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중소기업 기술로드맵 조회결과

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스마트 제조 CPS
* 발행 년도 : 2016년
1. 기술로드맵

스마트 제조 CPS 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위

- 정의 : 사이버 -물리 시스템(CPS:Cyber-Physical Systems)은 컴퓨팅 장치와 같은 사이버 시스템(Cyber System)을 통해 실세계의 사람·운영환경·기계장치와 같은 물리 시스템(Physical System)을 네트워크로 통합하여 신뢰성 있게 자율제어 하는 시스템

CPS를 적응형/지능형/실시간/분산 기술이 융합된 제어시스템으로 정의하고, 핵심 필요 기술로써 하이브리드 모델링 기술, 시뮬레이션 및 검증 기술, 자율제어 기술, 사이버보안, 통신 및 연동 기술, 무선센싱 등이 있음

- 범위 : 스마트 제조 CPPS(Cyber Physical Product System)는 위의 CPS 기술들을 제조를 위한 공정별 기술로 다시 재분류 될 수 있음. 이는 제품 기획/수요조사 -> 공정 설계 -> 생산 -> 출시 / 유통의 과정으로 제품 Life Cycle을 Loop 하는 제조업의 공정에 맞추어 고 신뢰성의 산업네트워크 기술과, IoT 산업 보안 강화 기술, Cyber 제품 설계 기술, Mass Customization 공정 시스템 기술, 지능화된 자율 제어가 가능한 스마트 생산 시스템 기술, 스마트 유통 시스템 기술 등으로 정의 할 수 있음

3. 시장현황 및 전망분석
가. 시장현황 및 전망
  • 4차 산업혁명의 가속화와 함께 세계 주요 국가의 정부, 주요 기업들의 참여로 CPS시장은 향후 가파른 성장이 예상됨
    • CPS기술의 세계 시장 규모는 향후 2020년 약 1.99조 달러로 전망됨
    • CPS시장은 가파른 성장을 통해 차량용 반도체 등 자동차 관련 시스템을 제외한 전통적 임베디드 시스템 시장을 능가할 것으로 예상됨
[ CPS 분야의 세계 시장규모 및 전망 ] (단위 : 십억달러, %)
제품 시장현황 및 전망
구분‘15‘16‘17‘18‘19‘20CAGR
('13~'15)
세계시장 1,605 1,686 1,756 1,830 1,906 1,990 5.6%
[ CPS 분야의 국내 시장규모 및 전망 ] (단위 : 조원, %)
제품 시장현황 및 전망
구분‘15‘16‘17‘18‘19‘20CAGR
('13~'15)
국내시장 4.1 5.5 7.3 9.7 12.9 17.1 32.8%
4. 기술분석
가. 기술동향 분석

(1) 세계동향

  • 스마트 제조 CPS 기술의 지난 7년(‘10~’16) 간 출원동향15)을 살펴보면 연도별로 출원경향이 꾸준히 증가하고 있어 지속적으로 스마트 제조 CPS 기술 관련 기술개발 활발
    • 각 국가별로 살펴보면 미국과 일본 출원경향은 지속적인 증가 추세, 유럽은 유지하는 경향을 보이고 있으며, 한국도 출원 건수를 유지
  • 국가별 출원비중을 살펴보면 미국이 67.3%로 최대 출원국으로 스마트 제조 CPS 기술을 주도하고 있는 것으로 나타났으며, 한국이 12.3%, 일본이 10.6%로 비슷한 수준의 출원비중을 보이고 있으며, 유럽은 9.8%의 비중임
스마트 제조 CPS 세계동향

(2) 국내동향

  • 국내 출원인 동향을 살펴보면 대기업은 에스케이하이닉스의 출원건수가 가장 높게 나타났으며, 중소기업에서는 대청시스템스의 출원건수가 높게 나타남
  • 기업 이외의 주요출원인을 살펴보면 한국전자통신연구원 등 연구소/공공기관의 출원이 다수 나타났으며, 대학은 중앙대학교, 서울여자대학교, 아주대학교 등의 출원이 높은 것으로 분석됨
5. 핵심요소기술 선정
  • 확정된 요소기술을 대상으로 산학연 전문가로 구성된 핵심기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심기술 선정
  • 핵심기술 선정은 기술개발시급성(10), 기술개발파급성(10), 단기개발가능성(10), 중소기업 적합성(10)을 고려하여 평가

[ 스마트 제조 CPS 분야 핵심기술 ]

핵심요소기술 선정
분류핵심기술개요
사이버 물리 서비스 기반 사이버물리 기술 스마트 그리드, 스마트 물류, 스마트 재료, 스마트빌딩, 스마트팩토리 등 서비스 간 인터넷(Internet of Service)을 기반으로 인텔리전트 생산 체계를 제공하는 기술
제조 가상화 시스템 기술 사이버물리 최적화 기술, 서비스 기반 사이버 물리기술을 기반으로 IoT 기반 스마트팩토리 제조 환경과 연동하는 오픈형 제조기반 사이버 물리 제조 시스템
산업 네트워크 고신뢰성 산업용 전용 통신기술 플랜트 설비들에서 다양하게 발생할 수 있는 통신장애 상황을 최소화하여 신뢰성을 강화하는 산업 표준 네트워크 프로토콜 기반의 통신 기술
산업네트워크를 고려한 초소형 보안기술 산업용 네트워크를 해킹하는 등의 사이버 공격으로 부터 안전한 보호가 필요한데, 이를 보호할 수 있는 시스템 및 보안 프로토콜 기술
이종 이동형 산업용 게이트웨이 현장 제조환경 특성 반영 데이터 수집/처리 기술 센싱 디바이스로 부터의 다양하고 막대한 제조환경의 데이터를 기반으로 각 제조환경의 특성에 따라 가공하여 유의미한 필수 데이터를 추출할 수 있도록 하는 데이터 수집/가공/처리하는 기술
Factory-Thing D2D 프로토콜 Factory-Thing D2D 표준 정보연계 프레임워크 상이한 프로토콜을 사용하는 제조공정 디바이스 사이의 표준화된 방식의 데이터 교환을 위한 플랫폼독립 시리얼 캡슐화 및 통합 아키텍처 기술 기반의 Factory-Thing D2D 표준 정보연계 프레임워크 기술