특집 제4차 산업혁명과 국토발전
최근들어 본격적으로 논의되고 있는 제4차 산업혁명은 모든 면에서 이전의 다양한 기술 변화와 산업혁명과는 비교할 수 없을 정도로 강력하고, 엄청난 영향력으로, 세계 경제시 스템과 사회구조를 크게 변화시킬 것으로 예상된다. 특히 미래 산업발전의 관점에서 제4 차 산업혁명은 그 영향력의 규모와 변화의 속도 면에서 역사상 그 어떤 산업혁명과 비교 할 수 없을 정도로 다른 양상으로 전개되면서 기존 산업의 재편을 불가피하게 할 뿐 아니 라 기존의 사업방식과 일하는 방식, 더 나아가 소비행태와 생활방식 전반에 걸쳐 혁명적 인 변화를 초래할 것으로 예상되고 있다.
이에 이 글에서는 최근 논의되는 제4차 산업혁명의 논의 배경과 주요 내용을 살펴보고, 제4차 산업혁명의 전개 과정에서 나타날 산업구조의 변화를 논의한다. 이어서 향후 제4차 산업혁명으로 인한 새로운 산업발전의 기회를 효과적으로 활용한다는 차원에서 정부의 정 책과제를 제시하고자 한다.
최근 제4차 산업혁명 논의의 주요 내용과 의의
1. 제4차 산업혁명의 정의와 핵심 주도기술1)■ 정의
일반적으로 산업혁명은 18세기 중반부터 19세기 초반까지 영국에서 시작된 기술혁신과 이 로 인해 일어난 사회·경제적 변혁을 일컫는다. 제1차 산업혁명은 증기기관을 동력으로
1) 이하의 제4차 산업혁명에 대한 주요 논의 내용은 Klaus Schwap(2016)과 김정욱 외(2016)을 주로 참고하였음을 밝혀둠.
보다 자세한 내용은 위 두 자료를 참고.
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장석인 | 산업연구원 선임연구위원([email protected])
제4차 산업혁명 시대의
산업구조 변화 방향과 정책과제
한 대량생산체제가 가능해졌다.
제3차 산업혁명 시기에는 컴퓨 터·ICT 분야의 발전으로 정보 화·자동화 시스템이 등장했다 고 할 수 있다(<그림 1> 참조).
2016년 세계경제포럼(World Economic Forum)에서 논의된 제4차 산업혁명은 제3차 혁명을
주도한 ICT 또는 디지털기술을 기반으로 물리학, 생물학 분야의 기술이 상호 교류와 융합 하면서 이전의 산업혁명과는 비교할 수 없을 만큼의 새로운 사회경제적 변혁을 초래할 것 으로 전망된다. 이런 점에서 클라우스 슈밥 회장은 이번 제4차 산업혁명의 특징으로 “속 도(velocity), 범위와 깊이(breath & depth), 시스템적 충격(system impact)의 측면에서 이전의 산업혁명과는 확연히 구분되며, 근본적으로 그 궤를 달리한다”라고 보았다.2)
■ 제4차 산업혁명의 핵심 주도기술
현재 제4차 산업혁명을 주도할 기술로 인공지능과 로봇공학, 사물인터넷, 자율주행자동 차, 3D 프린팅, 나노기술, 생명공학, 재료공학, 에너지 저장기술, 유비쿼터스 컴퓨팅 등 다양한 첨단기술들이 거론되고 있다. 특히 이들 기술 중 물리학, 생물학 분야의 기술은 디 지털기술과의 상호 교류와 기술융합을 통해 서로의 분야를 더욱 증폭시키는 한편 일부 분 야의 기술변화는 기하급수적인 속도로 이루어져 이미 발전의 변곡점에 도달한 것으로 평 가되고 있다.3)
산업혁명의 핵심 주도기술은 특정 시점에 출현했다가 사라지는 그런 기술이 아니 라 현재까지도 그 영향력을 지속적으로 발휘하면서 소위 범용기술(general purpose technology)의 특성을 지닌다. 여기서 범용기술의 특성은 첫째, 특정 분야에 국한되지 않 고, 다양한 분야의 기술혁신을 유발하여 기존 생산양식을 변화시키며, 둘째, 새로운 기술 패러다임을 이용하는 다양한 보완적 발명과 혁신이 장기간에 걸쳐 연쇄적으로 나타나는 것을 말한다. 1차 산업혁명의 증기기관과 2차 산업혁명의 전기기술이 좋은 예이다.
증기기관을 활용하여 영국의 섬유공업이
거대산업화 증기기관 기반의
기계화 혁명
공장에 전력이 보급되어 벨트 컨베이어를 사용한
대량생산보급 전기 에너지 기반의
대량생산 혁명
인터넷과 스마트 혁명으로 미국 주도의 글로벌 IT기업
부상 컴퓨터와 인터넷 기반의 지식정보 혁명
사람, 사물, 공간을 초연결·초지능화하여 산업구조 사회 시스템 혁신
Lot/CPS/
인공지능 기반의 만물초지능 혁명
자료: 정보통신기술진흥센터 홈페이지.
2) Klaus Schwap(2016)의 서문과 제1장 참조.
3) 이에 관한 보다 자세한 내용은 WEF(2015)의 세부기술별 특성과 이들 기술변화가 초래할 변화양상과 시점 등을 참조.
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이러한 측면에서 이번 제4차 산업혁명의 핵심 주도기술 중 가장 강력한 후보는 소위 지 능정보기술이라고 할 수 있다. 이러한 지능정보기술은 인공지능기술(AI)과 사물인터넷 (IoT), 클라우딩(Clouding), 빅데이터(Big-Data), 모바일기술(Mobile) 등 데이터활용기 술군을 융합하여 기계에 인간의 인지·학습·추론능력을 구현하는 기술군 모두를 지칭한 다. 최근 정부도 제4차 산업혁명에 대응한 중장기 국가전략으로 ‘제4차 산업혁명에 대응 한 지능정보사회 중장기 종합대책’을 발표하고 이러한 지능정보기술을 “다양한 분야에 활 용될 수 있는 범용기술 특성을 보유하여 사회 전반의 혁신을 유발하고, 광범위한 사회경 제적 파급력을 갖는 기술”로 정의하고 있다.4) 따라서 앞서 세계경제포럼에서 제4차 산업 혁명을 논의하면서 거론된 로봇서비스, 드론과 자율주행자동차, 커넥티드 홈과 스마트시 티, 비트코인과 블록체인 등 다양한 응용분야는 제4차 산업혁명의 핵심 요소기술인 지능 정보기술이 기존의 홈, 도시, 로봇, 무인항공기, 자동차, 금융분야에 적용되거나 융합·
확산되면서 나타나는 혁신 성과라고 할 수 있다.
2. 제4차 산업혁명의 기업 활동차원의 의의와 의미
제4차 산업혁명의 핵심 주도기술인 지능정보기술이 광범위한 분야에 적용되거나 융합되 면서 나타나게 될 파괴적 혁신과 다양한 변화를 기업차원에서는 어떻게 수용하고, 이해 해야 할 것인가? 다시 말해 단순히 공장 자동화나 업무효율화 이상의 의미로 받아들이고 적극적으로 대응할 필요가 있다고 하
겠다. 구체적으로는 제품기획, 신모 델 개발과 시제품 제작, 제조 공정의 효율화와 공급망 관리(SCM), 고객관 리와 소비자 니즈 파악 등 기업 가치 사슬 전반에 있어서 획기적인 비용절 감 또는 새로운 가치창출이 이루어져 야 한다. 실제로 현재 제4차 산업혁명 을 선도하고 있는 것으로 알려진 미국 과 독일의 혁신적 기업들의 경우 지능 정보기술과 관련된 첨단기술을 활용하 거나 다양한 생산방식과 비즈니스모델
<그림 2> 기업 차원의 제4차 산업혁명 의의: 스마일 가치사슬의 상향 이동
제품·연구 개발 제4차 산업혁명
선진국의 가치사슬
21세기 지식기반 경제
가치사슬
부가가치
20세기 산업화 시대 판매·서비스
브랜드 구축 디자인
마케팅 제조 유통
ICBM + AI 활용
자료: 장석인 2017,
4) 제4차 산업혁명을 주도하는 핵심기술로서의 지능정보기술에 대한 보다 자세한 내용은 대한민국 정부(2016) 참조.
제4차 산업혁명 전개과정의 산업구조 변화
1. 기업의 가치사슬 혁신 및 비즈니스 모델의 변화제4차 산업혁명의 전개과정에서 나타날 변화 가운데 우선적으로 주목할 내용은 제4차 산 업혁명에 선제적으로 대응하는 선도기업들의 가치사슬상 혁신과 그에 따른 비즈니스 모 델의 변화이다. 스마트폰의 샤오미, 화웨이, 드론의 DJI, 가상현실의 오큘러스, 전기차의 테슬라, BYD, TV의 비지오, TCL/하이센스 등 다양한 산업 분야의 혁신적인 기업들은 제 4차 산업혁명의 전개과정에서 등장하는 새로운 성장 환경에 최대한 적응하면서 기존 통 념에서 벗어나 새로운 성장 전략들을 추구하고 있다.
이들 혁신적 기업들의 공통점은 연구개발, 마케팅, 판매, 유통부문 등 기존의 가치사슬 에서 파괴적 혁신을 이끌어내는 한편, 글로벌 디지털 플랫폼 구축 등을 통해 상품기획, 품 질제고, 소비자 대응속도, 가격개선 등에서 시장을 주도하고 지속적인 글로벌 경쟁우위 를 유지한다는 점이다. 또한 그 어떤 기업보다 먼저 변화의 흐름 속에서 형성되고 있는 새 로운 인터넷 기반의 산업생태계 환경을 최대한 활용해 저비용이면서도 효율적인 비즈니 스모델을 구축하고, 고객의 숨겨진 니즈를 파악하여 새로운 시장을 창출하거나 선점하고 있다.
기존의 대기업 역시 거대한 고객층과 인프라, 그리고 기존 제품과 서비스의 디지털전환 (digital transformation)을 통해 제조업과 서비스업 등 분야 간 경계를 넘나들며 그 활동 영역을 넓혀가고 있다. GE, 캐논, 지멘스, 보쉬 등 선진국의 거대 제조기업들은 제4차 산 업혁명이 태동되던 초기부터 대기업 고유의 기민성, 유연성, 적응성 부족 문제를 극복하 기 위해 불필요한 낭비 요소들을 과감히 줄이는 한편 자신만의 차별화된 역량을 찾는 노 력을 다각도로 전개하고 있다.
한편 제4차 산업혁명이 진행되는 과정에서 나타나고 있는 수요측면의 변화 또한 기업 의 파괴적 혁신을 불가피하게 하는 주요 요소로 작용할 것으로 예상된다. 높아진 투명성, 소비자 참여의 증대 그리고 모바일 네트워크와 빅데이터의 분석결과로 파악되는 소비자 행동양식 변화는 기존의 제품과 서비스에 대한 마케팅 및 전달방식이 더 이상 유효하지 않게 되었다. 기업들은 새로운 방식의 디자인과 마케팅으로 대응하지 않고는 더 이상 시 장에서 살아남지 못하게 될 것으로 보인다.
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2. 제4차 산업혁명의 전개에 따른 산업구조의 변화 방향
향후 제4차 산업혁명의 전개과정에서 나타날 산업구조의 변화는 현재 단계에서 명확하게 예측하기가 쉽지 않다. 따라서 여기에서는 앞서 살펴 본 혁신적 선도기업들이 제4차 산업 혁명의 전개과정에서 추진하고 있는 가치사슬상의 혁신과 생산방식의 변화, 더 나아가 비 즈니스모델의 혁신에 대한 논의를 기반으로 최근 새롭게 나타나고 있는 새로운 산업발전 의 패러다임에 대한 서술을 통해 제4차 산업혁명의 진전을 통한 산업구조의 변화 방향에 대한 설명을 대신하고자 한다.
■ 초연결성과 초지능화 확산에 따른 제품과 서비스의 스마트화, 시스템화
센서와 초고속통신 기반의 사물인터넷과 빅데이터, 크라우딩 컴퓨팅과 인공지능(AI) 등 지능정보기술의 적용과 확산으로 사람과 사람, 제품과 서비스, 기계와 기계의 상호 연결 성이 강화될 것으로 예상된다. 또한 초지능화가 진행됨에 따라 제품과 서비스의 경쟁요소 가 단순히 가격과 품질이 아니라 데이터를 연결하고, 지능화하여 누가 먼저 새로운 가치 와 시장을 선점하느냐가 될 것이다.
또한 초연결성과 초지능화 확산에 따라 제품의 경쟁단위도 단순 제품(stans alone)에서 시스템 또는 시스템의 시스템으로 확대될 것으로 전망된다. 예를 들어 <그림 3>과 같이 농기구 제조업체가 트렉터, 경작기, 파종기와 같은 농기계를 스마트 및 네트워크화로 통 합할 경우, 농기계 전반의 성능향상 외에 날씨정보시스템, 파종최적화시스템, 관계시스템
<그림 3> 트렉터 제조업의 사업영역 확장 가능성 개념도
5. 시스템들의 시스템
4. 제품 시스템
파종기
트렉터 경작기
콤바인
3. 스마트, 커넥티드 제품 2. 스마트 제품
1. 제품
농기구 시스템
농기구 시스템
강우, 습도, 온도 센서
필드 센서
날씨: 정보 애플리케이션
농장 성능 데이터베이스
파종 최적화 애플리케이션 파종 데이터베이스
관계 애플리케이션 날씨 예보
관계노드 날씨 지도
날씨 정보 시스템
관계 시스템 파종 최적화
시스템 농장 관리
시스템
출처: Porter and Hepplemann 2014.
하는 것이 중요하다고 하겠다.
■ 하드웨어와 소프트웨어의 융합화 진전으로 인한 제조업과 서비스업의 융합화
제4차 산업혁명의 전개과정에서 지능정보기술 기반의 디지털화가 급속히 진전되면서 일 상의 모든 영역이 끊임없이 상호 연결되며, 네트워크화된 자원에의 의존도가 점차 심화될 것으로 보인다. 네트워크화된 센서, 액추에이터, 내장형 하드웨어·소프트웨어 등을 통해 물질세계와 가상세계가 통합되면서 산업모델도 점차 변화할 것으로 전망된다. 그 결과 기 존의 제품기반(product-based) 산업이 서비스 기반(service-based)으로 전환되고, 자동 화·표준화의 진전 및 개인 맞춤형 제품 생산이 확대될 것이다. 이러한 제조업의 서비스 와 융합화의 진전으로 장기적으로 제조업의 비중이 다소 줄어들지만, 엔지니어링, 소프트 웨어, 컨설팅, 기업법률자문 등 지식기반 서비스산업의 비중이 확대될 것으로 전망된다.
이 과정에서 기존의 제조업체가 융합형 혁신을 통해 제품과 서비스의 영역을 재정립하 는 등 선도자의 우위를 유지하는 경우에는 신규 기업의 진입을 방해할 수 있다. 그러나 기 존 제품과 서비스를 보호하려는 소극적 대응으로 일관할 경우, 기존 제품이 범용상품으로 전락하거나 새롭게 부상하는 플랫폼 기반의 신규 진입기업에게 주도권을 상실하고 OEM 공급자로 전락할 가능성도 배제할 수 없다.
3. 국가, 지역과 도시에 미치는 영향
최근 제4차 산업혁명이 전 세계적으로 진행되고 있지만 모든 국가와 지역, 도시가 동일한 성과를 거두고 있는 것은 아니다. 제4차 산업혁명이 주로 디지털기술과 다양한 핵심기반 기술(kew enabling technologies)과의 융합을 기반으로 한 혁신과 다양한 혁신적 기업들 의 활동을 통해 진행되므로 해당 국가와 지역, 도시의 혁신생태계가 어떻게 형성되어 있 고, 무엇보다 이들 국가나 지역, 도시가 제4차 산업혁명에 어떻게 적응하고, 그 적응력이 어떤 수준인가에 따라 크게 다른 결과가 초래된다고 할 수 있다.
실제로 다보스 포럼에서 스위스 은행인 UBS가 발표한 보고서에 의하면 우리나라의 제4차 산업혁명에 대한 적응력은 평가대상 139개국 중 25위에 그친 것으로 보고되었다.5)
5) 보다 자세한 내용은 UBS(2016) 참고.
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여기서 제4차 산업혁명의 적응력은 국가와 지역, 도시의 경쟁력을 결정하는 노동시장 유 연성, 기술수준, 교육시스템, 인프라스트럭처, 법적 안정성 등을 말한다. 이처럼 제4차 산 업혁명 적응력에서 교육시스템과 법적 안정성 등의 요소가 포함된 것은 향후 제4차 산업 혁명이 진행되면서 어떤 특정 국가나 지역(도시 포함)이 고비용 또는 저비용 구조인가 또 는 신흥시장인가 성숙시장인가의 구분은 그 중요성이 약해지는 대신 그 국가와 지역의 혁 신생태계가 얼마나 효과적으로 구축되어 있는지가 무엇보다 중요하다는 것을 의미한다.
또한 그와 함께 그 국가와 지역이 제4차 산업혁명을 주도하고 있는 부문, 예를 들면 5세 대 이동통신, 드론, 신재생에너지, 사물인터넷 등에서 우선시 될 국제규범이나 관련 규제 와 입법이 얼마나 신속하게 설정되고 운용되는가가 중요해질 것이라는 것을 의미한다. 따 라서 제4차 산업혁명 관련 국가와 지역전략산업 육성을 위해서 중앙 및 지방정부, 학계, 민간이 이전과는 다른 협력시스템을 구축하고, 성과 창출에 집중하고, 속도감을 가지고 무엇보다 혁신주체들에게 혁신의 영감을 불어넣는 노력이 필요하다.
향후 주요 정책방향과 과제
앞서 살펴본 제4차 산업혁명 전개에 따른 기업의 생산방식과 비즈니즈모델의 혁신, 그리 고 결과적으로 나타날 산업구조 변화에 대한 논의를 바탕으로 새로운 산업발전의 기회와 도전과제에 효과적인 대응의 필요성에 대해 살펴보았다. 향후 우리 정부가 중점 추진해야 할 정책방향과 과제를 정리하면 다음과 같다.
1. 지능정보기술의 선제적 도입·확산을 통한 산업전반의 혁신 활성화 추구
제4차 산업혁명의 핵심 주도기술인 지능정보기술의 도입과 확산이 파괴적 혁신을 통해 새 로운 산업의 창출과 기존 산업 전반의 구조적 대변혁을 가능케 할 것으로 예상된다. 따라 서 국가 R&D정책과 신산업육성정책 추진 시 지능정보기술에 대한 투자 우선순위를 높 이는 한편, 기존 과학기술 및 산업기술 R&D의 연계 또는 융합과제가 우선적으로 추진될 수 있도록 과학기술 및 산업기술 R&D 투자의 자원배분과 관련 정책의 재조정을 신속히 할 필요가 있다. 특히 지능정보기술 분야의 확산과 이를 기반으로 한 응용분야에서는 선 발-후발기업 간 기술격차 확대 및 플랫폼 선점 기업의 승자독식이 일반화됨에 따라 기존 의 ‘빠른 추격자(Fast Follower) 전략’은 더 이상 작동하기 어려운 반면 ‘퍼스트 무버(First Mover) 전략’이 더 바람직하기 때문이다. 또한 지능정보기술은 다량의 데이터 분석에 기 반하므로 특정 업체의 데이터 독점 방지는 물론 개인정보 보호 등을 통해 양적·질적으로
향후 국가차원의 미래 성장동력과 신산업의 발굴 및 선정요건으로 제4차 산업혁명에 따 른 새로운 기회와 위협요인에 대한 검토가 필요하다. 이는 제4차 산업혁명의 전개과정에 서 새롭게 부상하는 핵심 기술이 국가차원에서 추진할 미래 성장동력과 전략적 신산업의 시장구조, 수출시장에 적지 않은 영향을 미칠 것이기 때문이다. 실제로 제4차 산업혁명 과정을 통해 기존 선진국의 일부 지역에서 새로운 유통시스템으로 부상한 드론의 경우 아 직 도로와 유통시스템이 발달하지 않은 신흥국의 새로운 유통수단으로 활용될 가능성이 커지고 있다. 이로써 드론은 신흥국의 기존 유통망을 대체할 정도의 영향력을 갖는 유통 시스템으로 발전할 가능성도 커져 미래 시장규모와 장기 성장률 전망에 있어 대폭 수정이 불가피하게 되었다.
또한 제4차 산업혁명의 대전제가 되는 디지털전환(digital transformation)을 어떻게 혁신적으로 활용할 것인가를 새로운 신산업 발전구상과 실행계획에 새로운 요소로 추가 할 필요가 있다. 구체적으로는 향후 국가나 지방의 전략산업 육성에 있어 R&D 투자 확 대를 통한 핵심 원천기술 확보 외에도 수요 연계형 R&D 및 상업화 이전 단계의 공공구 매(pre-commercialization procurement) 등을 통한 초기 시장창출 등의 노력이 필요하 다. 예를 들어 차세대 LED 가로등은 지능정보통신의 적용으로 이제 날씨와 오염 정도, 지 진활동, 차량과 인간의 이동, 소음, 대기오염 등의 데이터를 수집하는 여러 센서기술의 플 랫폼 역할을 할 수 있다. 이런 경우 지능형 차세대 LED 가로등은 도시나 지역에서 일어나 고 있는 일을 실시간으로 확인할 수 있고, 공공안전이나 무료주차 공간을 찾는 데 활용할 수 있게 된다. 따라서 중앙정부나 지방정부가 공공구매나 구매조건부 R&D 사업에 차세 대 LED 가로등 개발과 구매를 포함시킴으로써 공공안전 확보나 시민의 무료주차장 공간 확보의 문제를 새로운 산업육성과 연계하여 해결할 수도 있게 될 것이다.
3. 혁신주도 핵심인력 확보와 지능정보기술기반 산업생태계 구축에 주력
향후 제4차 산업혁명의 전개과정에서 새로운 산업 발전을 주도할 기업들의 입장에서 보 면 가장 절실히 정부의 지원을 필요로 하는 것은 혁신주도 핵심인력의 확보와 지능정보기 술 기반 산업생태계 구축 등을 통해 보다 쉽게 혁신이 가능한 기업환경 확보라고 할 수 있 다. 따라서 제4차 산업혁명에 대비한 정부정책의 핵심은 제4차 산업혁명이 전개되는 과
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정에서 기업들이 필요로 하는 혁신주도 핵심인력과 산업생태계를 어떻게 조성해 주느냐 의 문제라고 할 수 있다. 이를 위해 정부는 특정지역이나 전략적 산업발전 지역이 주변 지 역으로부터 우수하고 유능한 인재를 유인할 수 있을 정도로 보다 나은 교육시스템과 창업 보육지원시스템, 전략 산업분야의 투자를 촉진할 각종 인프라와 지원제도 등을 구비하도 록 하는 것이 중요하다.
4. 제4차 산업혁명 전개에 따른 경제적 효과분석에 기초한 중장기 발전 전략 마련
향후 제4차 산업혁명 기반기술 확산에 따른 산업 및 고용구조 변화를 예측하고, 특히, 산 업별 성장 잠재력과 고용구조 변화 등 경제적 효과를 구체적으로 제시하는 한편, 중장기 산업구조 및 고용구조 변화에 대한 발전 비전과 전략을 마련하여 제4차 산업혁명 전략에 대한 국민적 공감대를 마련하는 것이 필요하다. 이는 제4차 산업혁명이 필연적으로 야기 할 사회시스템 변화에 대응하여 고용불안 등 부정적 요인을 최소화해야 하기 때문이다.
특히 정부는 산업구조 변화에 따라 일부 직종의 고용이 감소하고, 새로운 직종이 출현하 는 동시에 산업 간 고용수급 불일치, 임시직 증가 등 고용시장의 급변에도 신속하게 대응 할 수 있는 시스템을 구축하고, 기술교육 강화, 재교육 확대 등을 통한 구조적 실업에 대 비하는 노력도 필요할 것이다.
참고문헌
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대한민국 정부. 2016. 제4차 산업혁명에 대응한 지능정보사회 중장기 종합대책. 서울: 대한민국 정부.
성낙환, 나준호, 조성완, 최드림. 2016. 사업방식 차별화로 시장 흔드는 신흥제도기업들. LG Business Insight, 3월 30일자.
장석인. 2017. 제4차 산업혁명과 한국의 미래전략. 산업연구원 경쟁력본부 산업발전세미나, 1월 13일.
장석인, 정은미, 박승록. 2014. 한국의 성장동력정책 평가와 발전과제. 세종: 산업연구원.
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