현대경제연구원이 ‘독일의 창조경제: Industry 4.0의 내용과 시사점’이라는 주제로 보고서를 발표했다.

독일의 창조경제: Industry 4.0

독일의 제조업은 세계 최고 수준으로 평가받고 있으나 세계 시장에서의 경쟁이 심화되고 있다. 이에 독일 정부는 미래 경쟁력을 높이는 창조경제의 동력으로 Industry 4.0이라는 제조업 진화 전략을 추진하고 있다. Industry 4.0은 제조업과 같은 전통 산업에 IT시스템을 결합하여 인텔리전트한 스마트 공장(Smart Factory)으로 진화하자는 것이다. 이를 통해 독일 국가과학위원회는 산업 생산성이 30%까지 향상될 것으로 전망했다.

Industry 4.0의 추진 배경

세계 최고 수준의 독일 제조업이지만, 다양한 대내외적 문제에 직면해 있다. 우선, 독일의 제조업 비중이 하락하고 있다. 독일이 전세계에서 차지하는 제조업의 부가가치 비중이 1995년 8.9%에서 2011년 6.5%로 낮아졌고, 세계 수출시장 점유율도 2000년대 중반까지 9.5%를 유지했으나 2011년 8.7%로 하락했다. 둘째, 생산인구가 감소하는 등 인구구조적 변화도 심화되고 있다. 독일의 생산인구는 2013년부터 2025년까지 2012년보다 약 500만명 줄어드는 반면, 노인부양비율은 2025년 40.2%로 높아져 인구구조 변화가 빠르게 진행될 것이다.

셋째, 고임금 사회의 연속성을 유지하기 위해 노동생산성 제고도 필요하다. 독일의 2011년 구매력 기준 평균 임금은 40,200달러로 일본 35,100달러, 프랑스 38,100 달러 등에 비해 높다. 단위노동비용 상승률도 2000~2008년 평균 0.1%에 불과했으나 2008년 글로벌 금융위기 이후로는 2.2%로 높아졌다. 넷째, 에너지 등 자원 효율성도 제고해야 한다. 독일의 에너지 자급률은 40.1%로 미국 85%, 중국 89.2%의 절반 수준에 불과하지만 최종 에너지 소비량은 세계 5위 수준으로 높다. 마지막으로 미국, 일본 등 경쟁국들의 제조업 강화 정책에도 대응해야 한다. 오바마 행정부는 첨단 제조업 강화 전략, 일본 아베 정부도 산업재흥플랜으로 제조업 강화 전략을 추진하고 있다.

Industry 4.0의 주요 내용

(의미) 독일은 ICT와 기계 산업의 융합을 통해 ‘제조업의 완전한 자동 생산 체계를 구축하고 모든 생산 과정이 최적화’되는 4차 산업혁명을 2013년 들어 본격적으로 추진하고 있다. Industry 3.0에서 생산은 생산 공정간 수직/수평적 분리와 제한된 정보교환 등으로 부분적 최적화에 그쳤다. 반면, Industry 4.0은 사물 인터넷(Internet of Things)을 통해 완전한 정보 교환이 가능하고 이를 통해 최적화된 상품 제조 플랫폼을 조성할 수 있어 전체 생산 공정을 최적화할 수 있다.

(생산 방식의 변화) Industry 4.0은 사람, 사물, 서비스 간 임베디드 시스템을 통해 네트워크가 확산되고 지능형 생산시스템이 구축됨으로써 기존 제조업의 생산방식을 스마트, 그린 및 도심형 생산으로 변화시킨다. 최근 독일 인공지능연구센터(DFKI)는 ‘스마트 공장’을 실현할 수 있는 시스템을 개발하고 시험 가동하면서 현실화에 박차를 가하고 있다.

(필요 조건) 최적화된 상품 제조 플랫폼인 사이버 물리 시스템(CPS)의 구축이 스마트 생산 실현에 있어 핵심이다. 사이버 물리 시스템은 사물 간 인터넷, 서비스 간 인터넷의 확산으로 사람, 제조과정, 제품까지도 양방향의 정보 교환이 자유롭게 이루어지고 이들 간 형성된 빅 데이터의 정확한 분석을 통해 최적화된 생산 시뮬레이션을 가능케 해 준다.

(정책적 지원) 스마트 생산으로 진화하기 위해서는 기업 간, 생산 단계 간 네트워크를 통해 자유롭게 통제될 수 있도록 표준화가 진척되어야 한다. 다양한 생산 주체가 함께 참여하는 오픈형 네트워크에 기반을 둔만큼 사이버 보안 및 안전성 강화도 중요하다. 마지막으로 생산 체계의 변화로 인력 교육과 전문성 개발도 기업별 개별 교육에서 공동 훈련 프로그램이 강화되는 방향으로 변화될 것이다.

(기대 효과) Industry 4.0은 기존 생산 방식을 맞춤형·소량 생산으로 변화시키고 생산 주체와 과정 등도 유연성이 향상되는 미래형으로 전환시킬 것이다. 제품, 생산 과정, 서비스 등 임베디드 시스템을 통한 다양한 빅 테이터가 생성됨으로써 이를 활용한 새로운 가치 창출과 고용 형태의 다변화도 가능하다. 또한, 스마트·도심형 생산으로의 전환은 일-가정 양립에도 긍정적으로 작용할 것이다.

시사점

독일의 Industry 4.0이라는 제조업 진화 전략은 우리나라도 경쟁 우위가 있는 제조업의 혁신을 통해 창조 경제의 명확한 비전을 제시해야 함을 보여준다. 이를 위해 첫째, 창조 경제 구현을 위한 한국형 제조업 진화 전략을 마련해야 한다. 국내 경제의 지속가능한 성장과 수출 경쟁력 제고를 위해서는 제조업의 혁신을 꾸준히 추구하는 방향으로 ‘한국형 창조경제 모델’을 만들어야 한다. 둘째, IT와 제조업의 결합이 확대되도록 지원을 확대해야 한다. 국내 IT 인프라와 기술은 세계적인 경쟁력을 갖추고 있고, 제조업 경쟁력도 높으나 이들 간 결합은 미미한 수준이다. 셋째, 사이버 물리 시스템 등 오픈형 시스템의 연구개발을 강화하고 표준화에도 적극 참여해야 한다. 특히, 오픈형 시스템 개발이 촉진될 수 있도록 산학연 연계, 글로벌 기업과의 공동 연구 등을 체계적으로 지원하고 스마트 생산 시스템의 표준화에도 적극 참여해야 한다. 마지막으로 사물 인터넷의 확산에 따라 사이버 보안과 안전성을 높이는 환경을 조성해야 한다. 보안 시스템의 연구개발 지원 확대뿐만 아니라 프라이버시 보호 등에 대한 사회적 합의 도출도 필요하다.