기계산업 ICT 융합의 정의와 기술개발 사례
기술 융합은 1992년 일본의 코다마(Kodama)가 제 시한 바와 같이 요소 기술간의 결합・혼합을 통해 기 술적 개선을 달성하는 것을 의미하며, 로젠버그가 정 의한 기술 컨버전스(Technology Convergence), 즉 다 양한 산업은 공통의 기술적 문제를 안고 있어 각자의 기술적 문제를 해결해 나아가는 과정에서 공동기술 혁신현상이 발생과는 다른 개념임을 이해할 필요가 있다. 기계 ICT 융합은 그림 1에 제시된 것처럼 기계 산업의 설계, 생산공정, 제품 및 서비스 분야에 IT기술
(Sensing, Actuating, Networking) 부품, 기기, S/W를 결합・내재화(Embedded)하여 기계의 지능화 및 새 로운 순기능을 창출함으로써 편의성, 안전성, 서비스 향상 및 비용절감 등을 이끄는 활동으로 이해할 수 있 다. 이중 가장 직접적이고 단기적인 경제적 가치를 창 출하는 비용절감의 경우 거래비용(Transaction Cost) 의 감소와 예측 유지보수(Preventive Maintenance) 활 동의 관점에서 이해할 수 있을 것이다. 먼저 거래비용 의 감소는 ICT 융합을 통한 정보처리비용의 감소를 의 미하는데, 정보처리비용 감소는 고객과의 상호작용 및 관계강화를 촉진하며, 이는 제품 라이프 사이클 전 이 글에서는 우리나라 기계산업의 ICT(Information Communication Technology) 융합을 정의・분류하고, 이에 따 른 대표적인 기술사례를 소개코자 한다. 또한 한국은행 산업 연관표를 활용하여 기계산업 중간투입에서의 IT 부문 비중을 의미하는 ICT 융합도(측정・평가 지표)를 제시하고, 변화 추이를 분석하였다. 아울러 기계산업 ICT 융합의 경제적 파급효과를 부가가치 유발효과의 관점에서 살펴보고 향후 기계산업의 기술방향을 제시코자 한다.
그림 1기계산업 ICT 융합의 개념 그림 2기계산업 ICT 융합의 형태
그림 5지능형 3D 가상 머신 그래픽 공정 SW
그림 3다계통 e-CNC의 NC 및 PLC 모듈(좌)과 PLC 구성도(우) 그림 4수직형 머시닝센터 DNM 500 모델
체에 대한 통찰력 배양을 통해 신제품 설계 및 개발활 동 개선으로 이어지는 선순환 구조를 구축할 수 있을 것이다. 두 번째로 예측 유지보수는 고장・사고가 발 생했을 시 후속 조치의 관점에서 이루어지던 유지보 수가 ICT 융합을 통해 고장을 방지하기 위한 예방적 활동으로 진화함을 의미하는 것으로서 이는 제품 가 동 효율성 제고, 고장 방지, 기계 성능 최적화 유지를 통한 생산성 제고 등의 장점을 구현하는 데 많은 기여 를 할 수 있을 것이다.
이러한 기계 ICT 융합은 융합 형태에 따라 제품・
부품・모듈에 IT를 접목, 성능과 기능을 확대하는 제 품(Product ICT), 기계제조공정에 ICT를 접목하여 생 산공정의 자동화/무인화를 통한 생산성/효율성 제고 를 꾀하는 생산공정(Process) ICT, 판매된 기계의 예 측 유지보수・사후관리를 통한 고객 만족도와 수익성 제고를 목적으로 IT를 활용하는 서비스(Service) ICT
로 분류(그림 2)할 수 있다. 특히 최근 들어 제품, 서비 스, 지식, 지원 등 고객 중심적인 패키지를 통합적인 솔루션으로 제공하는 것을 의미하는 제조업의 서비스 화 현상이 가속화되면서 ICT를 활용한 유지보수, 원격 모니터링, 기계안전보안, 고장진단・검사 등의 서비 스 ICT의 중요성이 새롭게 주목 받고 있다.
국내 기계산업계에서도 이러한 ICT 융합의 가치를
인식하고 최근들의 ICT 융합 제품 기술 개발에 박차를
가하고 있다. 먼저 제품 및 공정 ICT 융합 사례의 경우
두산인프라코어가 국산화에 성공한 공작기계 수치 제
어장치 다계통 e-CNC 모듈과 HMI(Human Machine
Interface) 기능 SW를 꼽을 수 있을 것이다. 다계통 e-
CNC는 복합가공기 또는 터닝센터, 밀링센터 등 복수
개의 기계를 동시에 제어하여 상호 협력을 통한 작업
수행이 가능하도록 다양한 동기화 기능을 지원하고
있으며, NC와 PLC(Programmable Logic Controller)
모 듈 의 단 일 보 드 설 계 , 고 속 통 신 을 위 한 PCI (Peripheral Component Interconnect) 익스프레스 버 스(Express Bus) 채용이 특징이라 하겠다(그림 3). 이 와 같이 e-CNC는 최근 공작기계의 고속화・고정밀 화・다기능화・지능화에 맞추어 생산성 향상에 기여 하고 있으며, 현재 그림 4와 같이 DNM시리즈의 선 삭・밀링 터닝센터에 탑재되어 판매 중에 있다.
또한 두산인프라코어에서는 다계통 e-CNC에 탑재 가능한 3차원 가상 머신 그래픽 프로그램(그림 5)을 개발하여 가공 시 문제가 발생하면 이를 자동으로 중 지 또는 예방하는 충돌방지시스템(CPS: Collision Protector System)과 공구부하 감지기능 등을 보유한 공정지능화 SW를 개발, 복합가공기에 장착하여 판매 하고 있다.
한편 서비스 ICT 융합 사례로 현대중공업이 2008년 출시한 위성통신을 이용해 작업 중인 굴착기의 상태 와 작업이력을 파악할 수 있는 IT융합 첨단정보시스 템‘Hi-Mate’를 들 수 있다. ‘Hi-Mate’는 개별 굴착기 가동시간, 고장의 원인・종류, 소모품 사용현황 및 교 환주기, 위치정보 등의 서비스를 제공하고 있는데, 국 내에서는 2011년 7월부터 방송통신위원회로부터 위
치정보 사업허가를 취득, 굴착기와 휠로더 전기종에 GPS를 기본 탑재하여 출시하고 있으며 중국에서도
‘Hi-Mate’장착을 통해 2010년 이후 중국 굴착기 시 장 점유율 3위를 기록하고 있다. 가장 최근인 올해 5 월에는‘Hi-Mate’를 탑재한 120t 급 굴착기를 개발한 바 있으며, 현재 지게차용 Hi-Mate를 개발 중에 있 다.(그림 7)
기계산업 ICT 융합도 및 부가가치 유발효과
이 글에서는「산업연관표」총투입계수표를 활용하 여 산업간 융합수준 측정한 송준엽 외(2009)의 연구 결과 및 1995년~2010년 사이 발간된 산업연관표를 활 용하여 기계산업 IT 융합도 추이를 확대 분석하고, ICT 융합이 기계산업 부가가치 유발효과에 미치는 영 향을 파악하고자 하였다. 먼저 ICT 융합도(Intensity) 는 기계산업의 생산활동에 ICT가 얼마나 집약되어 있 는지를 의미하는 것으로 산업연관표 상의 투입계수표 를 활용하여 기계산업 생산에 투입되는 정보통신 부 문의 중간 투입 비중으로 산출할 수 있다. 본 연구에 서는 곽기호 외(2010)의 연구 결과를 활용하여 ICT 융 합도를 정보통신 부문의 중간 투입계수 합을 기계산
그림 6‘Hi-Mate 시스템’주요 작동 화면 그림 7Hi-Mate가 탑재된 120t급 초대형 굴착기‘R1200’
업별 기본부문 중간투입계수 합 에서‘自 기본부문’의 중간투입 계수를 뺀 값(순 중간투입계수) 으로 나눈 수치로 정의하였다.
더불어 산업연관표상의 정보 통신 부문은 정보통신기술산업 (ICT) 및 정보통신산업 통계와 산업연관표 산업별 개념 및 포괄 범위, 업계의 의견을 취합하여 그림 8과 같이「산업연관표」통합 소분류 제조부문 7개, 서비스부 문 2개로 정의하였다. 한편 ICT 융합에 따른 부가가치 유발효과 는 통합소분류 168 부문별 부가
가치계수의 대각행렬과 생산(국산)유발계수 행렬 간 의 곱을 통해 산출한 부가가치 유발계수행렬에서 정 보통신 부문이 유발하는 부가가치를 선별하여 구할 수 있다.
상기 방법을 활용하여 산출한 1995년~2010년 사이 기계산업의 ICT 융합도는 1995년 11.8%에서 2010년 14.2%로 15년 간 약 2.4%p 증가한 것으로 나타났다.
소분류별(그림 9)로는「90. 산업용 운반기계」의 ICT 융합도가 2010년 현재 25%에 육박하는 반면, 밸브・
베어링 등을 포함하는「89. 일반목적 기계 부품」은 2.5%에도 미치지 못하는 등 각 부문간 차별적인 모습 을 확인할 수 있다. 특히 베어링의 경우 일본 경제산 업성이 2009년 발표한‘임베디드 SW 산업 활성화 플
랜’에서도 기계 분야 중 유일하게 임베디드 소프트웨 어가 없는 품목으로 분류된 바를 고려할 때, 설계 등 을 제외하고는 ICT 융합이 거의 일어나지 않는 것으 로 파악된다.
융합도 증가율의 경우「90. 산업용 운반기계」, 「93.
금속 가공기계」, 반도체 제조장비를 포함하는「95. 기 타 특수 목적기계」의 ICT 융합의 심화가 두드러지고 있음을 확인할 수 있다. 특히 공작기계, 반도체 제조 장비 등 주력산업 제조장비 부문의 ICT 융합도 증가 폭이 높게 나타난 것은 기계성능 극대화 및 고장기간 최소화를 통해 생산성 향상을 꾀하고자 하는 현장의 요구가 증가하고 있음을 의미한다 하겠다. 반면「94.
농기계・건설기계」의 경우 예방적 유지보수의 관점
그림 8정보통신 부문에 속하는 통합소분류(2010년 산업연관표 기준)
그림 9기계산업의 통합 소분류별 ICT 융합도 변화 추이(1995~2010)
에서 ICT 융합이 적극적으로 추진되고 있으나 기계가 격에 비해 ICT 부품・소프트웨어의 비중이 작아 상대 적으로 ICT 융합도가 낮게 측정된 것으로 판단된다.
한편「88. 내연기관 및 터빈」의 경우 ICT 융합 정도가 다소 하락하였음을 확인할 수 있는데, 세계적인 가스 터빈 제조회사인 롤스로이스의 가동 모니터링 및 핵 심 부품진단 서비스인 토털 케어(Total Care)를 통해 높은 매출을 달성하고 있음을 고려한다면 이러한 추 세에 대한 추가적인 조사가 필요할 것으로 보인다.
한편 기계산업의 ICT 융합도는 의료기기산업 보다 는 낮으나, 자동차, 조선 분야 대비로는 높은 수준을 보이는 것으로 확인되었다. 특히 ICT 융합도 증가율 은 기계산업이 가장 가파른 것으로 나타났는데, 이는 기계산업 내에서 ICT 융합 기술을 응용하여 제품의 고속・고정밀화, 무인・스마트화 및 에너지 절감 등 을 통한 통합 솔루션 제공, 고부가가치화를 꾀하고 있 으며, 서비스 분야에서 수익구조를 확대시키는 움직 임이 가속화되는 것으로 이해할 수 있다.
기계산업 ICT 융합의 부가가치 유발효과
기계산업 전체의 부가가치 유발효과는 1995년 0.7189에서 2010년 0.6453으로 감소하였으나 ICT 융 합의 부가가치 유발효과는 같은 기간 0.0259에서 0.0290으로 오히려 증가하였으며 부가가치 유발효과 에서 차지하는 비중도 1995년 3.6%에서 2010년 4.5%
까지 상승하였다. 특히 기계산업 ICT 융합도가 높아 짐에 따라 ICT 융합의 부가가치 유발효과도 증가하는 경향을 확인할 수 있다. 이는 신흥개도국과의 경쟁으
로 인한 이윤감소, 생산기지의 해외 이전에 따른 고용 정체 등으로 인해 부가가치 유발효과가 감소하는 상 황에서도 ICT 융합이 기계산업 생산에 따른 부가가치 유발에 긍정적인 역할을 했음을 의미한다고 하겠다.
소분류 기준 전 부문에서 ICT 융합에 의한 부가가 치 유발효과가 증가하는 것으로 나타났으며, 증가 폭 역시 부문 전체의 부가가치 유발효과 증가폭을 상회 하고 있음을 확인하였다. 이는 최근 산・학・연에서 수행하고 있는 ICT 융합기술 개발에 대한 투자 지속 및 확대의 필요성을 시사하는 것으로 기계산업 전 부 문에서 ICT 융합기술 개발이 가능함을 의미한다 하겠 다. 한편 이러한 경향은「90. 산업용 운반기계」, 「91.
공조 및 냉온장비」, 「93. 금속가공기계」, 「94. 농기 계・건설기계」, 「95. 기타 특수목적기계(반도체 제조 장비 포함)」에서 특히 강한 것으로 확인되었다.
기존 기술의 성숙으로 인해 한계 돌파(Break
그림 10기계산업의 ICT 융합에 의한 부가가치 유발 증가 추이(1995~2010)
through)가 점차 어려워지는 상황에서 기계 분야 융합 기술 개발은 기술 선도자(First Mover)로 도약하는 기 회를 제공할 수 있으며, 지능화 및 순기능 창출을 통해 편의성, 안전성, 성능 극대화, 서비스 향상 및 비용 절 감의 가치를 창출하는 강력한 기술 혁신 활동으로 이 해할 수 있을 것이다. 이러한 관점에서 이 글에서는 최 근 우리나라에서 추진 중인 기계 ICT 융합기술 사례를 소개하고, 산업계의 추진 현황을 측정하기 위한 ICT 융 합도를 제시하였다. 특히 기계 ICT 융합을 제품뿐 아니 라 서비스 경쟁력 제고의 관점에서 살펴봄으로서 ICT
융합이 고객 요구 사항 충족, 문제 해결을 통해 만족도 및 충성도 강화의 수단으로 활용될 수 있을 것으로 사 료된다. 아울러 전반적인 부가가치 유발효과 감소에도 불구하고 ICT 융합 기술 개발에 따른 부가가치 유발효 과가 증가함을 확인함으로써 ICT 융합기술 개발 노력 이 기계산업의 고부가가치화 및 타산업 발전을 견인하 고 있음을 계량적으로 살펴보았다.
향후 이 글의 분석 내용이 산업 ICT 융합의 평가척 도나 기술개발의 방향성 수립 등의 가이드 혹은 참조 모델에 널리 활용될 수 있기를 기대한다.
표 2통합소분류별 부가가치유발(A) 및 ICT 융합에 의한 부가가치유발(B)
088 내연기관 및 터빈
089일반목적 기계부품
090산업용운반기계
091공조 및 냉온장비
092기타일반목적 기계
093금속가공기계
094농0104건설기계
095기타특수목적 기계 (반도체 제조장비 포함)
A 0.5875 0.6497 0.6613 0.6854 0.6573 0.8%
B 0.0247 0.0286 0.0332 0.0360 0.0319 1.7%
C(A/B) 4.2% 4.4% 5.0% 5.2% 4.9%
A 0.7786 0.7728 0.7308 0.7081 0.6721 -1.0%
B 0.0148 0.0155 0.0153 0.0154 0.0158 0.4%
C(A/B) 1.9% 2.0% 2.1% 2.2% 2.3%
A 0.7076 0.7387 0.7486 0.7246 0.6750 -0.3%
B 0.0290 0.0392 0.0448 0.0472 0.0538 4.2%
C(A/B) 4.1% 5.3% 6.0% 6.5% 8.0%
A 0.7491 0.7404 0.7084 0.6878 0.6681 -0.8%
B 0.0285 0.0304 0.0339 0.0323 0.0362 1.6%
C(A/B) 3.8% 4.1% 4.8% 4.7% 5.4%
A 0.7500 0.7444 0.7295 0.7189 0.6732 -0.7%
B 0.0375 0.0409 0.0365 0.0353 0.0376 0.0%
C(A/B) 5.0% 5.5% 5.0% 4.9% 5.6%
A 0.7428 0.7427 0.7630 0.7453 0.6939 -0.5%
B 0.0409 0.0438 0.0452 0.0472 0.0503 1.4%
C(A/B) 5.5% 5.9% 5.9% 6.3% 7.3%
A 0.6586 0.6893 0.6836 0.6662 0.6410 -0.2%
B 0.0151 0.0200 0.0217 0.0229 0.0210 2.2%
C(A/B) 2.3% 2.9% 3.2% 3.4% 3.3%
A 0.7379 0.7378 0.7235 0.6941 0.6354 -1.0%
B 0.0221 0.0266 0.0351 0.0340 0.0330 3.4%
C(A/B) 3.0% 3.6% 4.9% 4.9% 5.7%
통합소분류
연 도
1995 2003 2005 2007 2010 GAGR
