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■ 서론

불과 얼마 전까지만 하더라도 전 세계 산업계는 인더스트리 4.0의 컨셉에 주목했지만, 최근 들어서는 이보다 한 단계 더 확장된 인더스트리 5.0을 검토하고 있어 관심이 모아지고 있습니다.

산업혁명의 순서를 살펴보면 증기기관의 발명에 따라 생겨난 1차 산업혁명과 대량생산 및 자동화가 촉발한 2차 산업혁명, 그리고 정보화가 만든 3차 산업혁명에 이어 제조와 IT가 접목된 4차 산업혁명으로 진행됩니다.

 

여기서 주목할 점은 제조업의 디지털화를 추구하는 인더스트리 4.0과 제조에 IT가 접목되는 4차 산업혁명의 컨셉이 일맥상통하다는 것이다. 디지털 기술을 활용하여 생산의 효율성을 추구하는 방식이 인더스트리 4.0의 핵심 컨셉입니다.

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반면에 인더스트리 5.0은 인더스트리 4.0의 컨셉에 새로운 요소가 추가됩니다. 추가된 새로운 요소는 3가지로 제조 산업의 효율성 추구라는 컨셉을 미래로 확장한 핵심요소인 △인간중심(human centric) △지속가능성(sustainable) △탄력성(resilient) 등이 그것입니다.

■ 5차 산업혁명이란?

현재 4차 산업혁명에 이은 '5차 산업혁명'에 대해 각국에서 많은 논의가 이뤄지고 있습니다. 5차 산업혁명은 그동안 4차 산업혁명에서 논의됐던 AI, IoT, 빅데이터 등을 활용한 산업구조의 변화와 함께 '지속 가능성', '인간 중심', '탄력성' 등의 컨셉이 담겨 있습니다.  

 

이어지는 글에서 4차 산업혁명과 관련된 이슈와 각국의 이니셔티브, 5차 산업혁명에서 요구되는 핵심 기술 등을 중심으로 최신 트렌드를 소개합니다.

  

■ 4차 산업혁명의 과제

4차 산업혁명 시대에 IoT는 사람들의 삶에 편리함을 가져다 주었고, AI는 업무 데이터로부터 학습하고 예측과 추론을 함으로써 기존 컴퓨터가 처리할 수 없었던 복잡한 작업을 성공적으로 자동화했습니다. 또한 인터넷에 연결된 장비에서 수집한 데이터를 빅데이터로 분석해 장비의 작동 및 고장, 사람의 건강과 행동을 예측해 마케팅 정확도를 높일 수 있었습니다.

 

예를 들어 제조업에서는 네트워크를 통해 로봇이나 자동 가공 기계에서 정보를 수집합니다. 컴퓨터 제어를 사용하여 고속 및 정확한 반복 작업이 가능해지고 업계는 소량의 제품을 놀라운 수준으로 대량 생산할 수 있는 능력을 성공적으로 향상시켰습니다. 또한 우리 사회생활에서 마케팅 데이터를 활용한 무인 매장, 온라인 의료, 전자결제, 온라인 대국민 서비스로의 전환 등은 사람들의 생활에 편리함을 가져왔습니다.

 

그러나 이러한 4차 산업혁명에서는 지구 환경을 고려한 지속 가능성, 인간의 취향을 고려한 인간 중심적 접근, 자원 문제를 해결하는 순환 경제 이니셔티브를 포함하지 않았습니다. 더군다나 하나의 산업 분야나 기업 단위라고 하는 수직적 개혁에 초점을 두기 때문에 산업, 기업, 부서를 넘나들며 일하기 어려운 부분이 있어, 4차 산업혁명은 광범위한 사회적 요구를 충족시키는 데 한계가 있었습니다.

 

■ 세계 각국의 5차 산업혁명 이니셔티브

5차 산업혁명에서는 4차 산업혁명의 과제를 해결하기 위해 보다 깊고 폭넓은 컨셉이 제창되고 있습니다. 이미 각국에서는 4차 산업혁명에 이은 5차 산업혁명을 실현하기 위한 새로운 컨셉 발표가 잇따르고 있으며, 예를 들어 유럽위원회는 ‘지속 가능성’, ‘인간 중심’, ‘탄성력’을 콘셉트로 산업 본연의 자세를 지향하는 '인더스트리 5.0(Industry 5.0)'을 발표했고, 독일은 Industry 4.0에 이은다는 방침으로 '2030 Vision for Industrie 4.0'을 발표하고 있습니다. 또 일본은, 2016년에 경제 발전과 사회적 과제의 해결의 양립을 목표로 하는 ‘Society 5.0’을 발표했습니다. 여기에서는 5차 산업혁명 개요와 유럽/독일/일본 및 기타 각국의 이니셔티브를 소개합니다.

 

• 유럽위원회 : Industry 5.0
• 독일 : 2030 Vision for Industrie 4.0
• 일본 : Society 5.0 

1) 유럽위원회 : Industry 5.0

유럽연합(EU)의 주요 기관인 유럽위원회(European Commission)는 2021년 발표한 Industry 4.0 대신 Industry 5.0을 발표했습니다. Industry 5.0 은 인간과 사회/환경 관점을 보완 및 확장한 컨셉으로 2019년 발표된 유럽 성장 전략의 우선 주제인 '① 유럽 그린딜 정책', '② 디지털 시대의 유럽 전략', '③ 사람들을 위한 경제'의 영향을 많이 받고 있습니다.

 

예를 들어, 2050년까지 기후 변화에 좌우되지 않는 사회를 위한 산업의 실현, 즉 산업의 탄소 중립을 실현하는 것과 동시에, 전 세계에 있어서의 경제면에서의 패권 획득을 목표로 하고 있습니다. 일례로 안전하고 지속가능한 화학물질 개발, 탄소중립을 실현하는 철강제조 등 기후변화에 영향을 받지 않는 재활용 지향 제품의 신시장 창출을 목표로 하고 있습니다.

 

2) 독일 : 2030 Vision for Industrie 4.0

독일에서는 연방정부가 민간기업을 포함한 기업/정부/학교(산관학) 협력체제를 통해 Industrie 4.0을 주도적으로 추진해 왔습니다. 5차 산업혁명에서는 2019년 독일 Industrie 4.0 추진기관인 Platform Industrie 4.0이 향후 10년의 지침이 될 '2030 Vision for Industrie 4.0'과 2020년 11월 'Sustainable production: actively shaping the ecological transformation with Industrie 4.0(지속가능한 제조~Industry 4.0을 통한 생태변혁~)'이라는 보고서를 발표한 바 있습니다.

 

2030 Vision for Industrie 4.0에서는 「자율성(Autonomy)」 「상호 운용성(Interoperability)」 「지속 가능성(Sustainability)」을 중요한 컨셉으로서 제안하고 있습니다. 특히 노동조건 개선, 숙련도 변화에 대처하기 위한 교육 등 인간 중심의 아이디어는 물론, 부서간 협업 및 기업 간 협업을 통해 산업 및 사회적 변화와 같은 지속 가능한 제조를 구현합니다.

 

지속 가능한 생산: Industrie 4.0으로 생태적 변화를 적극적으로 형성

2030 Vision for Industrie 4.0의 핵심 개념인 지속 가능성을 구체화하기 위한 관점과 시나리오는 지속 가능한 Industrie 4.0으로 생태적 변화를 적극적으로 형성한다는 것에서 정의하고 있습니다. 예를 들어, 지속 가능한 제조를 위해 다음과 같은 세 가지 방향을 옹호하고 있습니다.

 

- 소비를 줄이고 효과를 높인다

- 대량생산에서 투명한 서비스 제공으로 전환

- 순환 경제 시스템에서의 연계

 

이러한 방향성에는 더욱 세세하게 시나리오가 설정되어 있어 구체적인 시나리오의 정의와 사용 사례를 축적하고 급속하게 사회 구현을 실시해 나가는 것을 목표로 하고 있습니다.

 

3) 일본 : Society 5.0

일본 정부는 이미 2016년에 「인간 중심의 사회(Society)」를 의미하는 Society 5.0으로서 사이버 공간(가상 공간)과 피지컬 공간(현실 공간)을 고도로 융합시킨 시스템을 통해 경제 발전과 사회 문제 해결의 균형을 맞추는 계획을 발표했습니다.

 

유럽위원회의 Industry 5.0의 리포트에서는 일본의 Society 5.0을 높은 평가를 받는 주요 컨셉으로 소개했습니다. 실제로 일본은 오랫동안 사회나 환경과의 공존을 위해 노력해 왔으며, 인간 중심의 컨셉을 통해 자발적인 깨달음이나 행동을 존중해 왔습니다. 더욱이 재해 발생 시 압도적인 복구 속도는 산업과 기업, 정부의 연계를 통해 이뤄져 세계를 놀라게 했습니다.

그러나 현재는 세계 각국이 5차 산업혁명을 진행함과 동시에 글로벌 표준화를 위한 연계와 주도권 다툼이 벌어지고 있습니다. 5차 산업혁명 시대에 일본의 Society 5.0이 세계 표준으로 보급되기 위해서는 적극적인 글로벌 연계와 표준화 활동이 필요할 것으로 예상됩니다.

 

4) 다른 나라의 5차 산업 혁명

5차 산업혁명 움직임은 유럽과 독일, 일본 외에 미국과 중국에서도 확산되고 있습니다.

미국에서는 친환경 정책으로의 전향을 도모하고 있으며, 2021년에는 독일의 Platform Industry 4.0과 미국 CESMI(the Clean Energy Smart Manufacturing Innovation Institute)가 환경 및 기후변화에 대응한 지속가능한 제조라는 분야에서의 협력을 발표했습니다.

중국에서도 국가 스마트 제조 정책 비전인 「Made in China 2025」의 리포트에서 지속 가능성 분야에서 세계를 리드해 나가는 자세를 표명하는 동시에, 제조 산업을 위한 친환경 이니셔티브를 발표했습니다.

 

■ 5차 산업혁명의 핵심기술

5차 산업혁명의 중요한 컨셉은 '인간 중심'과 '지속 가능성'입니다.

4차 산업혁명까지는 기계는 사람에게 위험한 존재이기 때문에 사람과 기계는 안전 장벽으로 분리된 별도의 흐름이나 공간에 설치해야 했습니다. 또한, 공산품의 제조에는 인체나 환경에의 악영향을 미치는 등의 문제가 따라다녔습니다. 그러나 인간 중심을 컨셉으로 하는 5차 산업혁명에서는 사람과 기계는 같은 루프에서 일하게 됩니다. 나아가 지속 가능성을 높이기 위해서는 인체와 환경에 친화적인 기술이 필요하며, 개별 기술의 융합이 필수적입니다. 일례로 5차 산업혁명의 새로운 기술 '협동로봇'과 '스마트셀 산업'에 대해 설명하겠습니다.

 

■ 인간과 로봇 기술의 융합 : 협동로봇

로봇은 4차 산업혁명 시대에 가장 많이 도입된 기계로, 그 중에서도 공장 조립, 가공, 운반, 유통 등의 작업을 하는 산업용 로봇은 생산성 향상에 크게 기여했습니다. 4차 산업혁명 시대의 산업용 로봇은 안전장벽 뒤에서 일했지만, 5차 산업혁명 시대에는 작업을 수행하는 로봇과 인간이 같은 공간에서 일하게 됩니다.

 

장벽이 없는 환경에서 인간과 같은 공간에서 일하는 산업용 로봇을 ‘협동 로봇(Cobots)’이라고 합니다. 사람의 안전을 위해 협동로봇은 로봇 팔에 사람의 접근을 감지하는 초음파 센서와 사람의 동작 속도를 감지하는 가속도계, 기울기를 정밀하게 측정하는 자이로 센서를 탑재해 정확한 동작을 수행합니다. 또한 작품의 색상이나 형태를 정확하게 파악해야 하는 경우에는 머신 비전을 탑재하고 있습니다. 또한 안전 제어 소프트웨어 등을 활용하여 사람과 로봇 간 협업을 가능하게 합니다. 또, 기기간의 제휴/통신에 의한 복수의 품목에의 동시 대응이나 수요의 변동에 따른 생산량의 증감에의 대응, 생산 품목의 변경을 실시할 수 있는 플렉시블 생산 시스템의 구축을 가능하게 합니다.

 

이와 같이 사람 친화적인 ‘인간 중심’을 컨셉으로 한 협동 로봇은 안전하고 사람에 가까운 동작이 가능하기 때문에 공장 뿐 아니라 서비스 분야에서도 활용이 가능하며 머신 비전이나 AI의 심화에 따라 의료나 교육, 음식이나 소매라는 영역에의 응용도 증가하고 있습니다.

 

■ 디지털 기술과 생명공학의 융합: 스마트 셀 인더스트리

'스마트 셀'이란 바이오테크놀로지와 정보 해석 등 디지털 기술을 통해 생물세포가 가진 물질 생산능력을 고도로 디자인하고 최적의 형태로 제어해 최대한 끌어낸 세포를 말합니다. 나아가 스마트 셀을 하나의 소재 생산 공장으로 운영하는 '스마트 셀 산업'은 5차 산업혁명의 핵심 기술입니다.

 

바이오테크놀로지는 4차 산업혁명에서 IT, AI 등 최첨단 디지털 기술과의 융합으로 눈부신 진화와 발전을 이루고 있습니다. 스마트 셀 업계는 이러한 통합을 더욱 촉진했습니다. 예를 들어 유해한 색소를 사용하지 않고 자연계에 존재하는 생물의 발색 기술을 인공적으로 재현함으로써 인체나 환경에 부드럽게 퇴색되지 않는 공산품의 착색을 실현하는 기술이 연구되고 있습니다. 이미 열이나 충격에 강한 식물 유래 수지는 개발되어 가전제품의 함체나 자동차 외장 장식 부품으로 활용되고 있습니다. 또한 바이오 연료와 유전자 치료도 스마트 셀 산업에 포함됩니다.

 

이와 같은 스마트셀 산업은 AI를 통한 방대한 양의 정보 분석, 제조 공정별 모듈화된 장비의 결합, 실험용 휴머노이드 로봇, 이 모든 요소의 네트워킹 등 디지털 기술이 필요합니다. 5차 산업혁명 시대에는 이러한 디지털 기술의 한층 더 진화하고 생명공학과의 높은 수준의 융합이 사람과 환경에 친화적인 '지속 가능한' 경제활동 실현의 열쇠를 쥐고 있다고 해도 과언이 아닙니다.

 

■ 마무리

5차 산업혁명에서 각국은 사물인터넷이나 인공지능을 활용한 4차 산업혁명 기술을 취하여 무엇인가를 하고 ‘인간중심’, ‘지속가능성’, ‘생태계를 포함한 회복탄력성 실현’이라는 목표를 추가하는 것으로 요약할 수 있는 다양한 개념을 내놓고 있습니다.

 

그것은 독자적인 기술로는 실현될 수 없지만 IT와 AI가 로보틱스 기술이나 바이오 기술, 나아가 사이버 공간(가상 공간)과 피지컬 공간(현실 공간)을 고도로 융합시킴으로써 새로운 인프라를 정비하고, ‘초스마트 사회’의 실현을 목표로 하게 됩니다. 이처럼 복잡해지는 5차 산업혁명 시대에서는 이들을 논의하고 기술혁신을 해낸 기업이 살아남을 것임은 틀림없습니다.

 

* 출처  

- 한국무라타전자 매거진, https://koreamuratablog.tistory.com

- 무라타, https://murata.com

      

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