스마트공장(지능형공장)

1. 스마트공장이란?

기획·설계→생산→유통·판매 이르는 제조과정의 전부나 일부 과정에 사물인터넷(IoT)·인공지능(AI)·빅데이터와 같은 정보통신기술을 적용해 기업의 생산성과 제품의 품질 등을 높이는 지능형 공장을 의미한다.

(출처=스마트공장 사업관리시스템)

생산자동화와 스마트공장의 차이

- 생산자동화 : 제조과정에서 사람의 개입을 최소화해 기계가 하도록 하는 것으로 궁극적으로 무인화 공장 지향- 스마트공장 : 제조 전 과정(기획, 설계, 유통·판매 등)을 정보통신기술(ICT)로 통합해 고객맞춤형 스마트제품을 생산하는 지능형 공장으로 인간과 기계가 유기적으로 연결

2. 왜 필요한가

2016년 기준 우리나라의 제조업 경쟁력은 세계 5위 수준이다. 제조업은 양질의 일자리 450여만 개, 국내총생산(GDP)에서 비중 30.4%(2017년 기준)를 차지하는 우리 경제의 원동력이다. 제조업의 국내총생산(GDP) 비중은 한국 30.4% > 중국 29.3% > 독일 23.3% > 일본 20.3% > 미국 11.2% 순으로 우리나라가 주요국 가운데 가장 높다.

세계 각국은 이미 제조업 고도화를 위한 혁신 전략*을 발표하며 생산성 혁신을 경쟁적으로 추진하고 있으나, 우리나라는 최근 주력산업 침체로 인한 가동률 하락 등으로 제조업 활력이 저하되었다. * (미국, ’11.6) Manufacturing USA, (독일, ’11.4) Industry 4.0, (일본, ’17.3) Connected Industry

제조 강국의 지위를 확보하기 위해 제조업 생태계의 핵심인 중소기업의 경쟁력 제고가 필수적이나, 노동시간 단축이 국내 중소기업에 경영부담으로 작용하고, 생산성 향상의 핵심 수단인 스마트공장의 구축 여력도 부족했다.

그러나 한국은 정보통신기술(ICT) 기반, 로봇 보급률 세계 1위 등 디지털화와 제조데이터 활용에 유리한 환경을 갖추고 있으며 이미 스마트공장 경험과 기술·인력을 보유한 대기업과 넓은 저변의 중소기업을 보유하고 있다.

정부는 중소기업이 4차 산업혁명의 기회요인을 적극 활용해 도약할 수 있도록 뒷받침하고 우리 경제의 혁신성장 가속화하기 위한 국가차원의 비전을 담은 「중소기업 스마트 제조 혁신전략(2018.12.)」을 발표해 추진하고 있다. 생산성 향상의 대안인 스마트공장의 성과를 점검하고, 이를 제조업 전반의 혁신으로 확산·발전시킨다는 목표다.

또한 2020년 7월에는 디지털 뉴딜의 제조업 디지털화 핵심 후속조치로서 기존 스마트 공장 지원사업을 한 차원 높이는 「AI·데이터 기반 중소기업 제조혁신 고도화 전략」을 발표했다. 이어 11월에는 스마트공장 구축 도입기업의 고도화율을 향상하고 스마트제조 공급기업의 기술력을 높이기 위한 「스마트 제조혁신 실행전략」을 발표했다.  

3. 제조업 스마트화 전략

중소기업 스마트 제조 혁신전략(2018.12.13.)  ☞ 보도자료

ㅇ 비전 : 스마트 제조혁신으로 중소기업 제조 강국 실현- 공장혁신을 통해 세계 최고 공장경쟁력 확보- 산단혁신을 통해 제조혁신 거점 구축- 일터혁신을 통해 사람 중심 일터 문화 조성

1) 공장혁신 : 제조 중소기업의 50%(3만개) 스마트화 달성

① 2022년까지 3만개 구축- 2020년 노동시간 단축 시행기업, 뿌리산업 등 현장애로 또는 생산성 향상 효과 큰 전략업종을 우선 지원- 스마트공장 설비 투자자금 2조 원(산업은행 1조 원, 기업은행 5,000억 원, 중소기업진흥공단 5,000억 원) 지원과 스마트공장 구축·공급기업 전용 3,000억 원 펀드 조성- 정부·지자체가 연결해 중소기업을 지원하는 지역주도형 지원 모델 신설(정부 : 지자체 : 중소기업 = 4 : 2 : 4)

② 대기업을 통한 중소기업 스마트 공장 구축지원 강화- 대기업 퇴직 우수 기술전문가(스마트 마이스터)를 중소기업에 파견하는 지원사업 신설(2019년 100명)

③ 스마트 공장 공급 기업 육성- 전국 단위 제조 데이터 수집·분석·활용이 가능한 빅데이터 센터·플랫폼 구축(2019)- 중기부 연구개발(R&D)(2019, 1.1조 원) 20%를 공급 기업에 지원, 해외진출 지원을 위해 글로벌 스마트 공장 쇼케이스 구축- 해외기업 대상 국내 스마트 공장 공급산업의 성과 홍보와 견학 프로그램 연계

④ 스마트 공장 운영인력 양성규모 확대(2022) : 5만 명→ 10만 명- 직업계고 교육과정 개편으로 스마트 공장 거점 특성화고 지정(2019, 20개), 스마트 공장 관련 기술분야 자격증 지원 등- 전문학사 과정의 스마트 공장 계약학과 설치(2019. 4개)- 스마트 공장 운영과 공정설계 등을 위한 실습 중심 교육공간 확보, 장비 구축을 위해 산학융합지구 대학에 스마트랩 구축(2019. 2개) 등

(출처=중소기업 스마트 제조혁신 전략 보도자료)

2) 산업단지 혁신 : 산업단지를 스마트 제조혁신의 거점으로 육성

① 「스마트 산업단지」선도 프로젝트 추진- 데이터의 연결관계부처 합동 「스마트 산업단지 기획단」 구성, 2022년까지 10개 스마트 산업단지 조성공유를 통해 기업 생산성과 근로자 삶의 질 향상, 신산업을 창출하는 「스마트 산업단지」조성 추진- 관계부처 합동 「스마트 산업단지 기획단」 구성, 2022년까지 10개 스마트 산업단지 조성

② 산업단지 제조혁신- 산업단지 내 공장 간, 산·학·연 간 데이터·자원을 연결·공유·활용할 수 있는 네트워크 구축- 데이터를 활용해 예지정비 등 공정혁신(수요기업), 수요맞춤 제품 개발(공급기업), 유휴자원 공유 플랫폼 구축(산업단지)

③ 지역맞춤형 근로자친화 공간 조성- 문화·체육 시설 등을 집적화한 복합문화센터 설치(2019, 13개소), 산업단지형 공동 직장어린이집 확대(∼2020, 100개)- 고용 부담 완화를 위해 기숙사 임대료 지원, 임대형 행복주택 건립

④ 좋은 일자리 창출- 산업단지 내 휴·폐업공장 리모델링을 통해 스마트창업센터 구축, 저렴한 입주공간과 오픈 랩, 컨설팅 제공- 신산업 중심의 창업 촉진, 신제품 개발·사업화의 걸림돌 제거를 위해 산업단지 입주업종을 대폭 확대하는 네거티브존 도입- 태양광, ESS, 공장에너지관리시스템 등 에너지 인프라 조성(2019년~), 통합 에너지 거래 플랫폼 구축·확산(2020년~)

3) 일터혁신 : 사람이 중심이 되는 노동환경 조성

① 안전한 일터 환경 조성 : 산업재해 30% 감소 목표- 고위험 업종에 협동로봇 지원사업 신설(2019, 45억 원), 스마트 공장 지원 대상에 노동자 위험경감 시설·장비 추가- 소공인에게 안전 작업환경 제공하는 ’소공인 복합지원센터‘ 조성(2019, 50억 원)

② 노동자가 함께 만들고 참여하는 스마트 공장- 노동자가 참여하는 노동친화형 스마트 공장 도입(2019, 5개사)- 노사 파트너십 활동(노사협의체 운영, 워크숍 등)과 전문컨설팅(임금체계, 근무형태 개선 등) 등 협력 인프라 강화

③ 지역별 경제계-노동계-대학 등 참여하는 제조혁신 협의체 구성- 성공사례를 발굴·확산하는 ‘제조혁신 운동’ 추진, 협의체가 스마트 공장 보급 등 제조혁신운동 주도, 정부는 매칭 지원 등 후원

4) 혁신기반 : 민간·지역·정부가 함께하는 제조업 상시 혁신체계 구축

① 지역에 스마트 공장 구축과 사후관리 전담하는 ‘제조혁신센터’ 시범 구축(2019. 1개 → 2020 이후 전국 확산)- 이원화된 중앙 집행체계(스마트 공장추진단+중소기업기술정보진흥원)를 제조혁신센터로 통합, 지역단위 지원조직과 연계

② 관계부처(중기부·산업부·과기부 등)와 민간이 함께 참여하는 ‘제조혁신 추진체계(가칭)’ 구축 추진

AI·데이터 기반 중소기업 제조혁신 고도화 전략 (2020.7.23.)  ☞ 보도자료

1) 인공지능(AI) 중소벤처 제조 플랫폼(KAMP)을 중심으로 제조혁신 선도사례 확산

ㅇ 스마트공장에서 생성되는 데이터를 저장·분석·활용하여 중소기업의 인공지능(AI) 스마트공장화(化)를 지원하는 인공지능(AI) 중소벤처 제조 플랫폼(KAMP*) 구축 * Korea AI Manufacturing Platform: 대학(KAIST·UNIST·서울대 등), 연구기관(ETRI·생기연 등), 민간 클라우드업체, 수요·공급기업, AI전문가가 참여하는 민관 합동 플랫폼

ㅇ 이를 통해 중소기업의 생산성을 향상시키고, 제조데이터 활용에 따른 이익을 데이터 생산 제조기업에 환원하는 ‘마이제조데이터’ 체계를 마련 ㅇ 중소벤처 제조 플랫폼(KAMP)의 데이터를 활용, 중소기업의 제조과정상 문제를 인공지능(AI)으로 쉽게 해결할 수 있도록 인공지능(AI) 표준모델을 50개 구축하고, 전문가 컨설팅 및 실증 서비스도 제공 ㅇ 중소벤처 제조 플랫폼(KAMP Korea AI Manufacturing Platform)의 성과를 보급사업과 연계해 2025년까지 최첨단 '5G+AI 스마트공장'을 1,000개 구축하고, 디지털 클러스터 20개소를 구축하는 등 제조혁신 선도사례를 확산

2) 인공지능(AI)·데이터 중심의 스마트제조 공급기업 육성 ㅇ 가치사슬연계, 유연생산, 스마트워크 등 제조혁신 3대 분야 R&D를 통해 스마트제조 주요기술을 선도수준으로 향상시키고, 실험장(테스트베드) 등 실증 인프라를 체계적으로 구축 ㅇ 중소기업 계약학과를 통해 인공지능(AI) 분석이 가능한 전문인력을 양성하는 등 인공지능(AI) 제조인력을 1.5만명 추가로 양성 ㅇ 인공지능(AI) 챔피언십 등을 통해 혁신 인공지능(AI) 스타트업을 발굴하고, 공급기업의 성장을 위한 투자를 활성화하며, 자금지원도 강화 ㅇ 이외에도 국내 공급기업의 해외진출 지원을 통해 수출경험 공급기업을 현재의 2배로 육성 ㅇ 글로벌 공급망 재편 대응을 위해 유턴기업에 스마트공장을 패키지로 지원하는 등 스마트 리쇼어링*을 추진한다.* 리쇼어링(reshoring): 해외에 진출한 국내 제조 기업들을 국내로 다시 돌아오도록 하는 정책

3) 인공지능(AI)·데이터 기반의 제조혁신 거버넌스를 확립 ㅇ 데이터에 기반한 중소기업 제조혁신을 체계적으로 추진하기 위해 제조혁신 관련 법률 제정 ㅇ 인공지능(AI)·데이터 기반의 제조혁신을 이끌어갈 수 있도록 중소벤처 제조 플랫폼(KAMP) 중심의 고도화된 운영체계를 추가·개편 ㅇ 2020년 하반기 중 인공지능(AI)·데이터 기반의 제조혁신 고도화 사업을 이끌어갈 ‘민관합동 중소벤처 제조 플랫폼(KAMP) 사업단’ 출범

스마트 제조혁신 실행전략(2020.11.12.)  ☞ 보도자료

① 현장 수요기반의 스마트공장 보급 - 레벨 향상에 따라 차등 지원하는 질적 고도화 중심으로 개편하여 고도화 수요기업에 대한 정부지원 강화

고도화도화 수요기업에 대한 정부지원 현행, 개편, 비고

현행(‘20)	개편(‘21)	비고
고도화 (1.5억원)	고도화2 (4억원)	생산공정 실시간 제어(중간2 이상)
	고도화1 (2억원)	생산정보 실시간 수집？분석(중간1)
신규구축 (1억원)	기초 (0.7억원)	생산정보 디지털화(ex, 바코드？RFID 적용)

- 업종을 대표하는 K-등대공장 100개를 구축 지원하여 제조혁신 선도모델을 확산 - 도입·공급기업이 최적의 스마트공장을 구축하는데 참조할 수 있도록 주요업종별 가이드라인 제공

4. 스마트공장 정책지원(2021년 기준)

① 스마트공장 구축 및 고도화

② 디지털 클러스터 지원사업

③ K-스마트등대공장 지원사업

④ 로봇활용 제조혁신 지원

⑤ 스마트 마이스터 지원

⑥ 스마트공장 사후관리 지원

⑦ 스마트화 역량강화 지원

⑧ 클라우드 기반 솔루션 개발

⑨ 스마트공장 수준 확인

5. 추진성과

세계가 인정한 실험형 공장(테스트베드)

스마트 공장 핵심기술의 실험형 공장(테스트베드)인 ‘데모 스마트 공장’이 2018년 5월 21일에 핀란드 헬싱키에서 열린 산업인터넷컨소시엄(IIC) 정규회의에서 최우수상을 받았다.

경기 안산의 스마트제조혁신센터(데모 스마트 공장)는 스마트제조 핵심기술을 실제 공장에 적용하기 전에 먼저 비교 시험·인증할 수 있는 실험형 공장(test bed)이다. 안산의 실험형 공장에서는 사이버물리시스템(CPS: 디지털트윈), 산업용 사물인터넷(IIoT), 제조 빅데이터, 클라우드, 협업로봇, 입체(3D) 프린터, 증강·가상현실(AR·VR) 등을 시험이나 실험할 수 있다. 산업부가 2016년에서 2020년 사이에 100억 원을 지원하고, 경기도와 안산시가 365억 원을 투자하고 있다.

스마트 공장추진단과 전자부품연구원이 40여개의 국내·외 주요 기업, 연구소와 함께 사이버물리시스템(CPS), 산업용 사물인터넷(IIoT) 등 첨단 스마트제조 기술을 집약한 기술·설비간 상호 호환성 시험과 장비인증 기반시설을 구축하고 있다.

국내에서는 LS산전, SK텔레콤, 현대로봇틱스, 미라콤, 등이, 해외에서는 지멘스, 보쉬, Staubli, Balluf 등이 참여했다. 2017년에는 스마트 공장을 구축하고자 하는 기업에서 약 1,400여 명이 견학했으며, 2018년에도 1,600여 명이 방문했다.

스마트공장 구축 주요 성과 (2021년 1월 기준)

ㅇ (대·중소 상생형 등 민간주도 확대) 대기업이 중소기업을 지원하는 ‘상생형 모델’ 도입(’18.4.)- 스마트공장 상생 협약식* 개최를 통해 민간 상생협력 문화 확산을 장려하고 대기업 참여를 확대(’19.7.2.)- 2018년부터 2019년까지 10개 대기업 등이 330.3억 원을 출연하여 1,620개 중소기업의 스마트공장 구축을 지원- 대·중소 상생형에 참여하는 대기업 등이 2018년 4개사 (총 117.1억 원, 597개 지원) → 2019년 10개사 (총 213.5억 원, 1,023개 지원) → 2020년 18개사로 증가ㅇ (지역 확산) 전국 TP(19개) 내 스마트제조혁신센터를 구축(’19.2.~3.)하여 지역 중심의 스마트공장 보급·확산 지원체계를 마련하고, 지역별 스마트공장 보급 및 제조혁신 전개ㅇ (제도 개선) 중소·중견기업의 신속한 스마트공장 도입과 사업 신청에 대한 부담 완화를 위해 참여절차 및 서류를 간소화(’19년)ㅇ (스마트공장 보급 수 증가) 2020년까지 누적 기준 목표치(17,800개)를 상회한 19,799개를 보급해 중소기업 스마트제조의 저변을 크게 확대했다. - 연도별 스마트공장 보급 수 (개) : (’18) 2,900 → (’19) 4,757→ (’20) 7,139- 누적 보급 수 (개) : (~’19) 12,660→(‘20) 19,799 →(‘21, 목표)23,800→(‘22, 목표) 30,000

▶'14년 단년 227, 누적 227 ▶'15년 단년 963, 누적 1,240 ▶'16년 단년 1,560, 누적 2,800 ▶'17년 단년 2,203, 누적 5,003 ▶'18년 단년 2,900, 누적 7,903 ▶'19년 단년 4,757, 누적 12,660 ▶'20년 단년 7,139, 누적 19,799

(출처=중소벤처기업부 보도자료)

ㅇ (고도화율 증가) 2019년 지원해 2020년 구축한 스마트공장의 고도화율은 25.5%로 2019년 17.9%에 비해 증가했다. 그 결과 2020년까지 누적 고도화 비율(중간 1 이상)은 22.1%로 나타났다.
전체 제조업 중 50인 미만이 대다수를 차지(’18년 98.1%)하는 상황에서 투자비용이 적은 기초수준 공장이 많이 보급되는 측면이 있다.ㅇ (K-방역 성공모델 제시) 코로나19 확산으로 인한 방역물품 수요 급증에 따라 민·관이 협력해 대·중소 상생형 스마트공장을 신속히 지원해 대량 생산체제 전환 등 케이(K)-방역의 성공모델을 제시했다.
삼성전자는 ’18년부터 대·중소 상생형에 참여해 지금까지 1,409개 중소기업에 스마트공장을 보급한 바 있는데, 특히 코로나19 여파에서 제조혁신 전문가(20여명)를 현장에 파견해 자재관리, 물류동선 최적화에서부터 포장 공정개선, 자동화설비 도입 등을 지원하여 단기간내 진단키트, 마스크 등 핵심 방역물품의 대량 생산을 도왔다.ㅇ (스마트 리쇼어링) ’20년도 추경예산에 긴급히 반영해 글로벌 공급망(GVC) 재편에 대응, 유턴기업에 대해 스마트공장·협업로봇을 패키지 지원(7개사, 총 28억원) 해 초기의 생산설비 투자 부담을 완화시키고, 자동화 기반으로 생산성 향상을 지원했다.

스마트 공장 우수 사례

ㅇ START UP (새롭게 시작) 사례  ☞ 보기ㅇ JUMP UP (고도화로 도약) 사례  ☞ 보기ㅇ PAIR UP (함께 성장) 사례  ☞ 보기

6. 참고자료/관련 누리집

[보도자료] (참고)우리나라 데모 스마트 공장, 세계가 인정한 테스트베드 (2018.06.04. / 산업통상자원부)[보도자료] ‘22년까지 스마트공장 3만개 구축으로 중소기업 제조강국 실현 - 스마트 제조 혁신전략 발표 (2018.12.13. / 관계부처 합동)[보도자료] 5G기반 스마트 공장 구축 상생협력으로 세계시장 선도 (2018.12.20. / 산업통상자원부)[보도자료] ‘세계 최강의 DNA Korea 구축’을 위한 스마트화 예산에 집중 편성 (2019.08.29. / 중소벤처기업부)[보도자료] ㈜에스비비테크, 소재·부품·장비 상생형 스마트 공장 지원기업으로 첫 선정 (2019.09.02. / 중소벤처기업부)[보도자료] 중기부, 지능형공장 보급 2만개 달성 (2021.01.14. / 중소벤처기업부)[보도자료] 중기부, 지능형 제조혁신 위해 총 4,376억원 지원 (2021.02.03. / 중소벤처기업부)
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• [누리집]스마트공장 사업관리시스템(스마트제조혁신추진단) / 중소기업 기술개발종합관리시스템