<훈련과제보고서>

4차 산업혁명에 대비한 중소기업의 연구개발 추진전략 및 사례연구

2021. 9.

산업통상자원부

이 경 진

< 훈련 개요 >

□ 훈련기관 : 고려대학교 경영정보대학원

□ 훈련분야 : 경영학 석사학위과정

□ 훈련기간 : 2019. 3 ∼ 2021. 9

국내위탁교육 훈련과제보고서를 다음과 같이 제출합니다.

2021. 9.

[ 목 차 ]

제1장 서 론	1

1. 연구의 배경 및 목표	1

2. 연구의 주요내용 및 방법	4

제2장 제4차 산업혁명의 개념 및 동향	5

1. 제4차 산업혁명 개요	5

2. 제4차 산업혁명과 메가트렌트	11

3. 제4차 산업혁명 주요 핵심기술	13

제3장 각 국의 제4차 산업혁명 대응 동향	19

1. 미국	19

2. EU	21

3. 독일	24

4. 중국	27

5. 일본	30

제4장 제4차 산업혁명에 대한 중소기업 대응현황 분석	34

1. 제4차 산업혁명에 대한 중소기업의 인식정도	34

2. 중소기업의 연구개발 투자수준	38

3. 중소기업의 연구개발 역량 수준	40

4. 4차 산업혁명 대응 중소기업 연구개발 사례	42

제5장 시사점 및 정책제언	51

1. 제4차 산업혁명이 제기하는 정책적 시사점	51

2. 중소기업 기술혁신을 위한 정책제언	53

<참고문헌>	58

[표 목차]

<표 1> 세계 주요국 제조업 혁신 강화 정책

<표 2> 산업혁명 주요특징

<표 3> 4차 산업혁명의 핵심기술(예시)

<표 4> EU의 I4MS 단계 구분 및 내용

<표 5> 중국제조 2025 주요내용

<표 6> 4차 산업혁명과 디지털 전환의 체감정도

<표 7> 4차 산업혁명에 대응하지 못하는 이유

[그림 목차]

<그림 1> 제4차 사업혁명의 특징

<그림 2> 애플의 만든 새로운 서비스 형식

<그림 3> 3D 프린터 공유 TectShop(포드)

<그림 4> Ambeng Smart Digital Factory(지멘스)

<그림 5> Birlliant Factory(GE)

<그림 6> 사물인터넷 기술 개념도

<그림 7> 빅데이터 기술 개념도

<그림 8> 블록체인 기술 개념도

<그림 9> 3D 프린팅 기술

<그림 10> 자율주행 기술 개념도

<그림 11> 인공지능 기술 개념도

<그림 12> EU I4MS 지원 단계

<그림 13> 독일의 플랫폼 인더스트리 4.0 추진 체계

<그림 14> 인터스트리 4.0 사례를 담은 온라인 맵

<그림 15> 중국제조 2025 주요내용

<그림 16> 일본재흥전략 2016 개요

<그림 17> 4차 산업혁명 인지 여부

<그림 18> 예상하는 기회 및 위기여부

<그림 19> 4차 산업혁명 주요 기술의 향후 활용 예정 시기

<그림 20> 제조현장에서 우선으로 개선해야 하는 것(복수응답)

<그림 21> ㈜피토 연구개발 현장

<그림 22> ㈜피엔티 연구개발 현장

<그림 23> ㈜엔씨디 연구개발 현장

제1장 서 론

1. 연구의 배경 및 목적

21세기 들어와서 산업은 예정의 제조과정에 정보기술관련 최첨단 기술을 연결하여 제품의 생산에서부터 판매까지 전과정이 서비스화, 디지털화, 스마트화로 대표되는 제4차 산업혁명이이 전개되고 있으며, 이는 우리나라 뿐 아니라 미국, EU, 일본, 중국, 동남아 등 전세계적인 산업의 거대한 흐름으로 자리매김해 가고 있는 중이다.

이러한 4차 산업혁명은 생산의 기계화, 자동화, 집중화, 네트워크화를 통해 산업의 발전은 물론 일자리를 많이 만들었으나, 탈산업화는 더욱 심화되어 오히려 제조업의 위기로 이어지고 있으며, 특히 중소기업은 더더욱 그렇다고 볼 수 있다.

2008년 글로벌 금융위기로 인해 제조업은 다시 한번 그 중요성을 재조명받기 시작했고, 세계 주요 선진국은 제조업의 혁신적인 변화의 물결에 편승하여 국가 경제를 일으킬 주역으로 제조업에 주목하고 제조업의 부흥을 위한 산업전반의 구조조정은 물론 새로운 산업발전 정책을 추진하고 있다.

기술적 측면에서 최근의 인공지능 기술 발달은 제조업 뿐만 아니라, 경제와 사회 전반에 걸쳐 거대한 변화를 일으키고 있으며, 사물인터넷(IoT), 3D프린팅, 인공지능(AI), 빅데이터, 자율주행 등 기술이 산업 각 분야에서 널리 활용되 있고, 예전의 부가가치 창출 요소와 생산 방식으로는 경쟁력 지속이 불가한 시대가 되어가고 있다.

기존 물리적인 생산요소에서 지식과 지능(속도)이 핵심 경쟁 요인이 되고 있으며, 공유경제와 더불어 수요자가 중심이 되는 On-Demand Economy가 갈수록 각광받고 있고,  수많은 산업들이 계속 플랫폼화되면서 시장의 질서는 플랫폼 간 경쟁 중심으로 재편되고 있다.

로봇과 인공지능이 발전하는 동안, 일자리는 줄어들고, 새로운 일자리는 창출되고, 고용 구조는 근본적으로 변화하고 있다. 제조 분야에서는 IoT, AI, 3D 프린팅이 개발되고 있으며, 공장 없이 언제 어디서나 생산, 유통, 소비가 형성되고 있다. 조만간 사이버 물리학 시스템, 즉 '시스템 오브 시스템'을 보유한 기업들이 혁신을 이룰 것으로 기대된다.

이에 따라 4차 산업혁명을 통해 최첨단 기술을 선점하기 위한 적극적인 대응 체계가 필요한 시점이다.

<그림 1> 제4차 산업혁명의 특징

한편, IoT, 네트워크, AI, 빅데이터 등의 발달로 새로 등장한 ‘인더스트리 4.0’이라는 4차 산업혁명의 대두속에서, 주요 선진국들은 기존 산업에 새로운 첨단기술을 접목하여 산업의 경쟁력을 향상시키기 위한 선제적인 대응전략을 수립해 나가고 있다.

<표 1> 세계 주요국의 4차 사업혁명 관련 정책

국가별 전략	특징
미국 Re-Making 아메리카	클라우드 산업생태계를 선점하기 위해 산업 전부분의 데이터를 수집·활용할 수 있는 시스템 구축
일본 로봇 혁명 新전략	로봇혁명을 위한 추진체계 정비와 핵심기술개발, 제도적 인프라 정비, 규제 개혁 등을 추진 (일본이 로봇혁명분야에서 세계 최고수준임)
독일 플랫폼 인더스트리 4.0	가상공간(사이버)와 현실공간(물리적)을 연결하는 IoT 네트워크를 통해 지능화된 산업생태계 구축 (독일이 IoT 분야에서 세계표준을 주도하고 있음)
중국 중국제조 2025	로봇, AI, 블록체인 등 정보통신기술 및 최첨단기술 발전을 통한 제조업 전반의 혁신 및 세계 제1위 제조업 국가 도약

자료: 중소기업연구원(2016, 09), 주요국 인더스트리 4.0, 제조 중소기업 혁신 활성화 정책 및 시사점.

우리나라도「제조업 혁신 3.0」전략 수립하여 4차 산업혁명에 대응하기 위한 정책을 추진하고 있으나, 선진국에 비해 대응 수준이나 세부적인 대응방안들이 다소 뒤쳐져 있는 것으로 확인되고 있다.

특히, 2016.1월 스위스에서 개최된 다보스 세계경제포럼에서 스위스 UBS은행은 한국을 주요선진국가 등 비교 가능한 국가 25곳 중 4차 산업혁명에 대한 대응이 가장 부진한 나라로 지적하고 있어 그 심각성을 더해 주고 있다.

또한, 우리나라 중소기업의 경우 재무적·기술적·인적 자원이 부족하여 자체적인 대응역량이 매우 부족하기 때문에, 4차 산업혁명에 대한 중소 제조기업의 낮은 인지도와 준비 정도는 4차 산업혁명을 준비함에 있어 가장 큰 장애 요인으로 제기되고 있다.

중소기업중앙회의 조사에 따르면 4차 산업혁명은 응답자의 52.3%는 전혀 모른다고 답했고 93.7%는 준비가 되어 있지 않거나 응답하고 있지 않다고 답했다. 그것이 다수를 차지하고 있음을 알 수 있다.

결국 중소기업의 4차 산업혁명 대응과 관련하여 효과가 높은 지원대책을 모색하고, 이를 통해서 중소기업의 인식을 개선함과 동시에 공감대를 형성하여 4차 산업혁명에 선제적인 대응을 위한 중소기업의 자발적 참여를 이끌어내는 것이 무엇보다 중요하다고 볼수 있다.

한편, 중소기업 기술혁신을 지원하기 위해 선진 강국들은 첨단기술 개발·도입·적용을 위해 다방면에서 기술개발 지원사업을 시행하고 있는 반면, 우리나라의 경우 스마트공장 구축사업 이외는 실효성 있는 구체적 대책이나 사업이 추진되지 않고 있는 실정이다.

하지만 다행히, 2019년 정부합동으로‘제 4차 산업혁명 대응과 혁신성장을 위한 중소기업 R&D 지원체계 혁신방안’이 수립되어 중소기업에 대한 체계적이고 전략적인 대응 로드맵이 수립된 점은 고무적이라고 할 수 있다.

하지만 아직까지 우리 중소기업 중 많은 업체가 제조업을 주로 영위하고 있고, 4차 산업혁명 시대를 주도할 혁신역량을 보유한 중소기업이 많지 않은 것이 현실이므로 4차 산업혁명을 선도하는 기술을 개발하여 확보하고 있는 중소·중견기업을 지원는 효율적인 방안에 대해 깊이 고민해 볼 시점이라고 할 수 있다.

2. 연구의 주요내용 및 방법

첫째, 4차 산업혁명의 개념과 특징, 4차 산업혁명을 대표하는 기술, 주요 선진국에서 수립하여 실행하고 있는 4차 산업혁명과 관련된 기술혁신 및 중소기업 지원 정책에 대해 전반적으로 살펴보고, 이를 통해 정책적 시사점 도출한다.

둘째, 정부가 추진하고 있는 4차 산업혁명 대응정책의 추진배경 및 중소기업 기술혁신 지원제도 및 방안 등에 대해 살펴보고, 국내 중소기업의 제4차 산업혁명에 대한 인신수준과 준비 상황에 대해 분석한 후문제점과 개선방안을 도출한다.

셋째, 이상의 논의를 바탕으로 4차 산업혁명을 통해 얻을 수 있는 정책적인 시사점들을 도출하고 추가적인 정책제언을 제시해 본다.

제2장 제4차 산업혁명의 개념 및 동향

1. 제4차 산업혁명 개요

□ 제4차 산업혁명의 주요개념

최근 제조업 분야에서 일어나고 있는 주목할 만한 기술진보에 따른 급변하는 경제구조의 근복적이고 광범위한 변화를 4차 산업혁명이라고 지칭하고 있다.

4차 산업혁명은 기업들이 제조업에 최신의 정보기술인 ICT를 접목하여 생산성을 획기적으로 높이는 차세대 산업혁명으로 사물인터넷(IoT), 빅데이터, AI 등을 활용하는 제조업의 디지털 전환을 의미하는 것으로 볼 수 있다.

4차 산업혁명은 여러 가지 용어와 혼재되어 쓰이고 있는데, 대표적인 것이 ‘인더스트리 4.0(Industry 4.0)’ 이며, 이 밖에도 ‘스마트 공장’, ‘최첨단 제조업’ 등이 있다

4차 산업혁명은 ①아이디어 혁명, 기술적 혁명, 디지털 인프라 혁명에서부터 비롯되어, ②혁신적인 정보통신기술 인프라에 새로운 아이디어가 스며들고, 기술적인 뒷받침이 전제되어야 하며, ③좁은 의미의 4차 산업혁명은 정보통신 기술에 의한 디지털 혁명이나 플랫폼·스마트 혁명으로 정의하기도 한다.

이전까지의 1~3차 산업혁명에 대한 논쟁는 활발히 이루어지고 있으며, 2016년경부터 논의되고 있는 4차 산업혁명의 개념은 아직까지 명확하게 정의되고 있지는 않지만 어떠한 면에서는 3차 산업혁명의 연장선에 있다고도 볼 수가 있다

1차 산업혁명은 근대 영국에서 발전된 기계화된 제조업의 등장과 공장의 출현으로 인해 대량생산이 가능해지고 이로 인해 자본주의가 본격적으로 등장하는 시기를 의미하며, 이때부터 근대 경제학이 발달하기 시작했다.

2차 산업혁명은 미국의 포드시스템 등 도입에 의한 대량생산 체계를 의미하며, 산업생산에 있어 효율성이 극대화되어 공급량이 늘어남으로써 결과적으로 세계 경제대공황을 유발시키기도 하였다.

3차 산업혁명은 제조업의 자동화 확대를 위하여 전자공학과 IT를 사용한 정보화 혁명을 이루어낸 시기라고 할수 있으며, 3차 산업혁명은 산업전반의 디지털화에 따른 ‘대량의 개별화’가 특징이다.

4차 산업혁명은 최근 제기된 4차 산업혁명을 아우르는 개념으로, 첨단 소프트웨어, 신소재, 3D 프린팅, 자율주행, ‘웹기반 서비스로 가능한 전환’으로 정의된다.

<표 2> 1~4차 산업혁명의 주요성격

구분	시기	주요특징
1차 산업혁명	18세기 후반	증기기관을 등을 활용한 산업의 기계화 혁명
2차 산업혁명	20세기 초반	전기를 활용하여 대량생산체계 본격 구축
3차 산업혁명	1970년 이후	정보통신기술(ICT)(컴퓨터, 인터넷, PC통신 등 분야) 혁명을 통해 산업 및 제조업의 혁신역량 제고
4차 산업혁명	2015~ 2020년 이후	ICT와 제조업의 융합을 통한 스마트 혁명 - 사물과 사람을 연결 →IoTs, 사물인터넷 - 클라우드를 통한 데이터 집중 및 빅데이터 활용; AR/VR, 가상/현실 데이터 - 생태계 플랫폼화: 제품 및 콘텐츠 제공자와 소비자간 상호 연결을 통한 플랫폼화 - 인공지능(알파고), 자율주행차, 공공데이터, 블록체인 기술 등 - 3D 프린팅을 통해 3차원의 입체물질을 출력현)

자료: German Research Center for Artificial Intelligence.

<표 3> 4차 산업혁명의 핵심기술(예시)

핵심 기술	주요 구성요소
디지털 제조	수치제어 장비, 3D프린팅, 재료의 디지털화 팹랩(Fab labs) 확산: 소프트웨어와 연결된 디지털 제조 공간 세계적 범위의 협업과 맞춤형 생산 가능
사물인터넷	마이크로 콘트롤러, 분산 솔루션과 개방형 표준 의료, 에너지, 스마트주택, 스마트도시 등 적용 보안과 프라이버시 문제 해결이 중요한 과제
모바일금융	마이크로금융, 모바일서비스, 핀테크 빈민·서민 금융서비스 확대와 비용절감 금융정보의 이용가능성과 실시간 연결이 핵심 오프라인 지점은 여전히 중요하며 온라인 서비스와 보완
합성생물학	생명현상 규명에 의한 로봇, 컴퓨터 자기학습 시스템 개발 인공생명체 출현(4D 프린팅) 농업, 보건, 환경·에너지 분야 등 적용 적용; 생물학 테러와 생물보안이 과제
로봇	알고리즘의 발전과 로봇 디자인 혁신, 로봇 상호간 소통 로봇의 인간 노동 대체 또는 인간과의 협업 자율주행 차량, 공장자동화, 일상생활 보조 등에 적용

자료 : 오동윤 『4차 산업혁명의 중소기어에 미치는 영향과 개선방안 연구』, 2016년

시장경제연구원 『4차 산업혁명에 대응하는 민관 소통 및 협력체계 구축방안』, 2017년

□ 4차 산업혁명의 특성 및 분류

제4차 산업혁명의 특성을 나누어보면 제조업 등 산업의 서비스화, 생산의 스마트화, 기술의 디지털화 등 크게 3가지로 나누어 말할 수 있다.

① 산업의 서비스화(Servitization)

제조업 서비스화의 핵심적인 요소는 가치창출을 위한 아이디어 구체화이며 제품과 서비스를 통합적으로 제공함과 동시에 상품의 부가가치를 극대화하여 이익을 증대시키는 것이다.

기업간 품질과 기술력에 차이가 사라지고 생산비용과 시간이 단축되어 가격경쟁이 격해지는 상황에서, 산업전반의 서비스화는 상품의 차별화를 제고시키는 가장 좋은 방안으로 등장하고 있다.

제조와 서비스를 결합해 새로운 형태의 서비스를 만든 애플과 정보통신 기술을 이용한 항공기 등의 엔진을 점검할 수 있는 서비스를 구현한 롤스로이스가 대표적이다.

제조업과 서비스를 결합하여 이제까지는 없던 형식의 서비스를 창조해낸 애플(Apple)과 정보통신기술을 활용하여 항공기의 엔진을 정확하게 체크하는 서비스 시스템을 만든 롤스로이스(Rolls-Royce)가 그 대표적인 사례라고 할 수 있다.

<그림 2> 애플이 만든 새로운 서비스 형식

- 하드웨어, 소프트웨어 및 서비스를 함께 설계하고 플랫폼으로 구축

- 콘텐츠 생산자와 소비자들은 애플스토어를 통해 연결되는 서비스 생태계를 조성해 높은 영업이익률 달성

② 제조업 디지털화(Digitalization)

제조업의 디지털화는 가상과 현실이 불분명해지고 사람과 사물이 실시간으로 연결되는 초연결 네트워크 등을 통해 언제 어디서나 누구에게라도 접속이 가능한 산업, 생활 환경을 조성하는 것을 일컫는다.

디지털 도면을 통해 물체를 출력할 수 있는 3D 프린팅, 스마트 팩토리, AR/VR 기반에 콘텐츠(아바타, 포켓몬하이 등)와 클라우드에 기반하고 있는 정보시스템 등이 여기에 포함된다.

디지털 도면을 통해 사물을 출력할 수 있고, 수요자 요구에 적합한제품 생산이 가능한 3D 프린팅, AR/VR 기반 콘텐츠(아바타, 포켓몬고 등)와 클라우드에 기반한 정보시스템 등을 포함하고 있다.

3D 프린터를 공유하기 위해 기술 가게를 세운 포드와 3D 스캐너와 프린터로 크라우드소싱을 통해 수집한 자동차 디자인을 생산하고 있는 GM의 로컬 모터스는 디지털 변환 제조의 대표적인 예이다.

<그림 3> 3D 프린터 공유 TechShop (포드)

- 2,000명 이상의 회원이 3D 프린터 생산 시설을 자유롭게 사용하여 아이디어를 프로토타입으로 만들 수 있음

- 특허출원한 건수가 전년에 비해 30% 증가하였음

③ 제조업 스마트화(Smartization)

인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 로봇, 클라우드, 빅데이터, AR, VR 등 인공지능 기술의 발달로 '기술 혁명'으로 불릴 수 있으며, 이는 생산성 향상 및 생산 프로세스 최적화에 기여한다.

제조업의 스마트화는 생산할 수 잇는 인구의 감소, 높은 임금, 자원의 소모 내지 고갈에 대응하기 위해 생산성을 높이고 자원을 효율적으로 활용할 수 있도록 하는 새로운 대안으로 각광받기 시작했다.

<그림 4> Amberg Smart Digital Factory(지멘스)

- 제품 전주기 수명관리 등을 이용하여 제품 개발 및 제조 계획을 제어하는 '가상 생산'과 각종 센서, 기기, 제어, 생산관리 시스템 등을 연계한 제조 전주기수명관리를 통한 '공장 생산'

<그림 5> Birlliant Factory(GE)

- I산업 인터넷, 지능형 플랫폼을 통한 물리적-가상적 결합을 통한 제조기간을 줄이기 위한 기술을 축적

- 3D 프린터 등은 공장에서 항공, 에너지, 발전 등과 같은 다양한 제품을 제조하는 데 사용될 수 있다.

2. 제4차 산업혁명과 메카트렌드

① 가치창출 요소의 변화

4차 산업혁명은 산업간 융합, 가치사슬의 통합 등을 통해 가치창출의 핵심요소를 변화시키고 새로운 비즈니스 모델을 창출하고 있다.

사후 고객관리, 수요와 공급의 매칭, 품질향상, 재고관리, 자산활용, 지식관리, 시장접근성 등에서 시간, 비용 등을 절감시키고 생산성을 제고한다.

자동차 산업의 경우, 금융, 보험, 유지보수 등 판매 후 서비스의 성장 뿐만 아니라 차량공유서비스, 데이터 연결 서비스 등의 신규서비스를 창출하는 등 가치창출 요소의 변화가 특히 두드러진다.

② 다중요소생산성과 지식기반자본의 부상

4차 산업혁명에 따른 가치창출 요소의 변화로 인하여 지식기반자본(KBC)이 다중요소생산성(MFP)을 향상시키는 원천으로 부상한다.

지식기반 자본이라 함은 컴퓨터 기반정보(소프트웨어, DB 등), 혁신자산(특허, 저작권, 디자인 등), 경제적 역량(브랜드, 인적자본, 협력 네트워크) 등의 비물리적 자산을 일컫는다.

지식기반 조본 심화 정도는 다중요소생산성의 향상과 밀접한 관련성을 가지며, OECD에 따르면 기업에서 평균 20~34% 이상의 노동생산성의 향상에 기여하고 있다고 한다.

③ 창업기업의 성공가능성 향상

4차 산업혁명의 부각에 따른 새로운 사업모델의 등장은 창업기업의 시장 진입을 촉진하고 성공가능성을 높이는데 기여하고 있다.

최근 기업가치 1조원을 넘는 유티콘 클럽 창업기업이 급증하고 있으며, 이들 대부분은 자율주행 전기차(테슬라), 차량공유서비스(우버), O2O 및 핀테크(알리바바)처럼 4차 산업혁명과 밀접한 관련이 있는 스타트업 기업이다.

④ 다양한 차원의 사회경제적 불평등 등장

디지털 투자와 기술혁신을 토대로하는 4차 산업혁명은 디지털 격차에 따른 국가, 지역, 기업 등에서 사회경제적 불평등을 심화시키고 역효과를 초래하고 있다.

특히 대기업은 스마트공장 구축, 디지털 숙련을 위한 인적 자본 투자 등이 가능한 반면, 중소기업은 가용할 수 있는 자원과 전문지식이 부족하여 4차 산업혁명 대응을 위한 기술혁신이 늦어지고 있다.

⑤ 고숙련 노동자에 대한 수요 증가

4차 산업혁명에 따른 자동화 및 로봇활용 증가로 2020년까지 총 720만개의 일자리가 사라졌다고 한다.

반면, 문제해결 능력, 인지적 능력, 시스템 및 사회적 숙련 등과 같은 고숙련 분야의 일자리 수요는 더 증가할 것으로 예상된다.

직종별로 보면 일자리 감소가 예상되는 직종은 사무행정(475만), 제조업생산(160만), 건설/채광(49만), 예술/디자인(15만), 법률(10만) 등이며, 일자리가 증가할 것으로 전망되는 직종은 재무관리(49만), 메니지먼트(41만), 컴퓨터 수학(40만), 건설공학(33만), 판매관련직(30만) 등이다.

3. 제4차 산업혁명 주요 핵심기술

□ 사물 인터넷 기술

사람, 사물, 공간 등이 인터넷을 통해 실시간으로 연결되어 각종 정보가 생성되고 공유되며 활용되는 연결망을 의미한다. 사물인터넷은 그 전의 인터넷과는 다른 네트워크로 각각의 모든 사물에 센서가 달려 인터넷에 연결되어 있기 때문에, 사람이 개입하지 않고도 사물과 사물이 서로 연결되어 정보를 쌍방향으로 주고받는 다는 것이 특징이다.

예를들어 공기청정기, 냉장고, TV, 세탁기 등이 외부의 스마트폰에 연결돼 집 바깥에서도 쉽게 집안의 상황을 모니터링할 수 있고 만약 문제가 발생하면 자동제어를 통해 문제해결을 할 수 있게 하는 것은  사물인터넷 기술이 가지는 혜택이라고 볼 수 있다.

<그림 6> 사물인터넷 기술 개념도

□ 빅 데이터(Big Data)

빅 데이터는 용어가 이미 말해주듯이 방대한 양의 데이터를 의미하여 오늘날 빅 데이터는 다양한 분야에서 이미 활용되고 있다.

예를 들어 기업은 방대한 양의 고객정보를 통해 소비패턴을 데이터로 축적하여 이를 바탕으로 상품을 추천하는 서비스 등에 활용하고 있고 지방자치단체들은 방대한 양의 교통정보를 활용하여 지능형 교통안내를 받을 수 있는 서비스를 시민에게 제공하고 있으며, 경찰은 과거에서부터 축적해온 범죄 데이터를 분석하여 범죄 예방 시스템을 구축하기도 한다.

<그림 7> 빅데이터 기술 개념도

□ 블록체인(Blockchain)

2018년 초 대표적인 암호화폐라고 할 수 있는 비트코인이 사회적으로 큰 이슈가 되었는데,암호화폐를 가능하게 해주는 원천기술이 바도 블록체인(Block chain) 기술이다

블록체인 기술은 블록이라고 불리우는 거래장부를 중앙 서버에 저장하지 않고 개인용 컴퓨터에 배포한 뒤 체인처럼 연결해 열어둘 수 있는 혁신적인 기술이다.

기본적으로 해킹이 불가능할 뿐 아니라 중개 기관이 개입하지 않고도 개인 간의 자유롭고 안전한 거래가 가능한 기술이기 때문에 「유엔미래보고서 2050」에 따르면 블록체인 기술은 ‘미래를 바꿀 10대 기술’중의 하나로 소개하고 있다.

블록체인 기술의 강점인 분산화와 안정성을 활용하게 되면 데이터를 안전하게 관리할 수 있기 때문에 개인 간의 각종거래, 개인정보관리, 선거관리 등 다양한 분야에 블록체인 기술이 다양하게 활용될 수 있다.

<그림 8> 블록체인 기술 개념도

□ 3D 프린팅(3D Printing)

적층 가공(additive manufacturing) 기술이라고도 부르는 3D 프린팅(3D Printing) 기술은, 3D 디지털 설계도 또는 모델을 기반으로 하여 원료를  쌓는 방식으로 출력함으로써 입체적인 물체를 만드는 기술을 말한다.

3D 프린터는 디지털화된 공작기계 중에서 가장 많이 활용되는 기계로 주변에서도 쉽게 찾을 수 있으며, 기존의 2D 프린팅이 평면에 기반하는 2차원적인 인쇄라면 3D 프린팅은 공간의 3차원의 축을 더해 입체화된 물질을 출력하는 근본적인 차이가 있다.

오픈소스로 많이 공유되는 있는 3D 모델링 설계도 파일이 통해, 아무나 3D 프린터로 각종 전가기기 케이스, 생활용품, 장난감 모형 등을 쉽게 출력할 수 있다.

최근에는 제품 아이디어만 가지고 있으면 3D 프린터를 통해 직접 시작품을 만들 수 있으며 비용도 저렴하기 때문에 1인 기업 운영과 함께 다품종 소량생산도 훨씬 용이해졌다.

최근에는 4D 프린팅 기술도 등장했는데, 이는 3차원의 축에 ‘시간’ 축을 더하으로써 3D 프린터로 출력된 물건이 시간이 흐름에 따라 스스로 변화해 나가는 기술을 말한다.

<그림 9> 3D 프린팅 기술

□ 자율 주행 자동차(Self-driving Car, Autonomous Vehicle)

자율 주행 자동차는 사람이 직접 운전하지 않고 차량이 자율적으로 주행하는 기술을 가지는 자동차로 초고속 5G 통신과 사물인터넷 기술 등 최첨단의 기술들이 자동차라는 제품에 압축적으로 적용된 것이다.

자율 주행의 단계는 사람의 개입정도와 시스템 자율성 정도에 따라 5단계로 나누고 있다.

자동 긴급제동장치, 정속주행 시스템 등이 운전자를 보조하는 정도인 1단계를 시작으로 운전자가 전혀 개입하지 않고 자율주행시스템만으로 스스로 주행할 수 있는 정도가 마지막 단계인 5단계이다.

자율주행의 등장으로 인해 교통사고로 인한 인명피해가 획기적으로 줄어들 것으로 기대되고 차량 공유가 보다 쉬워지며, 자율주행 자동차간 네트워킹을 통해 효율적인 교통 시스템이 운영됨으로써 교통체증 등의 문제도 해결할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

자율주행 기술은 자동차 기술뿐만 아니라 무인비행체인 드론이나 전동 킥보드 등 개인용 소형 이동수에도 빠르게 적용되고 있어, 언젠가는 거의 모든 교통수단이 자율주행화 될 것으로 전망된다. 이런 지능화된 모든 이동 수단을 통칭하여 스마트 모빌리티라고 부른다.

<그림 10> 3D 자율주행 기술 개념도

□ 인공지능(Artificial Intelligence)

인공지능이란 인간의 언어를 스스로 알아듣을 뿐 아니라 마치 사람처럼 지각하고 판단하는 능력을 갖는 기술로 이제까지 개발된 기술 중 가장 최첨단의 기술이라고 할 수 있다.

이세돌과 대결을 펼친 알파고처럼 바둑 게임을 위한 인공지능으로 개발되기도 하고, IBM 왓슨처럼, 암 진단을 위한 의학적인 능력을 가진 인공지능으로 개발되기도 했다.

현재 의료, 행정, 금융, 법률 서비스 등 더욱 더 다양한 분야에서 인공지능이 개발되거나 활용이 확산되고 있으며 머지않아 일상생활 거의 모든 영역에서 인공지능이 활용될 것으로 전망되고, 마치 컴퓨터를 사용하는 것과 같이 인공지능 비서나 인공지능 가정교사를 사용하는 날이 곧 올 것으로 예상된다.

구글 미래학자 레이몬드 커즈와일에 따르면 '인공지능은 빠르게 발전하여 2045년에는 인간의 두뇌를 능가할 것이다‘라고 했으며, 미래의 학자들은 인공지능이 인간의 능력을 넘어서는 시점을 '특이점'으로 정의한다.

구글 미래학자 레이먼드 커즈와일(Raymond Kurzweil)는 ‘인공지능이 빠른 속도로 발전하면 2045년쯤에는 인간 두뇌를 능가할 것’이라고 예측했으며, 인공지능 기계가 인간을 넘어서는 이 시점을 미래학자들은 ‘특이점(singularity)’이라고 정의하고 있다.

지금까지 4차 산업혁명 핵심기술 6개를 살펴보았으며 이 기술들은 하나하나가 우리의 일상생활에 파급효과가 큰 혁신기술이다.

각각의 기술이 개별적으로도 발전하겠지만 기술간 서로 융합을 통해 새로운 기술이 개발되거나 시너지를 일으키기도 할 것이며, 과학기술발전에 따라 기술 변화의 속도는 더 빨라질 것으로 예상된다.

4차 산업혁명 기술에 취약한 중소제조 기업의 경우에는 4차 산업혁명의 핵심기술에 대한 이해가 필요하며, 이러한 기술 변화를 인식하지 못하면 다가올 변화를 제대로 따라잡기 힘들 것이다.

<그림 11> 인공지능 기술 개념도

제3장 각 국의 제4차 산업혁명 대응 동향

1. 미국

□ 배경

오바마 정부가 4차 산업혁명에 주목하게 된 것은 미국이 전 세계적으로 앞서가고 있는 분야인 첨단기술 분야에서 조차도 제조현장에 제대로 구현하지 못하고 있다는 반성에서 출발하였다.

미국의 제조산업은 2009년 미국 GDP의 11.2%, 2010년 수출의 86%와  R&D투자 규모의 2/3를 차지하였으나, 제조업 경쟁력 지수는 중국, 인도, 한국에 이어 4위에 그치고 있었다.

아울러 비용이 경쟁력을 좌우하는 Low-Tech 분야에서 뿐만 아니라, 첨단핵심기술 분야도 제품 수출규모가 1990년대 20%였던 것이 2008년 11%로 하락한 상태였다.

□ 대응동향

미국은 2009년「미국 제조업 부흥 프레임워크」를 시작으로, ‘양질의 일자리 창출 및 경제성장 지속’이라는 목표를 가지고 제조업 혁신의 필요성을 계속 강조하였다.

2009년「미국혁신전략(Strategy for American Innovation)」발표하여 첨단제조업의 정책방향을 천명하기 시작하였으며, 2011년「미국혁신전략(Strategy for American Innovation)」을 통해 나노기술, 생명공학과 함께 4차 사업혁명의 핵심기술들이 포함된 첨단 제조업이 우선분야로 등장하기 시작했다.

2013년「국가제조혁신네트워크」, 2014년「첨단제조업파트너십 2.0」등을 연이어 발표하고, 제조혁신연구소 설립으로 전국적인 공공-민간 파트너십 네트워크를 만들었으며 제조혁신연구소가 지역혁신 허브역할을 하고, 전국적으로 이를 네트워크화 하였다.

특히「첨단제조업파트너십 2.0」을 통해서는 중소기업 혁신을 위해 ‘기술혁신 활성화’, ‘혁신 인프라 구축’, ‘첨단 제조기술 상업화’, ‘자금 조달’에 대한 전략적인 정책방향을 제시하였다.

먼저, 제조 기술분야를 정책적 최우선 순위에 두고, ‘제조기술혁신’ 활성화를 위한 전략을 제시하였다.

또한, 혁신 인프라를 구축함으로써 중소기업의 첨단 제조기술의 도입과 실제 공정에의 적용을 용이하도록 지원하고, 중소기업은 자체적인 인프라 구축이 어려우므로 민간이 생산인프라를 갖추는 것이 필요함을 강조하였다.

각 지역의 제조혁신연구소들은 국가제조 혁신네트워크를 통한 전문인력들을 중소기업에 공급해야 함을 강조하였고, 첨단 제조기술 상업화를 위해 중소기업이 열세인 ① 네트워크 공급사슬, ② 네트워크 공급사슬을 통한 기술전파, ③ 자본 접근성 등을 신속히 해소 할 수 있도록 지원을 확대하였다.

또한, 중소기업이 당면한 자금조달 문제를 해소하기 위한 방안으로 지급보증, 보조금, 과세연기 등 다양한 조치를 실시하고 있다.

2. EU

□ 배경

EU는 2008~2009년 미국, 중국, 일본 등 세계 제조업 강국들이 제조업의 경쟁력을 강화하기 위해 산업 구조조정을 시작한 가운데, 유럽도 제조업 경쟁력 하락에 대한 우려와 함께 이에 대한 대응전략을논의하기 시작하였다.

유럽의 제조업체 수는 2백만개 이상으로 유럽 전체 고용의 20%를 차지하는 등 아직까지 중요한 위치를 점하고 있지만, 전체 부가가치 중에서 제조업이 차지하는 비중이 2000년 18%, 2009년 14%, 2011년 16%까지 하락하는 등 제조업의 경쟁력은 계속 하락하는 추세를 보이고 있다.

□ 대응동향

EU의 2012년「유럽산업강화정책」에 따르면 산업정책의 우선순위를 부여할 필요성이 부각되면서, 중점산업 또는 핵심 기술분야가 집중적으로 조명받기 시작했다.

중점산업 및 핵심기술분야는 ①주요기반기술(key enabling technologies), ②바이오 기반 제품, ③그린자동차, ④지속 가능건설 및 자재, ⑤ 스마트 그리드 및 디지털 인프라 ⑥ 청정생산을 위한 첨단제조 등이 부각되기 시작했다.

2014년 3월에「유럽산업 부흥정책」이 수립되면서, 제조업 분야에서 빅데이터, 스마트공장, 로봇, 클라우딩 컴퓨터, AI, 자율주행 등 정보통신을 기반으로 하는 디지털기술의 도입이 필요함이 부각되었다.

「유럽 산업 강화 정책」에서는 앞에서 제시한 6개 우선분야를 보다 상세히 기술하였으며, 첨단 제조업의 경우에는 산업인터넷(Industrial Internet) 부각이라는 측면에서 디지털기술과 생산공정의 융합을 필요성을 강조하였다.

2016년에 발표한「유럽 디지털 단일시장 전략」에서는 제조산업 부문의 디지털화 및 디지털 역량과 전문성 향상 방안을 제시하였다.

디지털기술을 도입하여 부가가치를 극대화할 수 있게 거버넌스, 표준화, 인적자원, 거버넌스 등의 개선방안을 제시하였고, EU 회원국 차원에서 중소기업 디지털기술 도입을 지원을 위한 다양한 프로그램 시행하도록 하였다.

EU 제조산업의 디지털화는 세계 최대 기술개발 프레임워크 ‘호라이즌 2020(Horizon 2020)’을 통해 구체화되었으며 I4MS, SME Instrument 등과 같은 중소기업 지원 프로그램을 시행하였다.

주로 지원하는 분야로는 컴퓨팅 클라우드 시뮬레이션 서비스, 첨단레이저 장비평가, 중소기업을 위한 산업로봇, 스마트 사이버 물리시스템 등이다.

<그림 12> EU I4MS 지원 단계

한편, 중소기업 인스트루먼트(SME Instrument)는 사회적인 과제와 기반·산업 기술 리더십에 참여하는 중소기업 대상으로 다음의 3단계에 걸쳐 자금지원을 하는 프로그램이다.

<표 4> EU의 I4MS 단계 구분 및 내용

구분	주요 내용
(1단계) 타당성·개념 평가	파괴적 혁신 또는 개념에 대한 타당성 평가 시행 - 기간 : 6개월 - 지원액 : 5만 유로까지
(2단계) 시연･시장복제･연구개발	시연, 테스트, 시범, 확장, 미니어처라이제이션 등의 혁신 활동을 통한 제안한 혁신 또는 개념을 개발 - 기간 : 1~2년 - 지원액 : 50만~250만 유로
(3단계) 상업화	지원 확대, 교육, 멘토링, 위험자본 접근 등을 통해 시장 출시 준비 - 직접 자금 지원 없음

자료 : 김희선, 김정수, 신지영, 『제4차 산업혁명과 중소기업 혁신과제』 2017년, 중소기업연구원

그 밖의 중소기업 전주기 성장 단계에 따라 자금의 접근용이성, 기업가 정신의 확충, 혁신여건의 개선을 위한 다양한 프로그램을 시행하였다.

먼저, COSME(Competitiveness of Enterprises and SMEs)을 통해 상대적으로 기술수준이 높은 중소기업 대상으로 성장 자금을 지원하고 있다.

또한, 유럽구조 투자기금(European Structural and Investment Funds), 성장자본제도(Equity Facility for Growth)를 통해 기술기반 스타트업 성장과 중소기업의 혁신활동 및 경영환경 개선을 지원하고 있다.

마지막으로 중소기업 자금 접근성 개선을 위해 EU 내 지불연체지침(Late Payments Directive), 금융권자본요건규제(Capital Requirements Regulation), 금융수단시장지침(Market in Financial Instruments Directive), 유럽사회기업가정신기금(European Social Entrepreneurship Funds) 등을 제공하고 있다.

3. 독일

□ 배경

독일은 전통적 제조업 강국으로 그동안 강력한 산업적인 기반을 바탕으로 성장, 양질의 고용, 수준높은 복지혜택 등을 이루어내고 있으며, 디지털 기술의 산업적 적용을 통해 국제 경쟁력을 확고히 하는 게 중요하다는 인식이 확산되고 있다.

특히, 독일은 녹색경제의 실현을 위하여 자원의 효율적인 생산을 위한 기술, 고효율 혁신 에너지활용 및 경량화 기술 등에 대한 관심이 고조되어 산업계의 부담 또한 늘어나고 있는 실정이다.

또한, 중국, 인도 등 아시아 기업과의 경쟁과 아울러 국내 가치창출의 구조혁신을 통한 국제 경쟁력 제고에 대한 압박도 받으면서 산업전반의 디지털기술 도입 필요성이 강조되고 있다.

□ 대응동향

독일은 2011년 4월 하노버 박람회를 통해 독일공학협회(VDI)와 독일인공지능연구소(DFKI)가 합동으로 미래제조업 패러다임의 중요한 전략으로 ‘인더스트리 4.0’을 제시하였다.

또한, 2012년 「High-Tech Strategy 2020 Action Plan」에서 10대 미래 프로젝트의 하나로 인더스트리 4.0을 포함하면서 정책적 지원을 본격화하였다.

독일정부의 지원 아래 독일정보통신협회(BITKOM), 독일전기전자협회(ZVEI) 등 민간 전문기관이 주축이 되어 인더스트리 4.0을 실행하였으나, 표준화 합의 지연, 중소기업의 낮은 인식, 낮은 디지털 기술의 활용도 수준으로 부정적 평가가 확산되었다.

이에 독일정부는 인더스트리 4.0를 재검토하고 2015.4월 하노버 박람회를 통해 정부가 주도하는 ‘플랫폼 인더스트리 4.0’를 천명하기에 이르렀다.

이는 기존 인더스트리 4.0에서 제기된 다양한 문제해결을 위해 민간 협회, 노동조합, 학계 등 다양한 이해 관계자를 참석시켜 표준, 규범 등의 당면 문제를 빠르게 해결하는 기틀을 마련하였다.

<그림 13> 독일의 플랫폼 인더스트리 4.0 추진 체계

또한 독일 정부는 저조한 중소 제조기업의 디지털기술 도입 및, 활용률을 제고하기 위해, 중소기업을 디지털화 및 네트워크산업 시스템에 편입하여 대기업에서 중소기업까지 모든 가치사슬을 디지털화시킨다는 전략적 방침을 제시하였다.

특히, 인더스트리 4.0에 대한 중소기업 인식을 높이기 위해 중소기업 지원센터 등을 통해 실행 가이드라인을 제공하고 성공사례를 모은 온라인 맵을 개발하여 운영하고 있다.

<그림 14> 인더스트리 4.0 사례를 담은 온라인 맵

또한, 독일 연방 정부는 중소기업 디지털화 촉진시키고자 2015년 ‘Mittelstand 4.0’을 도입하였다.

이는 중소기업에게 인더스트리 4.0과 관련된 지식, 정보, 테스트베드등을 공급함으로써 디지털 솔루션 도입이 필요함을 각인시키고 경제성 및 시장성을 갖는 솔루션을 개발하도록 유인하는 것이다.

이를 위해 현재 중소기업 4.0과 관련한 4개의 에이전시와 6개의 역량센터가 독일 각지에서 운영되고 있다.

독일 연방 정부는 이외에도 Go-Digital, Smart Service Welt와 같이 중소 제조기업을 디지털화하는데 필요한 정부지원 프로그램을 운영하고 있다.

Go-Digital은 인터넷 마케팅, 사업실행 절차의 디지털화, IT 보안 등에 관련해 외부 전문가의 자문을 받을 경우에 연방정부가 자금의 일부를 지원하는 것이며, Smart Service Welt는 중소기업이 3D 프린팅과 스마트 제품을 개발하고 시장화 할 수 있게 지원하는 프로그램이다.

4. 중국

□ 배경

중국은 1990년대 중반 이후에 제조업이 급성장하면서 현재는 세계의 공장이라고 불리우며 세계 최대의 제조업 국가로 성장하였다.

전 세계 제조업 생산액 중 중국의 제조업 생산액은 1990년 2.7%,  2007년 13.2%로 급격히 늘어났으며 2010년대 들어서는 미국을 제치고 전세계 1위의 제조업 국가로 발돋움하였다.

다만, 최근 들어서 임금상승에 따른 노동집약적인 제조분야의 경쟁력이 하락하고 제조업에서 발생되는 환경오염 문제 등으로 투자 및 수출증가율이 크게 줄면서 산업 구조조정과 상품의 질 개선 등 제조업의 질적인 혁신의 압력이 차츰 가중되고 있는 실정이다.

□ 대응동향

중국은 2015년「13차 5개년 계획(2016~2020)」을 통해 산업육성 정책인「중국제조 2025(中国制造 2025)」를 발표하였다.

「중국제조 2025」는 단순가공과 같은 노동집약적인 개발도상국형 제조업에서 달피하여 혁신적 역량과 경쟁력을 구비한 선진국형 제조 강국의 면보를 갖추는 것을 목표로 하고 있다.

이를 위해, ①혁신 역량의 향상, ②품질을 우선, ③친환경 산업, ④사업구조 적정화, ⑤전문인력 양성을 기본 지침으로 2045년까지 총 3단계에 걸쳐 구체적이고 차별화된 목표를 설정하였다.

1단계(2015~25년) : 세계 제1위의 제조강국으로 진입하는 것을 목표로 하여 ①공업화 실현, ②제조업 강국으로서 위상 강화, ③정보기술 경쟁력 향상 등을 실행전략으로 설정하였다.

2단계(2026~35년) : ①혁신역량의 대폭적인 향상, ②핵심분야 경쟁력 제고, ③우위산업 글로벌 시장주도 등을 정책을 추진한다.

3단계(2036~45년) : 세계 1위 제조업 국가의 위치 확고히 한다는 목표 아래, ①제조업 주요 분야 혁신역량 제고와 경쟁우위 확보, ②최첨단기술 확보를 위한 산업시스템 구축 등을 실행한다는 전략이다.

<그림 15> 중국제조 2025 주요내용

또한, 이러한 목표에 도달하기 위해,「중국제조 2025」를 통해 제조업 전반의 기술혁신 역량을 강화하고, 해외 선진기술 확보 및 보급, 기술혁신 인프라 보급 등 중점적으로 추진해야할 9개 사항을 제시하였다.

<표 5> 중국제조 2025 주요내용

추진 사항	주요 내용
제조업 창업･혁신역량 제고	연구개발 지원확대, 설계역량 강화, 첨단기술 성과 활성화, 표준·지식재산권 보호 강화 등
정보기술･제조업 융합 촉진	산업의 스마트화 추진전략 수립, 생산공정 및 설비개발 스마트화, ITS와 제조의 융합을 통한 제조업의 혁신 인프라 등
산업 기반 강화	4대 산업 분야 부실을 해소하기 위한 추진전략 마련완성품 업체와 공급산업간의 협업강화 등
품질 개선	상품의 품질과 제품관리 시스템을 개선하고, 상품의 브랜드가치 향상 추진 등
녹색 제조	산업부문의 친환경화, 고효율 친환경 생산시스템 도입 등
10대 중점 분야의 혁신 발전 촉진	ITS, 로봇, 항공우주, 첨단기술 선박, 첨단교통, 전기차, 전력분야, 농업기계, 신소재, 바이오 등
제조업 구조조정 촉진	기술혁신 지원, 공급 과잉산업 관리, 대･중소기업 상생협력, 제조산업 구조 적정화 등
서비스형 제조업 및 생산자 서비스 발전 추진	제조업 지원서비스 발전, 생산자 서비스 개발 등
제조업의 국제화 수준 향상	FDI 유치 및 국제협력 향상, 다국적기업의 국제경쟁력 향상, 기업 해외진출 촉진 등

자료 : 国务院(2015.5), 国务院关于印发《中国制造2025》的通知, 국가나노기술정책센터(2015.11)

또한, 중소 제조기업 육성과 위해서는 금융, 조세, 제도 개혁 등을 실시하여 창업할 수 있는 환경을 개선해 주고, 강소 중소기업을 대거 육성한다는 방침을 제시하였다.

그리고 스마트기술 및 협력 기반으로 혁신 생태계를 구축하여 지식, 정보, 시설, 인재 등 혁신을 위한 자원보급·확산 그리고 이를 집적하기위한 방안을 제시하고, 독일의 히든 챔피언과 같이 ‘작은 거인형’ 기업을 육성한다는 방침을 제시하였다.

5. 일본

□ 배경

일본은 2000년대 들어 제조업의 경쟁력이 급격히 약화되면서 일본이 세계경제에서 차지하는 위치와 함께 일본의 국가 경쟁력도 크게 하락하고 있다.

특히 일본의 주력 제품인 가전, 자동차, 산업기계, 반도체, 통신 네트워크 등은 세계시장 점유율이 계속 하락하고 있으며 기술우위를 바탕으로 시장을 석권해왔던 제품들도 한국, 대만, 중국으로부터의 방어능력 잃어가고 있는 중이다.

또한 15년 넘게 이어지는 장기불황으로 인해 내수시장이 위축되고 산업시설이 해외로 이전하면서 해외생산의 비중도 2002년 26%에서 2018년 35%까지 계속 확대되고 잇는 중이다.

일본이 이렇게 산업경쟁력을 상실해가고 있는 근본적인 이유는 세계적인 제조업 혁신 패러다임에 능동적으로 대처할 수 있는 혁신역량의 결여와 일본기업의 핵심기술역량 미흡 때문이라 할 수 있다.

□ 대응동향

일본은 2015년「일본재흥전략」을 통해 그간의 설비 혁신 중심에서 벗어나 생산성 혁신을 제조업의 핵심 성장전략으로 선정하고 2016년「일본재흥전략」에서 4차 산업혁명을 본격적으로 추진할 비전과 계획을 발표하였다

또한, 「산업경쟁력 강화법」(2014년 제정)에서는 4차 산업혁명에 대비하여 경쟁력 우위 산업 발굴, 신시장 창출육성, 지역 혁신·창업을 추진하고, 개별 기업의 생산성 및 산업전반의 경쟁력 발전을 지향하기 위한 법적인 기반을 정비하였다.

우선, 과잉규제, 과소투자, 지나친 경쟁 등을 지양하고 기업이 설비투자, 구조조정 및 사업재편 등을 적극 실행할 수 있도록 시정하였다.

또한, 중소기업 지원을 위해서는 기업실증특례제도 도입, 지방 중소기업의 창업과 사업재편 지원, 중소기업의 특허출원에 대한 각종 요금 감면 등 특허법에 대한 특례를 규정하고 국립대학에 의한 벤처캐피탈 등의 출자 허용, 중소기업 설비투자 촉진 세제 등의 내용을 포함하였다.

2016년「일본재흥전략」개정판에서는 4차 산업혁명의 핵심 기술인 AI, IoT 등 지능기술 개발 및 확산에 주력하고, 이를 활용하는 산업을 육성하는 등 산업구조를 대폭 전환하겠다는 비전과 전략을 제시하였다.

동 개정판에서 새로운 유망 성장시장의 전략적 창출, 인구감소로 인한 공급애로와 인력부족을 만회할 생산성 혁신, 산업구조 재편을 위한 인재강화 등 3개 과제를 우선적으로 추진해야 함을 강조하고,

이를 위해, 인공지능 대응회의, IoT 추진 협의체, 로봇혁명협의회, 스마트 IoT 포럼 등 역할을 확대하고, 첨단기술 개발·도입·활용을 최대화할 수 있는 지원 프로그램 개발 필요성을 강조하였다.

일본 경제산업성은 2015년 8월부터 4차 산업혁명 대응을 위해「신산업구조비전(新産業構造ビジョン)」발표하고 데이터에 관한 환경정비 기술, 산업 및 고용, 인력 양성 등 모든 분야에 걸친 대응책을 마련하였으며, 범정부 차원에서 미래경제 도약을 위한 7개 국가 전략을 선정하였다.

7개 국가전략은 ①데이터 활용촉진을 위한 환경정비, ②인재육성·확보 고용시스템 유연성 향상, ③혁신기술 개발 가속화, ④금융기능의 강화, ⑤산업·취업구조 전환촉진, ⑥4차 산업혁명의 중소기업·지역경제 내 파급, ⑦4차 산업혁명을 위한 경제 사회 시스템 고도화 등이다.

<그림 16> 일본재흥전략 2016 개요

「일본재흥전략」과「신산업구조비전」은 4차 산업혁명 성공적 실현과 확산을 위해 중소기업의 IT 활용기반 구축이 시급하다고 지적했다.

중소기업은 인력, 자금, 기술 등 경영자원이 부족하여 첨단기술을 도입하고 활용하는데 많은 어려움에 직면하기 때문에, 자금지원 또는 기술도입 전문가를 통해 첨단기술을 중소기업이나 지방에 위치한 소기업에게 확산시켜야 함을 강조하였다.

특히, 「일본재흥전략」에서는 지역혁신 역량을 강화하고 중소기업의 IT 투자·활용을 촉진하기 위해 구체적 지원 방침을 제시하였으며, 중소기업 로봇 도입 확대를 위해 2020년까지 소형의 범용 로봇 도입을 위한 비용을 20%까지 감면한다는 계획을 제시하였다.

또한, 앞으로 2년간 중소 제조기업 1만개 이상을 대상으로 IT 도입 및 활용을 적극 지원하고, ‘스마트 제조 응원대’ 프로그램을 시행하여 생산환경 개선과 IoT·로봇 도입을 위한 정보제공과 상담 서비스를 실행한다.

아울러, 상공회의소, 지역상공회 등을 활용하여 인더스트리 4.0 성공 사례를 소개하고, 관련 투자상담회를 전국 100개소에서 실시함으로써 중소기업 경영자의 인식 개선 유도해 첨단기술 투자 촉진 장려할 계획이다.

「신산업구조비전」에서는 중소기업을 대상으로 4차 산업혁명에 대한 대한 인식을 제고하고 4차 산업혁명 기술의 도입·활용을 촉진시키기 위해 전문가 지원, 공용 시스템 정비, 자동화시스템 구축을 중점적으로 추진한다는 계획이다.

제4장 제4차 산업혁명에 대한 중소기업 대응현황

1. 제4차 산업혁명에 대한 중소기업의 인식정도

□ 개요

2019년 중소기업중앙회가 중소기업의 300개 중소제조기업 대상으로 조사한 ‘중소제조업 4차 산업혁명 대응 실태조사’ 결과를 바탕으로 중소기업이 4차 산업혁명에 대해 어떻게 인식하고 있으며, 대응하고 있는 수준은 어느정도인지 파악해 보기로 하겠다.

□ 조사결과

중소기업의 절반은 4차 산업혁명이 ‘기회이자 위기’로 인식하고 있으며 예상하고 있다.

전문인력 부족과 투자효과에 대한 불확실성 등으로 4차 산업혁명에 대해 알고 있다고 답한 중소기업은 36.3%로 2년 전(39.5%)에 비해 크게 좋아지지 않았다. (중소기업중앙회, 2019)

<그림 17> 4차 산업혁명 인지 여부

(단위 : %)

하지만 디지털 전환의 체감 정도에 대해서는 8%p 증가한 43%가 ‘그렇다’고 응답했고, 중소기업은 4차 산업혁명이 ‘생산’에 가장 큰 영향(29.3%)을 미칠 것으로 예상하고 ‘생산성 향상’이 가장 중요한목표(55.7%)가 될 것으로 예상하였다.(중소기업중앙회, 2019)

<표 6> 4차 산업혁명과 디지털 전환의 체감 정도

(단위 : %)
구 분		사례수	① 전혀 안 느껴진다	② 거의 안 느껴진다	③ 조금 느껴진다	④ 매우 잘 느껴진다	[①+②] 안느껴지는 편	[③+④] 느껴지는 편
전 체		(300)	19.0	38.0	35.7	7.3	57.0	43.0
부설 연구소	보유	(168)	13.1	35.7	42.3	8.9	48.8	51.2
	미보유	(132)	26.5	40.9	27.3	5.3	67.4	32.6
생산설비 자동화 도입 여부	도입	(74)	12.2	41.9	35.1	10.8	54.1	45.9
	미도입	(226)	21.2	36.7	35.8	6.2	58.0	42.0
종사자 규모	10인 미만	(57)	29.8	31.6	36.8	1.8	61.4	38.6
	10~19인	(72)	22.2	38.9	30.6	8.3	61.1	38.9
	20~49인	(102)	17.6	33.3	42.2	6.9	51.0	49.0
	50~99인	(43)	11.6	46.5	32.6	9.3	58.1	41.9
	100인 이상	(26)	3.8	53.8	26.9	15.4	57.7	42.3

자료: 중소기업중앙회(2016), 중소제조업 4차 산업혁명 대응 실태조사

또한, 50.6%는 4차 산업혁명이 ‘기회이자 위기’로 작용할 것으로 생각하고 있으며, 4차 산업혁명 대응과 관련하여 ‘2~3년 내 대응계획을 마련할 것’이라는 답변이 10.0%로 가장 높았다. (중소기업중앙회, 2019)

<그림 18> 예상하는 기회 및 위기 여부

(단위 : %)

4차 산업혁명에 대응이 어려운 이유로 ‘전문(대응)인력 부족’(28.7%) ‘투자대비 효과 불확실’(28.3%) ‘투자자금 부족’(27.7%) ‘4차 산업혁명 등 교육 부족’(19.3%) 순이었다. (중소기업중앙회, 2019)

<표  7> 4차 산업혁명에 대응하지 못하는 이유

(단위 : %)
구 분		사례수	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦	⑧	⑨	⑩
전 체		(300)	28.7	28.3	27.7	19.3	17.3	15.7	12.3	11.0	4.0	11.7
부설 연구소	보유	(168)	31.0	32.7	30.4	22.6	17.9	12.5	10.1	13.7	5.4	13.1
	미보유	(132)	25.8	22.7	24.2	15.2	16.7	19.7	15.2	7.6	2.3	9.8
생산설비 자동화 도입 여부	도입	(74)	29.7	28.4	25.7	18.9	20.3	9.5	13.5	10.8	2.7	10.8
	미도입	(226)	28.3	28.3	28.3	19.5	16.4	17.7	11.9	11.1	4.4	11.9
종사자 규모	10인 미만	(57)	45.6	29.8	29.8	21.1	22.8	19.3	22.8	15.8	5.3	8.8
	10~19인	(72)	22.2	23.6	36.1	19.4	20.8	16.7	9.7	12.5	1.4	6.9
	20~49인	(102)	25.5	35.3	24.5	22.5	16.7	11.8	12.7	9.8	5.9	9.8
	50~99인	(43)	25.6	30.2	23.3	9.3	9.3	23.3	7.0	9.3	4.7	14.0
	100인 이상	(26)	26.9	7.7	19.2	19.2	11.5	7.7	3.8	3.8	0.0	34.6

자료: 중소기업중앙회(2016), 중소제조업 4차 산업혁명 대응 실태조사

한편, 제조현장 대응실태 및 개선과제와 관련해서는 현재 중소기업의 4차 산업혁명 대응수준은 대부분 1단계(25.0%)인 것으로 조사되었으며, 응답기업의 16%가 빅데이터 인공지능(AI) 등 4차 산업혁명 주요기술을 도입하였고 33%는 향후 도입할 예정인 것으로 조사됐다. (중소기업중앙회, 2019)

<그림 19> 4차 산업혁명 주요 기술의 향후 활용 예정 시기

(단위 : 년)

제조 데이터의 수집‧분석‧활용을 위해 클라우드·빅데이터 기술을 도입 할 경우 ‘효율성 증대’(54.2%)가 가장 중요한 목적으로 조사되었으며, 다만 비용부담(38.2%), 전담‧운용 인력 등 조직역량 부족(30.5%) 등이 가장 큰 걸림돌이라고 답했다. (중소기업중앙회, 2019)

제조현장에서 가장 우선적으로 4차 산업혁명 대응을 위해 가장 빨리 개선돼야 할 사항으로는 ‘현장인력 부족’(34.0%) ‘생산설비 노후화’(27.3%) ‘시스템 도입 및 관리’(24.3%) ‘낮은 생산성’(18.3%) 등의 순으로 응답하였다. (중소기업중앙회, 2019)

<그림 20> 제조현장에서 우선으로 개선해야 하는 것(복수응답)

(단위 : %)

정부의 4차 산업혁명 지원정책과 관련한 평가를 묻는 질문에는 ‘잘하고 있다’는 응답은 12.7%에 그쳤으며, ‘중소기업의 현실을 고려한 정책 부재’(72.0%)를 가장 큰 문제점으로 지적했다. (중소기업중앙회, 2019)

또한, 앞으로 정부가 중소기업의 4차 산업혁명 대응을 위해 가장 시급하게 추진해야 하는 과제로는 ‘중소기업 맞춤형 컨설팅 지원 사업’(53.7%) ‘투자·연구자금 관련 세제혜택 등 지원’(36.3%) ‘인재양성 및

근로자 재교육 지원’(26.7%) ‘신기술·시스템 및 설비 지원 확대’(18.7%)‘스마트공장 보급 확대 및 고도화 지원’(14.0%) 등의 순으로 답했다. (중소기업중앙회, 2019)

2. 중소기업의 연구개발 투자수준

최근 4차 산업혁명 핵심기술로 AI, 자율주행, 블록체인, IoT 등이 떠오르면서 대기업은 물론 중소·중견기업, 스타트업 역시 이들 기술에 대한 연구개발을 활발하게 진행하고 있다.

하지만, 중소기업 연구개발투자가 양적으로는 늘어나고 있지만 대기업에 비해서는 아직 턱없이 부족하며 그 차이는 더욱 커지고 있는 것으로 여러 조사를 통해 확인되고 있다.

중소·중견기업들의 연구개발투자에 대한 최근의 추세를 보면 절대적인 양에서는 그 규모가 지속적으로는 증가하고 있는 것으로 나타나고 있지만 대기업과 비교하면 상대적인 비율의 격차는 갈수록 더 벌어지고 있는 것으로 나타났다.

특히 기술혁신을 위한 중소기업 연구소는 계속 늘어나지만 연구인력10명 이하인 영세 연구소 비중이 2014년 91.0%에서 2018년 95.9%로 나타내고있는 등 갈수록 연구개발 환경이 악화되고 있다.

관련 업계 관계자에 따르면 “국내 R&D의 경우 이미 발전할 수가 없는 구조로 선진국들과는 다르게 폐쇄성이 심각하며, 특히 인공지능, 딥러닝 등 4차 산업혁명 관련 신기술의 경우 한 개의 회사가 모두 전문적으로 다룰 수도 없고 이러한 혁신기술들은 한 개의 기술로만 완성되는 구조가 아닌 서로 융합해서 다른 형태의 것으로 완성되는 것이어서  기업들 간의 협업이 필수”라고 강조했다.

이어 그는 “이를 해결하기 위해서는 우선 정부를 주축으로 대기업과 중소기업이 협업하는 산업구조를 구축하고 중소기업이 대기업에 흡수되는 것이 아니라 서로 협업하고 상생할 수 있는 산업생태계를 구축하는 데 노력해야 한다”고 덧붙였다.

최근 중소기업연구원이 발표한 자료에 의하면 중소기업들은 경영환경이 악화되면서로 연구개발 투자 규모가 부족함에도에도 불구하고 2019년도 연구개발투자와 이에 필요한 신규인력의 채용을 확대하지 않는 것으로 전망하고 있다.

중소기업의 연구개발투자는 2017년 13조6,910억원이며, 최근 10년간 연평균 8.0% 늘어났지만, 연구개발투자 중 중소기업 비중은 2007년 26.6%에서 2017년 21.9%로 감소하였다.

중소기업이 연구개발에 투자한 평규비용은 6억3,000만원에서 3억4,000만원으로 2억9,000만원이 감소하였으며, 대기업과 비교할 때도 그 비중은 2.4% → 1.3%로 1.1% 포인트 감소하였다.

아울러 중소기업 1개당 평균 기술개발에 투입한 연구인력은 8.3명에서 4.3명으로 48%인 4.0명이 감소한 것으로 확인되었으며, 대기업과 비교할 때 그 비중은 5.6%에서 4.8%로 0.8%p 줄어든 것으로 조사되었다.

또한 연구원 1인당 평균 연구개발비의 경우 대기업과 비교하면 2007년 대기업의 44.7%에서 2017년 대기업의 27.6%로 대기업, 중소기업 간의 격차가 갈수록 커지고 있는 것으로 조사되었다.

신규 연구인력 채용은 중소기업 56.4%가 예년 수준으로 유지하겠다고 응답하였으며, 축소하겠다는 답변(28.0%)이 확대하겠다는 답변(15.6%)보다 많았다.

이는 중소기업들이 연구개발 투자와 인력 규모의 부족에도 향후 경영환경이 악화될 것으로 전망하기 때문이다.

이와 같이 많은 중소·중견기업들은 경기가 악화함에 따라서 경영환경이 같이 나빠져 4차 산업혁명에 대비한 투자를 줄이고 있으며, 이를 개선하려면 무엇보다 정부가 제역할을 해야 한다고 볼 수 있다.

3. 중소기업의 연구개발 역량 수준

□ 중소기업 생산성과 임금

중소기업의 종사자수, 생산량, 출하액, 부가가치 규모는 지속적으로늘어나고 있다.

사업체수의 경우, 2011년 99.4%(2010년 99.5%)로 감소하였으나, 이후 그 수준을 유지하고 있으나, 종사자수, 생산액, 출하액, 부가가치는 2010년 이후에 상승세로 전환하였다.

중소기업의 1인당 부가가치 생산성과 연간급여는 계속 늘어나고 있지만, 대기업과 차이는 2010년까지만 해도 줄어드는 추세였으나, 이후 중소 제조기업과 대기업과의 격차가 점차 확대되고 있다.

□ 중소기업 인력현황

중소기업의 인력현황을 살펴보면, 2014년 기준으로 38,210명의 인력이 부족한 것으로 나타났으며 기업들은 평균 인력부족률은 1.58%에 달하는 것으로 조사되었다.

특히, 중소기업이 기술혁신 역량을 높이는 가장 중요한 요소인 기술직 및 연구인력은 부족은 각각 2.05%, 1.92%로 나타나 우려스러운 수준을 보여주고 있다/

중소기업이 전문인력을 구하기 힘든 사유의 경우, ‘취업지원자 없음(55.4%)’, ‘근무여건 열악(49.6%)’, ‘직무능력을 갖춘 자가 없음(40.3%)’ 등이 높은 비중을 차지하고 있다.

직종별로 살펴보면 연구직과 기술직에서 “직무능력을 갖춘 자가 없음”의 응답비율이 각각 높게 나타나고 있다.

□ 중소 제조기업 혁신 성과 진단

제조기업들은 연구개발 결과에 대해서는 전체적으로 긍정적으로 평가하고 있으며, 중소기업의 경우, 연구개발에 따른 주요 성과로써 품질향상, 매출증가, 수출증가 등을 꼽고 있다.

그러나, 기술혁신의 유형별로 살펴보면, 중소기업은 대기업의 기술혁신 성과에 비해서는 모두 낮은 성과를 나타내고 있으며, 공정 혁신의 정고와 제품혁신 정도도 대기업에 비해 매우 낮은 수준이다.

제품혁신율을 살펴보면, 대기업 53.4%, 중기업 36.0%, 소기업 21.8%이며, 공정혁신율의 경우는 대기업 28.8%, 중기업 10.7%, 소기업 6.2%로, 기업의 규모가 작을수록 제품혁신과 공정혁신에 매추 소극적으로 투자하고 있음을 보여주고 있다.

제품혁신 구성별로 보더라도, 신제품이나 개선제품을 출시한 중소기업의 비율이 대기업에 비해 낮고, 공정혁신의 구성요소인 생산수단, 물류·배송·분배, 지원활동 모두 중소 제조기업의 혁신율이 매우 낮다

4. 4차 산업혁명 대응 중소기업 연구개발 사례

1) (주) 피토

□ 기업개요

- 소재지 : 충청남도 아산시 음봉면 4 산단로 131

- 설립일자 : 2003. 12. 02.

- 대표이사 조석진 대표 ☏ 041-583-5900

- 주요 제품·기술 : 수동소자 및 이차전지 제조 공정용 자동화 정비

- 매출액 (억원) : (’17) 238 → (’18) 559 → (’19) 395

- 종업원 수 : 76명

- 수출액 (억원) : (’17) 160 → (’18) 307 → (’19) 29

□ 연구개발 사례

㈜피토는 2003년 설립된 이래로 반도체, 수동소자(MLCC) 생산설비 자동화와 2차 전지 조립라인 자동화까지 독자적인 기술에 의한 전용설비와 라인규모의 풀 자동화 설비까지 공급하며 미래의 생산환경을 주도하는 공장자동화 시스템 구축을 전문으로 하고 있는 업체이다.

4차 산업혁명 시대에서 커넥티트 카와 전기자동차의 핵심부품인 MLCC와 Battery 시장은 급격한 성장하고 있으며, ㈜피토는 자동화 분야에서 끊임없이 기술개발로 기술을 축적해왔다.

㈜피토의 핵심사업인 MLCC는 전하를 일시적으로 저장하는 콘덴서로 SMT에 주로 사용되며 반도체와 함께 ‘산업의 쌀’로 불리는 고부가가치 핵심 소재이다.

MLCC는 우리 일상생활에서 사용하는 휴대폰, 컴퓨터, TV, 오디오, 전자레인지 등 거의 모든 전자제품에 사용되며 전자 장비들의 계속된 소형화에 따라 고용량화되어 가고 있으나, 이에 대한 생산처리 기술이 시장의 요구에 못 미치고 있어 해외 설비 의존도가 높은 상황으로 국산화가 시급하다.

㈜피토는 기술개발사업을 통해 0402~1005급 초소형 MLCC Auto Tape In-Line System을 개발하여 국산화 기술을 확보하고, 품질 개선과 생산성 향상에 힘쓰고 있다.

MLCC는 전기 회로에 필수적으로 사용되는 수동소자로써 회로 기판에 장착이 쉽고 조립 효율이 높다는 장점이 있지만 쌀알보다 작은 크기로 인해 생산성을 향상시키는 데는 한계가 있다. 특히 절단한 적층체 양단에 전기를 흘려 외부 전극을 형성하는 Dipping 공정은 MLCC 작은 크기로 인해 수작업으로는 생산성 확보가 쉽지 않았다.

또한, 자동화 장비 전문기업이라고 할지라도 고객사가 보유하고 있는 제품 기술을 모두 파악하는 데는 어려움이 있었고, 자체적으로 모든 기술을 개발하는 것은 시간·비용적인 측면에서 비효율적인 면이 있다.

이에 따라 ㈜피토는 상용화 기술개발사업을 통해 MLCC에 외부 전극을 형성하기 위한 공정과정을 수작업 없이 모두 자동으로 진행할 수 있는 공정 자동화 장비를 개발하기 시작했다. 자동화된 공정 장비는 작업자의 기술역량에 따라 편차가 있는 품질 수준을 일정하게 유지하게끔 하여 생산성 향상에 크게 기여하였다.

여기에 적용된 설계 기술, 제어 기술, 비전 검사 기술 등은 모든 자동화 장비에 공통적으로 활용될 수 있기 때문에 공정 자동화를 통하여 생산 품질과 생산성을 높이고자 하는 모든 제조설비에 적용이 가능하다.

㈜피토는 상용화 기술개발사업 추진을 통해 MLCC에 외부 전극을 형성하기 위해 “MLCC Auto Tape In-Line System”를 개발한 후, 사업화 성공하였으며, 이 후, 고객사의 제품 특성에 걸맞는 공정 process를 추가로 개발함으로써 현재는 5종의 장비 라인업을 갖추게 되었다.

외부 전극 형성을 위한 자동화 장비는 ㈜피토의 노력과 기술을 고객사로부터 인정받은 장비로 2020년 현재까지 19억원 이상의 매출 성과를 올리면서 ㈜피토의 주력 제품으로 자리 잡고 있다.

사업화를 통해 회사의 매출에 높은 기여를 하고 있다는 것을 확인하면서 ㈜피토는 개발자들이 난이도가 있는 개발 과제에 대해서도 도전할 수 있다는 자신감을 가지게 되었다.

㈜피토는 고객별 최적의 맞춤형 대응으로 기술지원에 대한 고객의 만족도를 높이고 장비의 경쟁력을 향상할 계획이며, 연구 개발 능력을 확보하기 위해 기술연구소를 별도로 운영하고 있다.

현재, 국내 주요 MLCC 제조사도 전장용 MLCC의 생산라인을 확장하고 있어 ㈜피토 또한 앞으로도 초소형/전장용 MLCC 생산을 위한 장비 개발에 집중한다는 계획이다.

<그림 21> ㈜피토 연구개발 현장

2) (주)피엔티

□ 기업개요

- 소재지 : 경상북도 구미시 첨단기업로 33(금전동)

- 설립일자 : 2003. 12. 30.

- 대표이사 : 김준섭

- 주요 제품·기술 : 박막성형이 가능한 MLCC 세라믹 그린시트 성형기 장비

- 매출액 (억원) : (’17) 1,571 → (’18) 2,506 → (’19) 3,126

- 종업원 수 : 291명

- 수출액 (억원) : (’17) 72 → (’18) 86 → (’19) 292

- 신규고용 (명) : (’17) 37 → (’18) 6 → (’19) 2

□ 연구개발 사례

멤브레인, 광학필름 등의 분야에 롤투롤(Roll to Roll) 표면 코팅기술이 널리 사용되고 있다. 변화속도가 빠른 전자 산업에 활용되는 기술이기 때문에 정밀한 작업과 기술이 요구된다.

기존 전량 수입에 의존하던 설비를 국산화하고 글로벌 경쟁력을 갖춘 기업으로 성장한 ㈜피엔티는 현재에 안주하지 않고 다가올 4차 산업시대를 주도하는 기술개발에 주력하고 있다.

롤투롤(Roll to roll) 설비는 대량 생산에 필요한 장비로 모재와 중간재를 회전하는 롤을 이용한 주행을 통해서 표면 코팅, 소재 전사, 건조·경화, 열처리, 압연, 제단, 검사 등의 기술을 적용해 신기능이 부가된 소재·부품을 가공하는 설비를 말한다.

㈜피엔티는 2003년 설립되어 롤투롤 설비제작을 전문으로 하는 업체로 일본에서 수입하던 ‘광학용 필름 및 프리즘 시트’ 코팅 설비를 세계에서 2번째로 개발하여 국산화하는 등 세계적인 기술력을 인정받고 있다.

㈜피엔티는 연구개발을 계속 추진하여 2008년 2차 전지 분리막 코터, 2010년 2차 전지 전극용 코터를 국산화하는 데 성공하였으며, 2011년 세계 최초로 2차 전지 전극용 광폭 다단 Roll Press를 개발하는 등 2차 전지 전극 제조공정 장비 분야에서 기술력을 인정받는 기업으로 성장했다.

㈜피엔티는 연구개발을 진행하면서 기술협력을 통해 단독개발의 부담을 줄일 수 있었다. 개발된 기술은 롤투롤 박막성형(나노코팅) 장비로써 일정한 부피에서 고성능을 발휘하기 위해 유전체의 두께를 얇게 만드는 것이 매우 중요하며, 고용량의 MLCC 박막성형의 핵심기술로 꼽힌다.

㈜피엔티가 개발한 기술은 고속 및 나노 단위 박막 코팅기술로 사용 원재료를 획기적으로 절감할 수 있으며, 박막에 따른 투과율이 중요한 고품질 소재에 적용이 가능할 뿐 아니라 균일한 두께 산포 제어로 고효율, 초소형화, 고부가가치 제품에 적용 가능한 혁신기술이다.

㈜피엔티의 제품은 캐패시터를 수백 장 적층하는 MLCC, 광학필름용 UV성형, 나노소재를 활용한 고기능성 제품 제작 등에 사용되면서 우수성을 입증되고 있으며, 기존 제품보다 재료 소진 양을 줄이면서 고효율의 성능을 낼 수 있는 장점이 있어 기업 입장에서 투입되는 소재의 양이 줄어들면서 원가를 절감할 수 있을 뿐 아니라 순수 국내기술로 개발된 제품으로 수입에 의존하던 기존 설비를 국내기술로 대체할 수 있다.

㈜피엔티는 정부 R&D 지원사업을 매개로 공동연구개발 환경을 형성할 수 있었으며, 튼튼한 판로까지 확보할 수 있었고, 개발된 기술을 바탕으로 세계에서 진행되고 있는 기술전쟁에서 우위를 점하고자 한다.

이를 위해 관련한 인재들을 적극적으로 영입 중이며, 연구개발을 위해 직원들의 연수나 세미나 참여를 독려하는 등 기업의 내실을 다지는 데 최선을 다하고 있다.

아울러, 신속한 A/S에서 우위를 확보하여 해외 장비를 사용하고 있는 국내외 배터리 제조사에 판로를 개척한다는 게획을 가지고 있으며,  국내에서 먼저 ㈜피엔티의 장비가 기업 현장에 설치가 되어 품질인정을 받은 후, 국제 시장에 진출하여 고객사를 늘려가겠다는 계획이다.

<그림 22> ㈜피엔티 연구개발 현장

3) ㈜엔씨디

□ 기업개요

- 소재지 : 대전광역시 유성구 테크노2로 14-1

- 설립일자 : 2010. 01. 06.

- 대표이사 : 신웅철

- 주요 제품·기술 : ALD/CVD 장비 및 공정기술

- 매출액 (억원) : (’17) 63 → (’18) 213 → (’19) 84

- 종업원 수 : 43명

- 수출액 (억원) : (’17) 54 → (’18) 170 → (’19) 50

□ 연구개발 사례

태양광전지, 디스플레이, 반도체, 나노응용 기술 등은 4차 산업혁명 대응을 위해  필요한 산업 분야다. 그만큼 많은 투자가 이루어지며, 다양한 업체들이 기술 경쟁을 펼치고 있으며, 그 중에서도 끊임없는 도전과 연구로 성과를 내고 있는 기업이 바로 ㈜엔씨디이다.

㈜엔씨디는 2007년에 창업 후 2010년에 법인으로 전환하여 ALD/CVD 기술을 적용한 공정 및 장비를 전문으로 제조하는 업체이다.

ALD 증착기술은 반도체 제조 공정상 초고집적회로를 구성하는 산화물 및 전도체 등의 수나노 박막 증착에 활용되는 기술이며, 다른 증착 기술보다 속도가 낮기 때문에 생산성이 떨어지는 문제를 가지고 있다.

㈜엔씨디는 다양한 분야에 걸쳐 ALD를 사용할 수 있게끔 생산성을 높이는 기술 개발에 도전하고 있으며, 특히 태양광 산업에서 높은 효율 및 생산성에 대한 요구가 꾸준히 증가하고 있기 때문에 원자 단위로 두께를 조절하는 ALD를 사용하여 태양전지 효율을 증가시키면서 높은 생산량이 가능한 태양전지 생산 장비들을 개발하는데 성공했다.

또한 디스플레이 분야에서 ALD 산화막의 우수한 봉지 특성을 이용한 OLED 디스플레이 공정에 필요한 설비를 개발하여 납품하고 있고, 4차 산업혁명 시대 미래 핵심 산업에 ALD 기술을 적용할 수 있도록 기술을 개발하고, 제품을 생산하는 등 그야말로 ALD 기술발전을 리드해 나가는 기술 우수기업이다

최근 디스플레이 분야에 혁신이라고 불리는 기술이 바로 플렉서블 디스플레이며, 편편하던 디스플레이가 곡선이 되고 접었다 펼 수도 있으며, 두루마리처럼 말아서 보관할 수도 있는 시대가 되고 있다.

이미 플렉서블 디스플레이는 대중들에게 모바일로 친숙한 디스플레이들이며, 수많은 기업들이 플렉서블 디스플레이를 개발하고 제품에 적용하기 위해 경쟁하고 있고 최첨단 기술이 집약된 분야이다.

이런 플렉서블 디스플레이를 생산하기 위해서는 기존 디스플레이와는 다른 구동소자기술, 기판기술, 봉지기술, 표시소자기술, 탈착기술이 필요할 뿐 아니라 새로운 공정과 장비기술 또한 필수적이다.

특히 수분과 산소 침투가 쉬운 만큼 안정성이 필수지만 플렉서블 디스플레이 증착을 위해 높은 가격의 접착제와 공정 또한 필요하다. ㈜엔씨디는 지금까지 개발한 ALD 기술이 충분히 플렉서블 디스플레이에도 활용될 수 있을 거라 판단하였는데 왜냐하면 물리적 증착법과 달리 화학적 증착법으로 나노미터 단위에서 좋은 균일도 확보가 가능한 유일한 기술이기 때문이다.

또한, ㈜엔씨디의 기술은 반도체에서 이미 판명된 바와 같이 양산화에도 무리가 없고, 디스플레이 제품을 위해 반드시 필요하였기 때문에 플렉서블 디스플레이 산업에 ㈜엔씨디만의 기술을 접목시키기 위해 기술혁신개발사업에 참여하였다.

㈜엔씨디는 기술혁신개발사업을 통해 균일한 증착이 가능하며 생산성도 뛰어난 투명 플렉서블 OLED 디스플레이 제품 제작에 적용 가능한 ALD 장비 및 공정 개발에 성공하여 세계 최고 수준의 특성을 확보한 기술과 장비를 보유하게 되었다.

아울러, 디스플레이용 원자층 증착 장비 및 부품을 사업화함으로써2015년 58억원이던 매출이 2016부터 2019년에는 평균매출 105억원을 기록하였으며, 해외에 새로운 고객사를 확보하고, 기술 특허를 확보하여 세계 일류기업과 어깨를 견줄 수 있을 만한 기술에 대한 경쟁력 및 지적재산권을 확보하는데 성공했다.

㈜엔씨디는 연구개발을 통해 직접적인 이익은 물론 미래를 위한 도약의 발판을 마련하였으며, 새로운 분야를 개척했다는 보람과 자신감도 가지게 되었다.

앞으로 ㈜엔씨디는 디스플레이를 비롯하여 4차 산업혁명 시대를 준비하기 위해 다양한 분야에서 자신들의 기술을 적용해 나갈 것으로 기대된다.

<그림 23> ㈜엔씨디 연구개발 현장

제6장 시사점 및 정책제언

1. 4차 산업혁명이 제기하는 정책적 시사점

4차 산업혁명은 정치, 사회, 경제, 문화의 이전 모델을 와해시키고 있기 때문에 이러한 도전을 한 부문에서 대응하기는 것이며, 민간, 시민사회, 정부 간의 협업이이 강화되어야 한다.

기초과학 기술을 개발하기 위한 R&D를 보다 강화하여 혁신 역량을 지속으로 배향해야 한다. 연구중심 대학의 기능을 강화하고 기초과학, 신재생에너지 기술 등 기초원천기술을 세계 일류 수준으로 향상할 수 있는 중장기적인 전략을 추진할 필요가 있다.

한국경제가 경쟁력을 보유하고 있는 주력산업 중심의 제조업에 대해 4차 산업혁명 핵심기술의 접목을 지속적으로 촉진해야 한다. 사물인터넷이나 로봇기술을 생산공정에 적극 활용하고, 빅데이터나 인공지능을 과학기술 분야나 지식서비스산업에 활용할 수 있는 토대를 마련해야 한다.

4차 산업혁명 기술과 관련된 근로자들의 다시 숙련시키고 숙련을 향상기키기 위한 인력양성 프로그램이 필요하다.

급변하고 있는 기술의 변화로 인해서 근로자를 다시 숙력시키는 것이 필요하지만, 많은 숙력은 공급을 과잉시키거나 또는 근로자의 숙력을 폐기시킬 수 있으므로 숙력 수요의 파악과 훈련 프로그램의 제공, 생산과의 연계 등을 위한 정부, 민간 간의 협의기구가 필요하고 이러한 근로자에 대한 훈련이 지역별, 업종별로 할 수 있도록 설계되어야 한다.

정부는 산업정책 또는 중소기업 정책울 수립함에 있어 경제주체를 광범위하게 참여시켜야 하고, 4차 산업혁명 추진 정책조정 기능을 정립하며 민관 정책협의 채널을 강화해야 한다.

4차 산업혁명의 방향은 아무도 예단하거나 전망하기 힘들기 때문에상황에 맞게 탄력적으로 대응해야 하며, 산학연을 비롯하여 정부와 공공기관, 지방장치단체 및 시민단체 등이 모두 참여하는 협의기구를 통해 이루어져야 한다..

이러한 협의기구에서 논의된 결과를 토대로 필요한 제도와 정책을 신속하게 수립하고 정비해서 집행할 수 있는 실무적인 집행조직을 운영할 필요가 있으며, 핵심기술 별로 중소벤처기업 창업·성장을 지원할 수 있는 ‘전략·정책프로그램’을 수립하는 노력이 필요하다.

최근 한국경제가 취약 부분으로 평가받고 있는 창업 및 기업성장 기반과 생태계를 확대하는 것이 중요하며, 새로운 경제·사회 구조에 알맞은 혁신지향형 인재를 발탁하고, 양성·훈련하는 것도 필요한 시점이다.

4차 산업혁명의 전개에 관해 정부가 시장 교정자의 역할에 그치지 않고 새로운 시장을 창출하는 역할을 담당해야 한다. 4차 산업혁명 핵심기술은 고위험을 수반하는 혁신으로 정부가 위험부담이 있는 투자에 대해서는 기업의 역할을 대신할 수 있는 방안을 마련해야 한다.

해외에 투자한 기업의 국내복귀(U-turn)를 촉진할 수 있는 정책 프로그램을 강화할 필요성이 있다.

제조업이 디지털화하고 기술혁신에 따라 공급망이 변화하는 한편, 고객수요대응이 강조되면서 노동력 입지보다는 고급인력, 시장근접형 입지가 중요하며, 해외투자 기업의 국내 이전을 통해 국내 고용을 창출하는 정책 수립이 필요하다.

4차 산업혁명에 따른 미래상에 대한 공감대 형성이 필요하다. 4차 산업혁명은 여러 가지 첨단기술을 활용하여 모두가 염원하는 미래상을 실현하는 것으로 어느 나라도 아직 가보지 않은 길이기 때문에 사회적 논의를 통하여 새로운 길을 개척해 나가야 한다.

2. 중소기업 기술혁신을 위한 정책제언

□ 중장기 비전과 기본전략의 수립

중국은 4차 산업혁명 대응을 위해 30년 중장기 계획을 수립하고, 부총리 중심으로 강력한 정책실행을 통하여 30년 후 세계 제1위의 경제강국으로 발전하기 위한 비전과 구체적 전략을 제시하고 있다.

일본도 산업구조를 대폭 전환하는 것을 목표로 삼아 AI, IoT, 로봇 등을 4차 산업혁명에 대비하는 전략의 주축으로 제시한 바 있다.

중국, 일본과의 산업적인 비교우위, 틈새시장, 상호보완성 등을 정확하게 파악하고, 우리나라 사회경제적 상황, 특히 중소기업의 4차 산업혁명에 대한 인식 수준과 대응현황을 고려하여 중소기업의 기술혁신을 위한 미래 지향적인 비전과 차별화된 전략 수립이 필요하다.

특히 이를 위해서는 앞에서 우리 중소·중견기업 4차 산업혁명에 대해 정확하게 알 수 있도록 인식을 개선하는 우선 필요하며, 우리나라 중소기업규모의 영세성, 높은 첨단 및 고기술 비중과 낮은 노동생산성 등을 적정하게 고려해야 한다.

□ 기술혁신 지원을 위한 자금 확대

중소기업의 기술혁신을 위해 정부가 지원하는 예산은 총 860억에 이르지만, 중앙정부가 지원허눈 예산의 0.7%에 불과하며, 또한 지원 분야들 보더라도 많은 부분이 개발에 시간이 많이 걸리는 부품, 소재, 장비  등에 집중되어 있기 때문에 4차 산업혁명을 대응하기 위한 기술혁신 역량을 제고하기 위해서는 분명한 한계점이 존재한다.

이에 따라 산업의 서비스화, 디지털화, 스마트화를 위한 제조업 혁신전반에 걸친 투자를 지속적으로 확대할 필요가 있으며, 시제품 제작 역량의 핵심이자 고부가가치 창출 원천인 제조업 소프트파워 강화에 지원의 초점을 두고, 전문기업 육성과 해외 일류기업과 네트워크를 활성화하는데 지원을 확대해야 한다.

□ 디지털 인프라 및 혁신 플랫폼 확충

독일의 중소기업 4.0과 같이 중소기업을 전용으로 하는 전문기관이나 지원센터를 전국적으로 구축하여 이를 통해 중소기업 기술혁신을 위한 기술개발, 전문인력 교육, 시작품 시연, 테스트베드, 성공사례 확산 등을 제공할 필요가 있다.

특히, 첨단기술의 사업화, 전문가, 공급사슬 협력 파트너, 자금조달을 위한 투자기관, 정부 프로그램 등의 정보 등에 쉽게 접근하도록 미국의 첨단산업 협업체계(AMP), 미국제조혁신기구(NNMI)와 같은 기술혁신 지원 플랫폼을 구축해야 하며,

혁신 중소기업에 대한 성과 관리, 자금 유치, 마케팅, 조직 혁신을 체계적·효율적으로 지원할 수 있는 정부 차원의 통합지원 플랫폼 구축이 필요하다.

□ 중소기업 혁신 기술 브랜드화

4차 산업혁명을 선도할 만한 리딩(leading) 중소기업과 스타트업이 부족한 상황이므로 인공지능(AI), 사물인터넷(IoTs), 빅데이터, 3D 프린터, 블록체인 기술, 자율주행기술 등 4차 산업혁명 핵심기술을 전문으로 하는 중소 강소기업을 육성하고 지원하는 구체적 방안을 모색할 필요가 있다.

또한, 3D 프린팅 등 4차 산업혁명에 기여하는 디지털 기술을 통한 제조기술의 일반화, 수요자 맞춤생산을 위한 기반구축 및 기술을 바탕으로 한 창업을 지원할 수 있는 구체적 방안 모색이 절실하다.

□ 기술개발 활성화 및 지식재산권 확보

4차 산업혁명 관련한 첨단기술, 관련표준 등이 선진국 등에 종속되기 쉬운 현 상황을 타개하기 위해, 기초원천 기술 확보, 미래 지향형 응용기술 개발을 위한 제도적 장치마련 및 적극적인 지원이 필요한 시점이다.

중소기업이 직접 특허를 출원할 수 있도록 적극 장려하고, 특허 등록까지 이어질 수 있도록 중소기업의 지식재산원 확보를 제도적으로 지원하여 시장 경쟁력 향상 및 리스크 최소화를 지원해야 한다.

이를 위해 중소기업의 혁신 아이디어를 공모할 수 있는 온라인 플랫폼 구축함으로써 지식재산권 확보를 지원하며, 확보한 지식재산권이 제품화 및 사업화로 이어질 수 있도록 추가 R&D 지원이 필요하다.

□ 지식 확산·공유 채널 마련

발달된 ICT 기술을 활용하여 중소기업에게 필요한 ICT 기술을 실시간으로 확인하고, 이를 기술혁신활동에 적극 활용할 수 있도록 통합된 형태의 지식 확산 및 공유 채널을 구축해야 한다.

또한, 산·학·연 간의 협업체계를 구축하여 4차 산업혁명과 관련되어 있는 기술정보의 비대칭성을 해소하고, ICT 융합 방안 등을 수립하여 제조업 혁신 패러다임 변화에 능동적으로 대응할 필요가 있다.

□ 지역기반 제조혁신 네트워크 구축

4차 산업혁명을 선도할 수 있는 스타트업에 특화된 지역별 R&D 지원센터 설립·운영함으로써 지역 내 대학교수, 컨설턴트, 기업가 등 전문가를 적극 활용할 수 있으며, 이를 통해 정보기술 적용수준을 제고할 수 있는 인프라를 구축할 수 있다.

지역별 센터를 통해 스타트업 및 유망 중소기업 대상으로 4차 산업혁명에 대응하기 위한 기업가적 마인드, 스타트업 등을 뒷받침 할 수 있는 이론과 벤치마킹 사례 교육 등을 시행하고,  아이디어 인큐베이팅, 영업방식 개선, 품질 향상 등 연구개발 역량 강화를 위한 교육과 컨설팅을 지원할 수 있으며,

이러한 지역기반 지원조직을 통해 중소기업의 애로사항 및 건의사항 의 수요를 파악함으로써 업체 간 협업과, 사업화 모델 고도화 등을 위한 논의와 협업의 장으로 활용할 수 있다.

□ 기업과 대학·연구소 간 협업 강화

중소기업 기술혁신 역량 강화를 위해서 영국이 시행하고 있는 knowledge transfer와 같이 3D 프린팅을 이용하여 누구나 아이디어를 가지고 사업화와 브랜드 창출을 할 수 있도록 기업화 대학·연구소 간 협업 강화를 위한 프로그램이 필요하다.

□ 중소기업의 디지털화 혁신여건 개선

독일이 시행하는 두 가지 방식을 벤치마킹하여 우리나라 상황에 적합한 전략을 만들어 중소기업의 디지털기술 도입·확산을 도모할 필요가 있다.

- 첫째, 공급망 또는 가치사슬 내 대기업 중심으로 컨소시엄을 구성하여 인터스터리 4.0을 시행하고, 관련 중소기업들이 컨소시엄 내에서 대기업의 지원을 받아 동일한 인더스트리 4.0 기술 도입

- 중소기업이 4차 사업혁명 기술을 스스로 도입하지 않더라도 모듈화된 저가 시스템을 구입하여 사용하는 방식을 활용

(플러그 앤 플레이 방식)

이러한 컨소시엄을 통해 4차 산업혁명 관련한 기술을 도입하고 적용하는데 따르는 위험을 줄이는 테스트베드 개발을 확대 지원하고 이를 전국적으로 확산하고, 중소·벤처기업 중심의 클러스터를 통해 필요한 인력을 서로 같이 활용하고, 해외 기관과의 공동연구개발을 추진할 수 있다.

□ 중소기업 생산 여건 개선

생산의 스마트화를 원하는 중소·중견기업에 투자자들이 적극적으로 투자할 수 있도록 정부가 정기 저리의 자금을 지원하고, 투자세액을 감면하는 등의 혜택을 제공

공유경제 차원에서, 하나의 제조시설이 여러 가지 생산시설로 바뀌면서  수요자 맞춤형 상품을 생산하고 있는 멀티모달(Mult-Modal)형 공장을 시범적으로 추진할 필요가 있다.

□ 중소기업 자금조달 개선

중소기업 기술혁신을 보다 활발하게 하기 위해 세금, 공공조달, 정책자금 등 다양한 방면에서 전방위적인 지원을 확대해 나갈 필요가 있으며,

특히, 중소기업이 기술혁신을 추진하는데 가장 큰 어려움이라고 할 수 있는 자금조달 문제해소를 위해, 전략적 파트너와 중소기업의 투자연계, R&D 세제 혜택, 혁신 펀드, 정부조달 등에 있어 제도개선 및 지원 확대 필요성이 있다.

□ 중소기업 전문 인력 양성

중소기업이 도입한 스마트 설비 또는 장비를 운영·관리하는 전문 인력을 육성하고 이를 제도적으로 지원할 수 있는 장치가 필요하며,

발명가, 설계자, 연구자, 기술자, 행정가, 변호사, 변리사 등 전문가로 구성된 네트워크를 구축하여 핵심 기술개발을 전파하고 상용화하는데 활용할 필요가 있다.

[참고 문헌]

- 대한민국정부 『4차 산업혁명 대응과 혁신성장을 위한 중소기업 R&D 지원체계 혁신방안』, 2019년

- 오동윤, 『4차 산업혁명의 중소기업에 미치는 영향과 개선과제』 2016년, 동아대학교 산학협력단

정분도, 홍미선 『4차 산업혁명의 주요국 현황비교에 따른 활성화 방안에 관한 연구』 2018년, 국제e-비즈닌스학회

장현숙, 유준혁, 『독일 중소기업의 4차 산업혁명 대응전략』 2019년, 한국무역협회

박천수, 『제4차 산업혁명 대응을 위한 R&D 효율화 전략』 2017년, 과학기술정책연구원

조정환, 김태황, 『글로벌 경쟁에 대응한 4차 산업혁명 기술활용의 기업 특성 연구』 2020년, 무역학회지

최세경, 『4차 산업혁명 시대에 중소기업의 도전과 정책과제』 2017년, 중소기업연구원

김희선, 김정수, 신지영, 『제4차 산업혁명과 중소기업 혁신과제』 2017년, 중소기업 연구원

이영주, 『4차 산업혁명의 중소기업 수출 영향 및 정책방향』 2017년, 중소·벤처기업연구원

손승희, 『제4차 산업혁명 시대의 환경변화와 중소규모 기업의 전략적 대응 우선순위』2019년, 중소기업연구원

중소기업중앙회 『중소제조업의 4차 산업혁명 대응 실태조사』

이민화, 『제4차 산업혁명의 선진국 사례와 한국의 대응전략』 2017년, 한반도선진화재단

민윤지, 최창열 『4차 산업혁명과 ICT 산업 및 정책 동향 분석』 2020년, 국제e-비즈니스학회