4차 산업혁명, 새로운 제조업의 시대

4차 산업혁명, 새로운 제조업의 시대

한국은 1980년대부터 제조업 강국의 위상을 세계에 각인시켰던 당찬 국가였으나, 90년대 후반부터는 IT 분야에서도 발군의 실력을 발휘하여 현재와 같은 확고한 무역대국의 입지를 다진 바 있습니다. 현재 4차 산업혁명의 파고가 선진국 중심으로 거세게 일며 글로벌 경제구조 자체의 변혁을 꾀하는 중이지만, 이에 대해 대기업이나 중소기업, 정부 차원의 조지적 대응 움직임은 대단히 미약합니다.연구가 발전함에 따라 인지(cognitive) 컴퓨팅, 기계 지능 등으로 분야가 더 세분화하고, 그간 선견지명 있는 여러 전문가들이 지적했듯 기계의 (그 동기를 알 수 없는) 결과 산출에 무작정 의존할 게 아니라, 훈련된 신경망이 내린 결정에 대해 설명이 가능하도록 하는 XAI(=익스플레인 AI) 연구에 초점이 맞춰지는(p40) 게 현재 미국 정부 섹터의 최신 동향입니다.우리 주변에는 이상하게도 그 근본 원리를 이해도 못 한 채 앙상한 결론만 뽑아내어 사이비 종교 교리 선전하듯 목청만 높여 떠드는 천박하고 혐오스러운 움직임이 있는데, 이처럼 정체 불명 근거 부재의 맹신적 폭주는 과학의 본질을 이해 못하는 지적 열등자가 남들보다 나은 대접만은 악착같이 챙기고 싶어하는 비뚤어진 욕구와 뒤틀린 인성의 산물이라고 하겠습니다. 3류에도 못 끼는 암기형 낙오자가 그저 남들 하는 시늉만 내며 어설프게 전문가 범주에 날림으로 끼어 보려는 시도는, 4차 산업혁명 과정에서 철저히 그 부실과 허위가 폭로될 것입니다.현재 이 분야에서 가장 앞서가는 구글도 에너지 효율에 대해서는 일일이 언론과 비평가 그룹에 해명하며 시시콜콜히 단계별 개선 사항을 홍보하는 모습인데 뭔가 그들도 신경이 어지간히 쓰이기는 하는가 봅니다. 생각하면 할수록 최소 열량 소모로 고효율을 달성하는 인체 신경망 구조가 놀라울 뿐인데, 책에서도 "더 적은 데이터와 더 작은 사이즈를 갖는 학습 시스템"이라든가, "시뮬레이션 환경" 등의 아젠다를 중요 항목으로 강조합니다. 단, "학습과 추론에 적합한 하드웨어"나 "기억을 가지는 신경망" 등은 아직 (특히 한국의 산-학 연계 구조에선) 매우 갈 길이 먼 과제라고 평가할 수 있습니다.가상화폐 분야에서도 근래 불순한 의도를 가진 세력에서 여러 보안 침훼, 저해 시도를 펼치고 있습니다만, 인공지능은 이 영역에서도 이른바 compromised된 데이타를 체계적으로 적발해 내는, anti-fraud 기능을 수행하는 데 큰 도움을 줄 수 있습니다. 또한 자율 주행 분야에서도 보다 진보된 신경망을 통해 움직임과 이동성을 개선하는 연구가 활발히 진행 중이라고 합니다. 모든 좌절과 실패를 남탓 환경탓 시스템 탓으로 돌리는 퇴행적이고 범죄적인 사고에만 능통한 원 트랙(해프 트랙?ㅋ) 원시 신경망을 가진 자가 뉴런이 어떻고 시냅스가 어떻고를 떠드는 것만큼이나 희극적인 꼴도 없는데, 이른바 "생성적 적대 신경망(자족적 고립적 폐쇄적 AI가 아니라, 경쟁적 환경에서 진취적 진화를 달성할 수 있는 시스템을 뜻합니다)"의 응용, 도입은 특히 이 자율 주행 분야에서 큰 효능을 산출하지 싶습니다.전기차의 배터리 기능에 대해서도, 재생 에너지의 저장과 생산 기능 제고는 물론, 독립되고 분산된 에너지 네트워크의 창출을 언급(81)함으로써, 그저 환경 보존과 자원 고갈 대비라는 일차원적 목적, 대증(對症)적 어프로치가 아니라 산업 구조와 인간 경제 활동 구조의 근원적 혁신을 지향합니다. 한 가지 난제가 (방법론적으로도 바람직하게) 개선되면, 이에서 파생된 지혜가 도미노처럼 인접 혹은 원거리 영역에 두루 외부 효과를 끼치는 점이 그저 놀랍고, 역시 미래는 긍정적이고 낙관적 퍼스펙티브에서 통찰할 필요가 있음을 재확인하게 됩니다.개인 무인 항공기 보유 개념으로 "1가구 1드론" 시대가 머지 않아 열리라는 전망은, 설령 이 분야에 관심이 적었던 이들도 은근 가슴을 설레게 합니다. 책에서는 토머스 프레이의 말을 인용하여 "유동성 미디어 플랫폼으로 드론을 활용한"(p155에 이 언급이 나오는데, 기술의 진보와 사회 현상을 이처럼 유기적으로 결합하여 통찰하는 실력이 진정 놀랍지 않습니까? 4차 산업혁명 시대의 지성은 단순 암기 사항의 카피 낭독이나 말꼬리 잡고 늘어지며 획일화니 어쩌니 소모적인 시비를 거는 게 아니라, 이처럼 일찍이 없던 개념을 결합, 총괄하여 제시, 정리, 예측하는 능력입니다) 새로운 직업군의 창출을 예견하는데, 바로 이런 전망과 구체적 패러다임화야말로 "마스터 플랜 백서"의 본연적 기능입니다.인접국에 비해(단 중국은 개별 기술은 우릴 앞서가는 분야가 있어도, 총괄적 컨셉으로는 재래식 제조업에 비교우위를 갖는 나라라서 "4차 산업혁명"을 단위로 파악하면 여전히 뒤처진 면이 있습니다) 매우 그 동력과 성취상이 미진하지만, 여튼 가까운 장래에 전면적이고 불가파한 현실로 다가올 것이 분명하므로, 우리는 4차 산업혁명에 대해 집행과 실천과 지속적 전진이 가능한 과제를 설정하고 현장에서 독려해야 합니다. 책에서는 참 멋진 표현을 구사하며 독자의 마음을 설레게 하는데, 윗선에 상신, 혹은 보고하는 문건은 무릇 이 정도가 되어야 성의와 실력을 인정받게 마련이죠(뭐 이 책이야 최고 석학들의 솜씨이니만치 당연하지만). 붐업, 점프업, 스트롱업, 글로벌 파워업의 4단계를 추진하자는 제언인데, 이 설계에 따르면 점프업은 2020년까지는 완결되어야 하고, 나머지 후속 두 단계도 거의 동시에 진행되어 2022년까지는 의미 있는 경제적 과실이 국내 산업계 전반에 파급되어야 한다는 거죠.특히 중요한 건, 어느 단계의 "혁명"에서도 핵심 기능을 수행하는 자원인 "인재의 발견과 양성"입니다. 쭉정이와 알곡을 준별하는 기준은 첫째 창의성, 둘째가 업무와 과제에 임하는 진정성입니다. 변명과 합리화와 왜곡이 버릇처럼 취미처럼 몸에 밴 자는 어느 조직에서건 퇴출되게 마련이고, 직장 동료들은 물론 가족, 부모로부터도 관계 소외를 겪을 수밖에 없습니다. 4차 산업혁명의 거센 도전은 오히려 우리에게 전인적 인재로 거듭날 것을 촉구하는 진화에의 동력으로 받아들일 때, 미래의 직장은 지루하고 고된 먼데인(mundane) 업무의 반복이 아니라 희열과 쾌감의 놀이터가 될 것입니다.

4차 산업혁명의 승패는 제조업 혁신으로 판가름 난다!

이제 우리가 사는 세상은 본격적인 4차 산업혁명 시대로 접어들었다. 4차 산업혁명 시대는 기본적으로 제조업 혁신의 시대로 산업 간의 경계가 사라진다. 기업에게 하드웨어를 잘 만드는 것은 별로 의미가 없다. 소프트웨어와 융합하고, 인공 지능, 딥 러닝, 로봇, 사물 인터넷 등의 기술을 통합해야 살아남을 수 있다. 그리고 4차 산업혁명 시대에는 데이터가 곧 강력한 자본이 된다. 또한 데이터를 가진 자, 플랫폼을 가진 자가 시장과 세계를 지배한다.

4차 산업혁명은 제조업의 혁신 경쟁에 의해 승패가 결정된다. 독일, 미국, 일본, 중국, 인도 등 세계 각국은 4차 산업혁명에 발 빠르게 대처하고 제조업을 살리기 위해 정부, 산업계, 학계가 손을 맞잡고 치열하게 뛰고 있다. 우리나라에서도 제조업은 국내 총생산의 30%를 차지하는 매우 중요한 산업으로 2014년 기준 총 39만 7천여 개의 제조업체에서 396만여 명이 종사하고 있다. 하지만 4차 산업혁명이라는 쓰나미에 국내 제조업체들은 생존 위기에 직면해 있다. ‘무너지는 제조업 현장…숙련된 기술 인력이 떠난다’, ‘제조업 일자리 1년 사이 16만 개가 사라졌다’, ‘중소기업 노동 생산성 OECD 꼴찌’ 등 신문이나 TV에서는 제조업의 암울한 실상을 연일 쏟아내고 있고, 실제 피부로 체감이 되고 있기도 하다.

이 책은 4차 산업혁명을 연구하며 우리 제조업의 이러한 현실을 안타까워하던 5명의 저자들이 머리를 맞대고 희망의 작은 불씨를 살려보고자 도원결의를 하여 만들어지게 되었다. ‘4차 산업혁명에 어떻게 대응하고, 생산 현장을 어떻게 바꾸어 갈 것인가’와 같은 제조업체의 심각한 고민에 뜬구름 잡는 이야기만 넘쳐나는 상황에서 산업 현장의 풍부한 경험과 해박한 이론적 지식을 겸비한 각 분야 전문가들이 실제로 스마트 공장을 구축하는 방법을 제시하고자 힘을 모았다.

·추천사1-거대한 변화의 물결, 4차 산업혁명에 올라타라(한상범)
·추천사2-비즈니스에 혁명적 변화를 꾀하라(양승택)
·머리말-4차 산업혁명 시대의 생존 방안, 스마트 공장을 향하여

1장_ 또 한 번의 격변기, 4차 산업혁명의 시대
1. 4차 산업혁명이란 무엇인가?
삶과 비즈니스를 송두리째 변화시키는 4차 산업혁명 | 자동화 공장과 스마트 공장은 어떻게 다른가? | 4차 산업혁명, 제조업이 중요하다
2. 4차 산업혁명 시대의 주요 특징
모든 것이 서로 연결되는 초연결 시대 | 데이터가 자산이 되는 데이터 자본주의 시대 | 고객의 개별적 요구를 충족하는 개인 맞춤형 가치 시대
3. 주요 국가의 4차 산업혁명 전략
제조업 혁신을 위한 독일의 인더스트리 | 제조업 활성화 정책과 민간 주도 협의체 중심의 미국 | 새로운 도약을 꿈꾸고 있는 중국제조 | 산업 재흥 플랜으로 재도약을 꿈꾸는 모노츠쿠리 정신의 일본 | 인도의 제조업 부흥 정책 ‘Make In India’ | IT와 소프트웨어를 융합한 우리나라의 제조업 혁신 3.0

2장_ 4차 산업혁명 시대의 제조업에 영향을 미칠 요소
1. 4차 산업혁명을 이끄는 새로운 기술
일상의 모든 것을 연결하는 사물 인터넷 기술 | 모든 소통의 혈류가 되는 유무선 통신망 기술 | 데이터를 마음대로 관리할 수 있는 클라우드 컴퓨팅과 포그 컴퓨팅 기술 | 대량의 데이터에서 가치를 찾아내는 빅 데이터 기술 | 인간의 지능적인 행동을 모방한 인공 지능 기술 | 작업자와 함께 일하고 협업하는 로봇 기술 | 모든 것을 만들어 낼 수 있는 3D 프린팅 기술 | 물리적 세계와 가상 세계가 공존하는 가상 물리 시스템 기술 | 가상 세계와 현실 세계를 오버랩한 가상 현실과 증강 현실 기술 | 산업 현장과 비즈니스를 모두 아우르는 스마트 기기 기술 | 산업의 잠재적 위험을 막는 보안 기술
2. 지속 가능성에 대한 요구의 변화
산업 인력의 급격한 변화 | 에너지원의 다변화와 통합 에너지 관리 | 환경 규제의 서막, 온실가스 배출 감축 | 위험과 사고로부터의 안전 시스템 구축

3장_ 스마트 공장 프레임워크와 플랫폼, 기본 인프라 구축
1. 스마트 공장 프레임워크
물리적 세계와 가상 세계의 소통을 위한 디지털화 | 통신 네트워크를 통한 사물의 연결화 | 최적의 운영을 꾀하는 스마트화
2. 스마트 공장 플랫폼
GE의 프레딕스 | 지멘스의 마인드스피어 | SK C&C의 스칼라 | 울랄라랩의 윔팩토리
3. 통신 네트워크와 빅 데이터 인프라 구축 176
통신 네트워크 인프라 구축 | 빅 데이터 활용을 위한 인프라 구축
4. 실패 경험을 통해 배우는 교훈
사람 간의 융합이 기술의 융합보다 먼저다 | 공든 탑 무너뜨리는 보안, 철통같이 하라 | 표준화 문제로 시작을 늦춰서는 안 된다

4장_ 스마트 공장 구축 방안
1. 스마트 공장 구축 절차
현 수준 진단 및 평가 | 구현 목적과 기대 목표 설정 | 개선 대상과 범위 확정 | 필요 기능과 적용 기술 확정 | 필요 인력과 조직화 | 구현 계획과 실행 | 검증과 기대 성과 분석
2. 현 수준 진단 및 평가
설비 분류 체계도 작성 | 설비 기능 분류 체계도 작성 | 설비별 디지털화 수준 진단 | 운전실 업무와 기능 분류 체계도 작성 | 소재 및 제품별 품질 수준 진단 | 공장 설비와 시스템 통신망 연결 수준 진단 | 산업 보안 수준 진단 | 현 수준 평가 기준
3. 구현 목적과 기대 목표 설정
스마트 공장의 지향점은 자율 생산 공장 | 스마트 공장 구현 목적 설정 | 명확한 기대 목표 설정
4. 개선 대상과 범위 확정 240
개선 대상 선정을 위한 차이점 분석 | 개선 대상 선정: 작지만 영향력이 큰 항목부터 | 마스터 플랜 수립
5. 필요 기능과 적용 기술 확정
6. 필요 인력과 조직화
7. 구현 계획과 실행
단순 노동자에서 지식 근로자로 변화시켜라 | 노사 화합과 상생의 길을 찾아라 | 소프트 파워를 통한 지능화를 실행하라 | 우리만의 강점을 개발하고 실행하라
8. 검증과 기대 성과 분석

5장_ 부문별 세부 실행 방안
1. 설비 부문(Smart Machine)
아프다고 스스로 말하는 스마트 머신 | 예방 정비 체계에서 예지 정비 체계로
2. 생산 부문(Smart Operation)
인공 지능 기반의 두뇌형 공정 제어용 컴퓨터 | 설비 마모를 자동 보상하는 스마트 제어기 | 예지 정비를 위한 스마트 알람 관리 | 전문 지식 기반의 스마트 생산 관리 | 딥 러닝을 활용한 스마트 CCTV | 3D 시각화 기반 스마트 인터페이스 | 작업자와 협업하는 지능형 로봇
3. 품질 부문(Smart Quality)
품질 예측 기술 실패 원인 | 품질 분석 및 예측 기술 | 빅 데이터를 활용한 품질 불량 원인 분석 사례
4. 에너지 부문(Smart Energy)
스마트 에너지 관리 시스템 구축 | 에너지 소비 지도 분석을 통한 에너지 절감 | 스마트 그리드 시스템 구축 | 스마트 발전기, 스마트 변압기 시스템의 도입
5. 환경 부문(Smart Environment)
6. 물류 부문(Smart Logistics)
7. 안전·보건 부문(Smart Safety&Health)
지능형 영상 분석을 통한 효율적인 안전·보건·보안 시스템 구축 | 열화상 카메라를 이용한 작업자 안전사고와 재난·재해 예방 | 공장 내 작업자의 위치를 실시간으로 추적하는 안전 관리 시스템
8. 영업 부문(Smart Sales)
9. 연구·개발 부문(Smart Research&Development)
10. 경영 부문(Smart Management)
스마트 공장을 넘어 스마트 기업으로 | 하드웨어 제조에서 서비스와 경험을 망라한 가치 제공 기업으로 | 수직적 갑을 관계에서 수평적 협업 파트너로

6장_ 제조업의 미래 생존 전략
1 생각을 바꿔야 살아남는다
신뢰와 소통으로 협업하라 | 시장의 변화를 눈여겨보라 | 플립드 러닝으로 배우고 교육하라
2 일단 시작하라
일단 작게 시작하라 | 최고 경영자가 이끌어라 | 미래를 위한 투자, 지금이 최적기다 | 투자의 불확실성, 어떻게 극복할 것인가?
3 사람과 경험도 디지털화하라
사람도 디지털화하라 | 현장 전문가의 경험도 디지털화하라 | 고객의 경험도 디지털화하라

·주석