries)

      (5) 로봇신전략(ロボット新戦略)

    4) 중국

      (1) 중국제조 2025

      (2) 14차 5개년 지능형제조발전규획

      (3) 중소기업 디지털화 역량 강화를 위한 행동 방안

      (4) 국가 스마트제조 표준체계 건설 지침(2021)

      (5) 인터넷+

  2-2. 국내 스마트 제조 및 스마트 팩토리 정책 동향

    1) 신(新) 디지털 제조혁신 추진전략

      (1) 기업 역량별 맞춤 지원

      (2) 데이터 기반 제조혁신 생태계 조성

      (3) 민간·지역 협력 네트워크 강화

      (4) 기술 공급기업 역량 제고 및 시장 자정

    2) 대한민국 디지털 전략

      (1) 세계 최고의 디지털 역량

      (2) 확장 하는 디지털 경제

      (3) 포용 하는 디지털 사회

      (4) 함께 하는 디지털 플랫폼 정부

      (5) 혁신 하는 디지털 문화

    3) K-스마트등대공장 육성사업

      (1) K-스마트등대공장 육성사업 개요

      (2) K-스마트등대공장 11개사 실행전략

    4) 2023년도 선도형 스마트공장 구축지원 사업

      (1) 사업개요 

      (2) 주요사항

      (3) 사업 지원계획

    5) 2023년도 탄소중립형 스마트공장 보급사업

      (1) 사업개요

      (2) 지원내용

      (3) 지원대상

      (4) 지원규모 및 조건