[커버스토리] 새로운 혁신이 2017년 산업자동화 시장 이끈다!
  • 월간 FA저널
  • 승인 2016.12.08 13:45
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

키워드로 전망해보는 2017년 산업자동화 시장
   
 
   
 
[FA저널 SMART FACTORY 박규찬 기자] 2016년 한 해 산업자동화 시장에서 가장 뜨거운 이슈 중 하나는 IT와 접목돼 일반 가정 및 다양한 산업에서도 활용이 가능한 ‘사물인터넷(IoT)’이다. 특히 이와 접목된 스마트 팩토리 역시 국내에서 업계의 화두로 떠올랐다. 산업부와 민간기업의 투자로 올 한 해에만 2,700개의 스마트 팩토리가 구축될 정도로 보급이 확산되고 있으며 이는 2017년까지 이어질 전망이다.

더불어 잠시 주춤했던 반도체와 로봇 산업도 D램의 수요 증가와 지능형 로봇 기술의 개발로 점차 확대될 전망이다. 이에 FA저널 12월호에서는 2017년 산업자동화 시장 핫키워드와 성장이 예상되는 산업에 대해 전망해보고자 한다.

키워드 1. 사물인터넷
산업용 사물인터넷(IIoT) 비중 점차 확대 전망
산업용 사물인터넷(IIoT)이 개인 소비자 대상의 사물인터넷(IoT) 중심에서 공공, 민간, 기업용 서비스 시장 영역으로 비중이 확대될 전망이다. IC 인사이트 및 비즈니스 인사이더 등의 보고서에 따르면 사물인터넷 주요 분야는 스마트 그리드, 스마트 도로, 지능형 가로등 등 스마트 시티 관련 시장을 비롯해 물류, 의료 등을 포괄하는 산업용 인터넷, 지능형 자동차, 스마트 홈이 될 것이며 2017년 각 분야 비중은 스마트 시티 37%, 산업용 36%, 지능형 자동차 13%, 스마트 홈 10%, 웨어러블 시스템 4%로 전망하고 있다.

   
 
   
 
특히 기업용 디바이스 분야에서 SCM 및 유통, 의료 서비스 산업에서 가장 큰 투자가 이뤄질 것이며 이를 통해 기업은 운영 효율화와 고객 서비스, 조직간 협업 등 지원 측면에서 큰 투자 효과를 얻을 것으로 기대하고 있다. 시장조사업체인 카트가 분석한 자료에 따르면 세계 사물인터넷(IoT) 산업 시장 규모는 2020년 1,378조3,200억원으로 전망된다. 이 가운데 IoT 기반 시장은 240조원에 달하며 국내 IoT 시장은 2020년 13조7,000억원으로 예상된다. 초기에는 단말 비중이 높았으나 2022년에는 전 세계 IoT 시장 매출의 60%가 플랫폼 및 서비스 부문에서 발생할 것으로 전망된다.

제조업의 디지털화로 기존의 생산 공장에 사물인터넷 기술 등을 접목한 스마트 팩토리로 인해 비용절감과 생산성 향상이 되고 첨단 의료 기기, 국방, 환경 등 산업 및 생활 전 분야에 사물인터넷이 적극 활용되면서 가속화될 전망이다. 국내는 이동통신사들을 중심으로 사물인터넷이 활성화되고 있다. 미래창조과학부에 따르면 이동통신사의 사물인터넷 가입자 수는 지난 2013년말 기준 240만명에 달한다. 2011년 대비 1.63배 상승한 수치이며 2015년에는 약 300만명에 달하는 것으로 조사됐다.

최근에는 대기업을 중심으로 사물인터넷 보급 확산 조짐이 일어나고 있다. 삼성전자와 LG전자는 스마트폰과 태블릿, 에어컨, 스마트 TV 등의 스마트 가전을 생산하며 관련 산업을 이끌고 있다. 국내 정부도 사물인터넷을 창조경제 구현을 위한 차세대 핵심 산업으로 삼고 정책적인 지원을 아끼지 않고 있다. 2013년 2조3,000억원의 사물인터넷 시장 규모를 2020년에는 30조원 규모의 시장으로 확대한다는 계획이다.

키워드 2. 스마트 팩토리
국내 스마트 팩토리 시장, 2018년 285조원 전망
국내 스마트 팩토리는 정부와 민간기업의 투자 및 지원으로 올해 말까지 2,700개 기업에 구축이 완료됐다. 산업통상자원부는 2017년까지 4,000개, 2020년까지 총 1만개의 스마트 팩토리 구축을 완료한다는 계획이다. 전 세계적으로 확산되고 있는 인더스트리 4.0에 발맞춰 국내도 중소기업을 중심으로 제조 산업과 IT가 융합된 스마트 팩토리 구축에 힘을 쏟고 있는 상황이며 향후 보급이 확산될 전망이다.

   
 
   
 
스마트 팩토리는 빅데이터, 사물인터넷, 스마트 기기 등을 통해 각 과정에 필요한 공정끼리의 정보전달을 통해 수치분석과 실제화, 그리고 불확실성으로 구성된 공정의 문제점을 빅데이터를 이용해 예측을 가능하게 하며 생산 시설의 유연화로 대체해 다품종 대량생산을 가능하게 한다. 이에 2017년에도 국내 기업들의 스마트 팩토리 도입이 확대될 전망이다. 최근 국내 스마트 팩토리 전문기업으로는 삼성SDS, LG CNS, SK C&C, 포스코ICT 등이 있으며 생산관리시스템(MES)부터 설비자동화, 공장모니터링, 제조품질관리까지 다양한 IT 솔루션을 제공하고 있다.

특히 LG CNS는 최근 마미크로소프트의 클라우드 서비스와 연결할 수 있는 솔루션을 선보일 계획을 발표해 해외 수출이 본격화될 전망이다. SK C&C 역시 폭스콘의 모회사이자 세계 최대 에너지관리시스템 생산업체인 대만의 홍하이 그룹과 중국 충칭의 홍하이 공장의 스마트 팩토리 사업을 추진 중이다. 한편 한국표준협회에 따르면 스마트 팩토리 시장은 2014년 약 208조원에서 2018년에는 285조원으로 늘어날 것으로 내다봤다.

해외 스마트 팩토리 시장은 독일과 미국, 일본이 주요 강국으로 이들은 모두 공급 산업에서의 경쟁력을 바탕으로 수요·공급 산업이 균형적으로 발달한 나라다. 미국은 산업인터넷이라는 이름으로 클라우드 중심의 플랫폼을 구축해 인공지능과 빅데이터 해석 등을 접목시켜 공장의 지능을 높이고 있다. 독일은 공급기술 육성을 위한 테스트베드 구축과 대학생 인력 양성, 기술 사업화 및 비즈니스 모델 발굴까지 고려한 종합적인 전략을 수립해 스마트 팩토리 사업을 추진하고 있다.

키워드 3. 4D 프린팅
3D 프린팅에서 4D 프린팅 시장으로의 변화
   
 
   
 
3D 프린팅에 이어 앞으로는 4D 프린팅 시장이 확대될 전망이다. 글로벌 조사기관인 Markets and Markets 보고에 따르면 4D 프린팅 시장은 2025년까지 5억3,800만달러에 이를 것으로 조사됐다. Gartner의 2016년 3D 프린팅 하이프 사이클에 따르면 4D 프린팅은 기술 태동단계로 아직 기술 개발 초기 단계에 머물러 있다. 미국 현재 정부의 지원 아래 피츠버그 스완슨 공대, 하버드 공대, 일리노이 공대 등 대학교 연구소에서 4D 프린팅 기술을 개발 중이며 글로벌 선두 프린팅 기업 간 전략적 파트너십을 바탕으로 공동 연구개발을 진행 중인 것으로 알려졌다.

이들이 연구개발 하고 있는 것 중 하나는 시간이 지남에 따라 자가변환이 가능한 4D 프린팅 기술로 콜로라도 볼더 대학의 경우 싱가포르 SUTD와 함께 4D 프린팅 기술을 개발하고 있는 것으로 나타났다. 더불어 MIT 공대 자가변환 연구소 역시 프린터 시장 글로벌 선두기업인 스트라타시스와 파트너십을 통해 4D 프린팅 기술을 개발 진행 중이다.
4D 프린팅 응용 분야에는 크게 헬스케어, 사회기반시설, 자동차·항공·방위, 제조 및 패키징·내구소재 분야로 나눌 수 있다.

헬스케어 분야는 4D 프린팅 기술의 헬스케어 분야 접목을 통해 프로그램이 가능한 생체물질을 개발 가능할 것으로 전망된다. 이를 통해 스마트 약리학, 개인 맞춤형 의약품, 프로그램형 세포 개발 등이 가능해져 질병 치료에도 유용하게 활용될 것으로 기대된다.
미국 오르가노보 홀딩스(Organovo Holdings)는 바이오프린팅 프로젝트에 참여해 인간의 근육조직 개발에 주안점을 두고 있으며 4D 프린팅 기술을 활용해 인공 간 개발을 진행하고 있다. 더불어 다른 장기 이식 및 약학 조사 분야에 이러한 기술을 응용할 수 있을 것으로 예상된다.

사회기반시설 분야에서는 4D 프린팅 기술을 활용해 상하수도관 개발에 접목시킬 수 있다. 특정 목적을 위해 상하수도관의 자가변환 기술을 통해 관을 확장하거나 축소가 가능하며 이를 통해 별도의 시간과 비용을 수반하지 않고 도시 계획의 목적에 따라 상하수도관 형태 변경이 가능해진다.

   
 
   
 
자동차 분야에서 4D 프린팅 기술로 자동차 코팅에 활용하게 되면 다양한 주변 환경의 변화에 맞게 변형이 가능한 형태로 전환이 가능하다. 즉 환경의 변화에 맞게 차량 코팅 부분이 변환이 되어 차량 외관 부식을 방지할 수 있고 부품개발에도 4D 프린팅 기술을 활용해 유연성과 강도를 조절 가능한 제품을 생산할 수 있어 제품 생산의 효율성을 향상시킬 수 있다.

이렇듯 4D 프린팅 산업이 활성화되면 거의 모든 제조 산업 분야에서의 활용 가능성이 무궁무진해진다. 그러나 이를 위해서는 정부와 민간기업의 전폭적인 지원이 필요하다. 대학 등 연구기관에서의 기술 개발에는 예산의 한계가 있기 때문이다.
KOTRA에 따르면 미국의 경우 United States Reaserch는 4D 프린팅 기술 개발 대학연구소인 하버드·피츠버그·일리노이대학교에 총 85만5,000달러를 지원할 예정이다. 이들 연구소를 통해 개발된 4D 프린팅 기술은 헬스케어와 자동차 산업 등 다양한 분야에 활용될 전망이다.

3D 프린팅 전문기업인 스트라타시스와 오토데스크도 대학 연구소와 공동 프로젝트 추진을 통해 4D 프린팅 기술 상용화를 꾀하고 있다. 이렇듯 아직 개발 초기 단계인 4D 프린팅 시장이 상용화되기 위해서는 높은 개발비용에 대한 정부 및 민간 기업들의 적극적인 투자와 지원이 필요하다.

반도체 산업
D램·낸드 수요 및 차량용 반도체 확대로 증가세 전망
올해 하반기부터 반도체 시장이 활발한 가운데 2017년에도 이 추세가 계속 이어질 전망이다. 수요가 공급을 앞서가는 상황이 지속되면서 업황이 개선되고 주요제품인 D램과 낸드플레시 등의 가격 상승세가 지속될 것으로 예상된다. 세계반도체무역통계기구(WSTS)에 따르면 올해 반도체 시장 규모는 전년대비 3.2% 축소된 3,245억5,000만달러에 그칠 전망이다. 메모리, LED를 포함한 광전자 제품 등의 판매가 줄고 공급과잉으로 평균 판매가격이 떨어지면서 시장이 위축될 것이라는 평가다.

그러나 올 하반기에 들어서면서 메모리반도체인 D램과 낸드플래시 수요가 급증해 불황에서 탈출했다. 반도체 업계에 따르면 2017년에도 이러한 호황세가 이어진다는 분석이다. PC 및 서버 수요가 지속적으로 늘어나고 있으며 스마트폰에 적용되는 D램 용량도 점차 커지고 있기 때문에 수요가 확대될 것으로 예상된다. WSTS에 따르면 올해 세계 반도체 시장 규모는 줄었지만 2017년에는 다시 2%대 성장 국면으로 전환될 것이다.

낸드플래시 역시 PC 하드디스크(HDD)를 대체하는 솔리드 스테이트 드라이브(SDD)가 확산되면서 수요를 끌어올릴 것으로 분석된다. 업계에 따르면 2017년까지 3D 낸드플래시 활황이 계속되며 전체 반도체 시장을 이끌 것으로 기대된다. 특히 인텔, 삼성전자, TSMC 등 반도체 업체들의 시설투자가 활발할 것으로 예상돼 시장의 기대 또한 크다.
더불어 차량용 반도체가 본격화될 전망이다. 차량용 반도체는 차량 내 정보를 처리하는 핵심부품으로 각종 센서로부터 받은 정보를 처리하는 전자 제어장치에 해당된다. 이에 차량의 상태를 감지하는 각종 센서 및 센서로부터 전달된 신호를 받아 연산 후 데이터를 저장하는 전자 제어 장치가 주류를 이룰 것으로 예상된다.

이 외에도 신호로 구동되는 각종 액추에이터 등을 포함한 각종 전자 장치 또는 부품에 사용되는 핵심 부품들이 차량용 반도체에 해당된다. 차량용 반도체의 종류는 AP, 통신용 BP, 데이터 버퍼링용 DRAM 및 데이터 저장용 NAND로 나눠진다. 2017년 자동차 시장 규모는 2015년 8,900만대에서 2020년 1억600만대로 확대될 전망이며 차량용 반도체 가격은 약 350달러로 예상된다. 차량용 반도체 시장 규모는 300억달러에서 2020년 433억달러로 비교적 적은 폭의 성장이 예상되는데 이는 자동차 판매 대수 증가보다는 차량 내 전장 부품 탑재 비중 증가에 기인하기 때문이다. 차량용 반도체 수요는 ADAS와 인포테인먼트 및 안전 영역에서 확대될 전망이며 반도체 부품별로는 센서 및 마이크로컨트롤러의 수요가 가장 크게 증가할 것으로 예상된다.

로봇산업
단순작업에서 인공지능 활용한 로봇으로 진화
산업자동화의 중심인 로봇산업에 대한 전망도 밝다. 기존의 산업용 로봇은 단순 작업 및 사람이 작업하기 어려운 상황에 투입될 목적이었지만 최근에는 사람과 함께 작업할 수 있는 협동 로봇이 출시되며 로봇에 대한 수요가 늘어가고 있는 추세다. 이는 인공지능 기술 및 산업이 발전함에 따라 로봇 산업도 동반 성장하는 것이다. 이에 글로벌 기업을 중심으로 인공지능 기술개발 및 투자 가속화가 지속으로 이뤄지고 있으며 과거 단순 반복 작업형 로봇에서 점차 지능형 로봇으로 변모하고 있다.

로봇 산업이 발달하게 되면 생산성 향상에 따른 각 산업분야의 효율성 및 경쟁력이 향상돼 전체적인 산업 경쟁력이 강화된다. 특히 지능형 로봇 산업은 사회 전반에 걸친 문제의 해결책으로 주목되고 있다.
보스턴컨설팅그룹에 따르면 전 세계 제조업 분야에서 작업 공정 중 로봇 활용도는 10%이나 2025년에는 25%로 크게 증가할 것이다. 제조업용 로봇의 가격 인하 및 기능향상에 따라 상대적으로 로봇 도입도가 낮은 중소기업들도 생산라인에 적극적으로 도입할 것으로 예상했다.

미국의 경우 제조업에 로봇을 적극 활용하는 AMP를 발표하고 로봇협동·혁신제조공정·첨단소재에 중점을 둔다는 방침이다. 이 외에 우주, 국방, 헬스케어 등에서 로봇시장이 발전을 주도할 것으로 내다봤다. 특히 2020년까지 병력 30%를 로봇으로 대체할 계획이며 헬스케어 및 의료분야 로봇 기술개발에 약 2,000만달러를 투자한다. 일본은 제조업용 로봇 경쟁력을 기초로 서비스용 로봇 육성을 지원한다. 이에 제조업용 로봇 기업인 도요타, 야스카와전기 등은 재활·간병 로봇 분야 사업을 확대했다.

유럽은 세계 최대 규모의 로봇 프로그램(SPARC)에 21억700만 유로 투자를 발표하며 전 로봇 분야에 걸쳐 산·학·연·관이 모두 참여하고 의료·재활 등 복지분야 전문 서비스용 로봇시장에 집중 지원한다는 계획이다. 국내 지능형 로봇 산업은 2003년 지능형 로봇이 차세대 성장동력으로 선정된 이래 지속적인 성장세를 보이고 있다. 2010년에는 약 1조원의 실적을 달성했으며 2013년 기준 2조2,000억원이 넘는 규모로 성장했다. 그러나 로봇 산업 종사자수 기준으로 일부 대기업을 제외하고는 생산업체 규모는 대체적으로 영세한 편이다.

국내 대기업들의 지능형 로봇 개발도 활발히 이뤄지고 있다. 한화는 로봇 무인화와 의료 로봇 개발을 하고 있으며 SKT는 지난 2015년부터 향후 5년간 무인자동차, 스마트 홈, 로봇 분야에 1,000억원 투자 계획을 발표했다. 삼성전자는 중소 로봇 제조기업과 차세대 보급형 제조 로봇 개발 협력을 추진하고 스마트카와 인공지능 로봇을 차세대 핵심 기술로 선정했다. 한편 현재 국내 지능형 로봇 분야에 대한 선진국 대비 기술격차는 평균 1.8년으로 조사됐다.


FA저널 SMART FACTORY 박 규 찬 기자 (fa@infothe.com)

<저작권자 : FA저널 SMART FACTORY (http://www.fajournal.com) 무단전재-재배포금지>





댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.