Industry 4.0(4차 산업혁명)의 부상, 기존 제조업의 패러다임이 변한다

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독일은 이미, 자국 독일 DFKI(독일인공지능연구소)를 통해 2011년 'Industry 4.0'이라는 키워드를 제시하며, 범국가적으로도 이를 유럽 고유의 브랜드로 정착하고 자국 내 히든챔피언(강소기업)의 미래 제조경쟁력을 유지하려는 노력을 경주하겠다고 천명한 바 있다.

2014년 12월 Issue 1로 발행된 DBR(Donga Business Review)의 Special Report의 주제가 'Next Manufacturing'이었다. 이 스페셜 리포트 중에서도 박형근 포스코경영연구소 수석연구원이 기고한 '4차 산업혁명이 시작됐다. 기계가 소통하는 사이버물리시스템 주목하라'는 아티클이 단연 눈에 띄었다.

이 아티클에서는 Industry 4.0의 개념과, 히든챔피언 중심의 제조업이 전 세계적으로 발달한 독일의 industry 4.0을 소개하고 있다.

본 컬럼에서는 이 아티클에서 다루고 있는 핵심 내용이 버티컬 플랫폼의 연구대상인 '플랫폼(Platform)'과 어떤 관점에서 맥락을 같이하고 있는지에 대해 간단히 살펴보았다. 플랫폼은 IT업계의 전유물이 아니라, 제조업계에 더욱 더 의미있는 키워드이기 때문이다.  또한 중국 제조업이 맹렬히 추격하고 있는 지금, 한국 경제, 특히 제조중심의 산업경제 시스템이 여전히 지배적인 상황에서 향후 5년, 10년 후 이 제조 기반의 한국경제가 과연 중국의 파상공세에 맞서 전 세계적인 경쟁력을 유지할 수 있을 까라는 측면에서도 '플랫폼' 적 시각으로의 전환이 매우 중요한 시점이기도 하다.

  • 엄청난 속도로 좁혀지는 한-중 기술 격차

2015년 1월 7일자 중앙일보 경제면에 매우 의미있는 기사가 실렸다. '점점 좁혀지는 한중 기술격차'. 이 기사에 따르면 거의 모든 주요 산업영역에서 채 2년도 되지 않은 수준으로 기술 격차가 발생하고 있고, 바이오, 이동통신, IT융합기술, 디지털TV/방송 분야의 기술격차는 불과 1년 미만으로 나타났다.

한중격차
출처 : 중앙일보 2015년 1월 7일자 경제면

전통적인 경쟁우위 영역이면서, 한국 경제를 떠받치고 있는 이동통신/IT융합기술 및 섬유-의류, 반도체, 자동차, 조선, 디스플레이 산업영역(이면서 동시에 가장 경쟁력 있는 제조영역이기도 함)에서 1~2년 후면 중국이 한국과 대등한 수준으로 부상할 것이란 이야기다.

거꾸로 이야기하면, 앞으로 2년 후 부터 한국경제의 제조경쟁력이 급격히 훼손될 위기에 처할 것이고, 현재 대기업 중심의 경제 시스템이 일본이나 독일, 핀란드와 같이 강소/벤처 및 중소기업 중심으로 빠르게 전환되고, 글로벌 시장 지향적인 비즈니스 모델의 발굴이 점점 더 중요해질 것임을 직감할 수 있다. 제품-기술 혁신 지향에서 비즈니스 모델 혁신 지향적으로 변모해야 하는 시점이 도래되었음을 의미하는 대목이기도 하다.

더 충격적인 사실은 한국이 보유한 '세계 1위 기술'은 단 한개 뿐(한국산업기술평관리원 발표자료 인용)으로, 미국 87개, 유럽 21개, 일본 33개에 비해 상대적 열위에 놓여있다는 점이다.

한중격차2
출처 : 중앙일보 2015년 1월 7일자 기사(경제면)
  • 그렇다면 방법은 무엇인가?

주요 제조영역에서 중국의 추격이 계속해서 좁혀오는 가운 데, 인더스트리 4.0(Industry 4.0)의 개념은 기존 한국 제조업계에 시사하는 바가 크다.  여기서부터는 2015년 12월 DBR Issue 1, Special Report에 실린 박형근의 '4차 산업혁명이 시작됐다. 기계가 소통하는 사이버쿨리시스템에 주목하라' 아티클 전문 중 중요한 부분을 요약한 것이다.

1) 인터스트리 4.0의 개념
-사이버 물리시스템(물리적 현실 세계에 속한 사람과 센서 및 엑추에이터를 인터넷 서비스, 인공지능 시스템, 각종 정보망이 존재하는 사이버 가상세계(인터넷 또는 모바일 웹)와 연결해주는 매개체) 기반의 유연하고 가벼운 생산체계를 의미
-사물인터넷(IoT), 3D프린팅, 빅데이터 기술 등을 생산현장에 접목하여 생산방식에 근본적인 변화를 일으키는 방식 (무겁고 경직된 인터스트리 3.0에서 가볍고 유연한 인더스트리 4.0으로의 전환)

industry4.0(2)
박형근, DBR, 2014, December, Issue 1., P56

2) 사이버 물리시스템의 개념
-사이버물리시스템은 IoT와 Big Data 기술의 부상과 더불어 기존 내부 Internet of Services(기존 제조기업의 가치사슬을 관리하는 다양한 기업용 SW)를 통해 제공되는 다양한 공정 상의 정보와 내부 및 외부의 다양한 POC(Point Of Contact)에 존재하는 Internet Of Things(다양한 센서, 액츄에이터, 콘트롤러, 모바일 디바이스 등)의 정보를 통합적으로 취합하는 Smart Factory 및 App Platform이 핵심

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출처 : 박형근, DBR, 2015 December Issue 1, No.166, P54.

3) 인더스트리 4.0으로 가기 위해 제조업이 준비해야 할 사항
-제조업 현장을 구성하는 핵심 3요소는 사람-기시-프로세스. 인터스트리 4.0의 핵심인 'Smart Factory'에서는 이 3가지 핵심요소가 한단계 진화.
-인터넷 서비스(기업 내부의 인터넷과 연결된 다양한 기업용 SW)와 사물인터넷이 표준화 플랫폼으로 상호 '연결'되고, 인터넷과 사이버 물리시스템에 대한 이해도가 있는 양질의 노동력(인적자원), 스스로 의사결정하고 움직일 수 있는 기기와 시스템을 통해 '지능화' 되며, 현실세계의 물리적 장치들과 가상세계의 시스템이 하나로 연결되는 '가상화'가 일어남.

  • Get Connected : 초연결시대
    -사물인터넷 기기의 진전과 제조업에의 적용으로 입체적 관리 가능. MEMS 기술을 통해 소형화, 복합화, 지능화가 가능해지면서 소형 센서칩에 여러개의 복합센서 및 무선통신모듈까지 패키징 가능
    -빅 데이터 기술의 진전으로 이러한 사물인터넷 기기를 통해 방출되는 방대한 데이터의 실시간 처리 시스템의 활용도 증가
    -사이버물리시스템이 이러한 데이터의 분석-해석-리포팅 기능이 발달되면 될 수록 해당 제조기업의 제품 개발기간 - 수율 등은 획기적으로 개선
  • Get Intelligent : 지능화된 노동력, 기기, 프로세스
    -구글이 검색시장을 장악할 수 있었던 원인은 강력한 머신러닝 코드에 있었음. 이 역량을 이용하여 IT와는 무관해 보이는 무인주행자동차를 완성했으며, 현재는 로봇시장에 진출해 로봇제어 소프트웨어 플랫폼 개발중
    -구글, 애플, 인텔 등이 본원적 핵심사업과 무관해 보이는 로봇산업에 투자하는 이유는 로봇을 구성하는 프로세서와 모터, 센서에 대한 핵심기술을 보유하게 되면 로봇의 확산에 따라 로봇을 운영하는 운영체계나 기본 플랫폼 시장을 장악할 수 있기 때문
    -전통적 제조업계도 이제 SW와 HW 모두를 능숙하게 다루는 인적자원의 교육-육성이 필요. 기존 인력은 인더스트리 4.0에 필요한 고급인력으로 전환하여 양질의 일자리 창출 가능
  • Get Virtualized : 가상세계와 현실의 동기화
    -대표적인 사례가 3D 프린팅 분야에서 일어나고 있음. 3D프린팅의 선두주자 중 하나인 스트라타시스의 조사에 따르면, 소비자들은 개인화된 상품(나만의 상품)에 15~20%의 프리미엄을 지불할 의사가 있는 것으로 나타남
    -소비자의 개인화된 상품에 대한 요구가 높아지면 질 수록, 신제품에 대한 기대가 커지면 커질 수록 생산현장은 점점 더 복잡해짐
    -인터스트리 4.0의 가볍고 유연한 생산방식은 이러한 개인화 상품 소비시대에 매우 적합한 제조업의 유형임
    -핵심은 유연한 생산현장이 오류없이 구현되는 것이며, 이를 위해서는 사전에 정확한 설계와 충분한 검증이 핵심. 가상세계와 현실의 동기화는 결론적으로 실제 제품을 생산하기 전에 빠른 속도로 가상현실 세계에서 현실의 100%에 가깝게 구현해 사전에 테스트해 볼 수 있도록 하는 것임(오큘러스 리프트와 같은 가상현실 기기 군의 빠른 성장도 이러한 Get Virtualized의 특성으로 해석 가능)
    -이는 기본적으로 기기간 통신, 지능화 기기의 자율적 의사결정에 바탕을 두고 있음

 

  • 사이버 물리시스템은 일종의 '시스템의 시스템(System of System)'으로 존재

경제학적 관점에서 플랫폼 이론을 살펴보면, '플랫폼은 양면시장(Two-Sided Market)'이다. 플랫폼의 구조적 작동방식에 대해 연구를 해온 경영학자들 측면에서 보면 '플랫폼은 Component와 Rule이 합쳐진 생태계'이다.

플랫폼이 양면시장이라는 말은 경제학 관점에서 플랫폼을 중심으로 양 측면의 수요 및 공급자 역할을 하는 서로 다른 성질의 2개 고객집단이 존재한다는 뜻이다. 완제품 제조업체 관점에서 보면 이러한 양면시장의 개념은 선뜻 이해하기가 쉽지 않다. 왜냐하면 제조업의 특성 상, 부품의 공급망 관리, 공급된 부품을 이용한 공정과 생산관리, 이를 통해 나온 완제품의 판매와 유통관리가 더욱 더 중요하고, 이런 가치사슬의 끝에 최종 고객이 존재하여 기다리고 있기 때문이다. [완성품의 제조 및 생산 --> 고객 구매]라는 매우 직관적이고 단면적인 구조로 구성되어 있다(단면시장).

미래에도 완제품/완성품 제조업계의 이러한 단면적 구조가 깨질 것이라고 예상하기는 쉽지 않다. 오히려 경제학자들이 이야기하는 양면시장의 개념에서 탈피하여, 시스템 공학적 관점에서 오히려 접근되고 있는 [플랫폼은 'Component'와 'Rule'의 합집합]이라는 개념이 유효할 수 있다.

인더스트리 4.0의 핵심인 사이버 물리시스템은 플랫폼 관점에서 보면, 아주 중요한 'Component'와 'Rule'의 합집합으로 볼 수 있다. 이 Component는 기업 내부의 각종 SW 시스템(CRM/SCM/ERP 등)과 내외부의 사물인터넷 기반 시스템에 무선통신을 통해 항시 연결되어 있는 '초연결 시스템'이다.

특히 이 '초 연결 시스템'에 연결되어 있는 사물인터넷은 완제품 제조사가 소유한 것도 있고, 외부의 3rd Party가 소유하고 있는 것들로 구성되어 있을 확률이 높다. 즉 새로운 Rule이 적용된 Component인 셈이다. 지금까지 제조사는 기업 내부의 자원을 폐쇄적으로만 활용하고 운용해 왔다. 그러나 테슬라의 사례에서 볼 수 있듯이, 앨런 머스크가 자사 전기자동차 특허를 모두 공개한 배경에는 장기적으로 전기자동차 관련 외부 3rd Party를 자사 전기자동차 제조를 위한 사이버 물리시스템으로 끌어들이기 위한 포석, 새로운 전기자동차 제조/생산을 위한 Rule을 만들었다고도 할 수 있다.
만약, 사이버 물리시스템이라는 새로운 Component를 특정 제조사가 외부의 다양한 이해관계자들을 끌어들이기 위해 '개방'했다고 가정할 경우(마치 구글이나 애플이 잘 하는 그것 처럼), 경제학자들이 이야기하는 플랫폼은 양면시장(Two-Sided Market)으로 발전하여 전혀 예상치도 못한 다양한 기대효과들이 나타날 수도 있을 것이다. 이러한 Rule을 만드느냐 그렇지 않느냐의 몫은 플랫폼을 제공하는 제조사에게 달려있다.

사이버 물리시스템은 사물인터넷과 내부 인터넷 서비스가 무선통신을 통해 초연결되어 있는 것뿐만 아니라, 가상현실 기술을 통해 빠른 시간 안에 실제 현실세계에서 완제품을 런칭하기 전에 설계에서 부터 제조, 그리고 실물 제품의 완성도에 이르기까지 시뮬레이션까지 가능할 정도로 지능화되어 있다.

그러니까 한 마디로 이야기하면, 이런 사이버 물리시스템은 기존의 단절된 개별 시스템들이 연결되고 지능화된 시스템의 시스템(System of System)이며, 이는 2014년 HBR 12월호 특집에 마이클 포터 교수가 장장 20여 페이지에 걸쳐 기고한 'How Connected and Smart Devices can transform business competition'이라는 아티클에서도 언급되고 있다. 그는 앞으로 산업의 경계가 사물인터넷과 빅데이터 기술의 진전으로 더욱 더 흐릿하고 애매모호해 질 것이며, 신규 진입자의 위협, 대체재의 위협 강도를 예측하는 것 자체가 힘들어지고 있는 상황이라고 설명한다.
결론적으로 제품은 제품 시스템(Product System)으로, 제품시스템은 시스템의 시스템(System of System)으로 진화할 것이며, 사물인터넷이 매우 중요한 역할을 하고 있다고 강조한다.

필자가 단언하건데, 바로 이 시스템의 시스템(System of System) 개념이 향후 제조사의 키워드가 될 것이 분명하다. 왜냐하면 시스템의 시스템은 일반적인 시스템과 다르다. 그 자체로 새로운 플랫폼을 구성하기 위한 중요한 Component 이면서, 다양한 이해관계자를 제품 시스템(Product System)으로 끌어들일 수 있는 프로토콜(Protocol)이자 규칙(Rule)이 되기 때문이다. 오히려 가까운 미래에는 제조 공정과 생산라인을 하나도 소유하지 않고, 단지 이 'System of Sytem'을 소유한 기업들이 제조업 자체를 혁신시킬 것이다.

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Author : 김진영 대표이사
로아컨설팅(ROA컨설팅)의 CEO. 2003년 로아컨설팅을 공동 창업하여 10년 째를 맞이하고 있다. 10년 동안 국내 통신사업자와 휴대폰 제조사라는 대기업을 대상으로 모바일 디바이스 기반의 비즈니스 실행 전략, 신규사업모델 개발전략컨설팅을 수행해왔다. 3년 전 부터는 Platform Business Model과 관련된 연구활동 및 실제 프로젝트를 진행하면서 Start Up에 관심을 갖게 되었고 'Start Up=Vertical Platform'의 양상이 빠르게 진행되는 것에 착안하여 '버티컬 플랫폼 혁명'이라는 책을 내면서 관련 비즈니스를 전개중이다. 2014년 3월, 자회사인 ROA Invention LAB(인큐베이션센터 Garage Box, www.garagebox.biz)을 통해 실제 Start Up의 육성과 지원, 초기투자에 집중하고, 유망한 '버티컬 플랫폼'을 양성하는데 주력하고 있다

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