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중소기업 기술로드맵 조회결과

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스마트공장 플랫폼
* 발행 년도 : 2017년
1. 기술로드맵

스마트공장 플랫폼 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위
  • 정의 : 스마트공장 플랫폼은 사물과 사람, 데이터와 서비스가 통합된 플랫폼이며, 제조공정의 효율화를 위한 다양한 기술(첨단 제조, 모니터링, 수요관리, 품질관리, 에너지관리, 보안 등)과 인프라를 포함
  • 범위 : 스마트공장 기능의 기술적 구성요소는 그 성격과 분야에 따라 크게 센서 디바이스 및 정밀제어기기, 네트워크 플랫폼, 제조 환경 애플리케이션 등으로 구분되며, 최종 목표는 스마트공장 공급 산업에서 구축된 기술이 수요산업의 프로세스와 융합되어 사용자가 원하는 다양한 제품을 스마트하게 생산하는 것임
나. 주요 제품

[ 제품분류 관점 기술범위 ]

주요제품 분류표
기술개발테마제품분류 관점세부기술
스마트공장 플랫폼 시뮬레이션 프로세스 통합/공정 시뮬레이션
  • 수집된 데이터를 기반으로 가상의 공장 모델을 활용하여 모델링 및 시뮬레이션을 수행, 검증하여 실공장에 반영할 수 있는 기능
클라우드 클라우드 기반 IoS(Internet of Service)
  • 스마트 제조, 스마트 에너지 관리, 공급망 관리, 경영·고객관리 등 다양한 서비스를 클라우드 환경에서 통합 제공하는 기술
판단 수집 데이터 고속 필터링 및 연관매칭
  • IoT 플랫폼을 통해 수집되는 연속 데이터들을 실시간 분류/매칭하는 고속 필터링 및 연관매칭 기술
메모리 기반의 비정형 데이터 고속 분석
  • 비정형 Factory-Thing 참조 데이터를 메모리 기반 저장 및 고속 분석 처리하여 실시간으로 의사결정을 지원하는 메모리 기반의 비정형 데이터 고속 분석 기술
통합 연동 이종 복수 플랫폼 통합연동
  • 스마트공장을 위하여 사용된 모든 기기들을 연결하고, 생성된 데이터를 실시간 저장, 공유하여 최적 생산을 결정할 수 있도록 도와주는 제반 지원 시스템
이종센서 정보 변환 및 연결
  • 이종센서 정보 변환(Adaptation) 및 연결(Chain) 기술
소프트웨어 정의 FCM 제어
  • 소프트웨어 정의 기반의 FCM(Factory Control Middleware)을 통하여 팩토리 생산 디바이스의 제어를 유연하게 처리하는 FCM 기술
3. 시장현황 및 전망분석
(1) 세계시장

전 세계 사물인터넷(IoT) 시장 규모는 연평균 17.2%씩 성장하여 2018년 1조 2천억 달러, 2021년 약 2조 달러의 경제적 가치를 창출할 전망

(단위: 백만달러,%)

사물인터넷(IoT) 세계 시장규모 및 전망
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
세계시장 900,900 1,055,855 1,237,462 1,450,305 1,699,758 1,992,116 17.2

* 출처 : IDC, Worldside Internet of Things Taxonomy (2015), KISTI 마켓리포트 사물인터넷 (2016)

(2) 국내시장

국내 사물인터넷(IoT) 시장 규모는 2018년 7조 5천억 원에서 2021년 12조 7천억 원에 이를 전망

(단위: 억원,%)

사물인터넷(IoT) 국내 시장규모 및 전망
구분‘16‘17‘18‘19‘20‘21CAGR
국내시장 53,000 63,176 75,306 89,765 106,999 127,543 19.2

* 출처 : 미래창조과학부, 2015년 사물인터넷 산업 실태조사 결과 (2016), KISTI 마켓리포트 사물인터넷 (2016)

4.기술분석
(1) 기술개발트렌드

제조공정의 가상화 및 제조설비와 시스템간의 연동을 통해 최적화 생산 및 제어, 에너지 절감 기술

제조공정의 디지털화가 진행되면서 생산라인뿐만 아니라 공급사슬 전 공정에 걸쳐 사물인터넷, 센서, 클라우드 기반의 초 연결화가 가능해지면서, 스마트공장의 제조사와 부품 공급업자간의 유기적인 연결성 강화

ICT를 바탕으로 실시간으로 연동‧피드백 되는 데이터를 효율적으로 처리‧저장‧관리하고 다양한 제조 업무에 최적으로 활용할 수 있는 고도화된 애플리케이션에 대한 산업요구 증대

독일

  • 독일은 제조업 지원으로 세계시장의 수출 점유율 1~3위를 기록하는 히든 챔피언을 1,300개 이상 보유한 세계 최고 수준의 제조 강국으로 자리매김
  • 독일은 첨단기술전략(High-Tech Strategy) 2020을 수립하고 제조환경변화에 대응하기 위한 인더스트리 4.0으로 민·관·학 프로젝트를 추진
  • 인더스트리 4.0의 궁극적 실현방식인 스마트공장은 개별 객체의 나열이 아닌 전체 비즈니스에 포함된 모든 객체가 초 연결되는 형태로 진화
  • 독일은 ‘인더스트리 4.0’의 지난 성과를 분석하고 실용성과 실행력을 강화한 ‘플랫폼 인더스트리 4.0’으로 전환 (2015년 4월)

미국

  • 미국 대통령의 과학기술자문위원회(PCAST)의 권고로 첨단제조파트너십(AMP) 프로그램 발족 (2011년 6월)
  • 백악관 내 제조업 정책국을 설립하고, 상무부 NIST에 첨단 제조 국가프로그램 사무국 (Advanced Manufacturing National Program Office, AMNPO)을 설치하여 제조혁신 네트워크와 첨단 제조업 파트너십 운영
  • 미국 정부 주도의 첨단 제조능력 확보를 목표로 범국가 차원의 연구개발 컨소시엄 ‘스마트 제조 선도기업 연합(Smart Manufacturing Leadership Coalition, SMLC)’을 발족하여 활동기반 조성

일본

  • 팹(Fab) 사회 출현, 디지털 제조(Digital Fabrication)와 맞춤형 제품수요 증대
  • 일본 정부는 과학기술혁신종합전략과 일본부흥전략 일환으로 ‘전략적 혁신창조 프로그램(SIP)’과 ‘혁신적 연구개발 지원 프로그램(ImPACT)’의 두 축 전개
(2) 기술환경 분석

현재 우리나라의 스마트공장 기반산업 관련 국내 공급사의 기술경쟁력은 선진국 대비 취약한 상황

스마트공장 기반산업 중 솔루션SW의 국내 공급사 기술경쟁력은 선진국 대비 취약한 상황

우리나라가 집중해야 하는 핵심 기술 인식 분석 결과에서 시스템 연결성 및 상호 운용을 위한 기반 기술에 대한 수요가 높았으며, 향후 솔루션 분야 및 연계플랫폼 파트에 대한 지원 강화를 통해 실시간 연계 운영이 가능한 고도화된 스마트공장 구축 통합 기술 강화 필요

국내 스마트공장 기술 동향

스마트공장 개념 정립 및 산업계 확산을 위한 국가표준(KS) 세 건이 2016년 6월에 제정됨

‘제조업 혁신 3.0 전략’과 연계하여 2020년까지 스마트공장 1만 개 확산을 통해 중소·중견 공장의 약 1/3을 IT기반 생산관리가 가능토록 스마트화 추진

2017년 4월 산업부는 ‘스마트 제조혁신 비전 2025’를 발표

스마트공장 관련 가장 큰 문제는 민·관 모두 수요기업 및 최종수요의 중요성에 대한 인식이 미흡한 가운데 스마트공장의 보급 및 발전이 진행되어 혁신의 추진동력이 약하다는 것임

5.핵심요소기술 선정

확정된 요소기술을 대상으로 중소기업에 적합한 핵심요소기술 선정

[ 스마트공장 플랫폼 분야 핵심요소기술 ]

핵심기술 선정결과
분류핵심요소기술개요
시뮬레이션 프로세스 통합/공정 시뮬레이션 수집된 데이터를 기반으로 가상의 공장 모델을 활용하여 모델링 및 시뮬레이션을 수행, 검증하여 실공장에 반영할 수 있는 기능
클라우드 클라우드 기반 IoS (Internet of Service) 기술 스마트 제조, 스마트 에너지 관리, 공급망 관리, 경영·고객관리 등 다양한 서비스를 클라우드 환경에서 통합 제공하는 기술
이벤트 참조 모델기반 판단기술 수집 데이터 고속 필터링 및 연관매칭 기술 IoT 플랫폼을 통해 수집되는 연속 데이터들을 실시간 분류/매칭하는고속 필터링 및 연관매칭 기술
메모리 기반의 비정형 데이터 고속 분석 기술 비정형 Factory-Thing 참조 데이터를 메모리 기반 저장 및 고속 분석 처리하여 실시간으로 의사결정을 지원하는 메모리 기반의 비정형 데이터 고속 분석 기술
생성-관리-운용- 연결 기술 이종 복수 플랫폼 통합연동 기술 스마트공장을 위하여 사용된 모든 기기들을 연결하고, 생성된 데이터를 실시간 저장, 공유하여 최적 생산을 결정할 수 있도록 도와주는 제반 지원 시스템
센싱정보 링크 기술 이종센서 정보 변환 및 연결 기술 이종센서 정보 변환(Adaptation) 및 연결 (Chain) 기술
Factory- Thing 자원관리 소프트웨어 정의 FCM 제어기술 소프트웨어 정의 기반의 FCM(Factory Control Middleware)을 통하여 팩토리 생산 디바이스의 제어를 유연하게 처리하는 FCM 기술