4차 산업혁명, 새로운 미래의 물결

4차 산업혁명, 새로운 미래의 물결

김인숙ㆍ남유선 지음

호이테북스 / 2016년 5월 / 280쪽 / 15,000원





독일 4차 산업혁명의 탄생과 진화



독일에서 탄생한 4차 산업혁명

경제위기와 4차 산업혁명 출발: 2016년 4월에 개최된 독일 하노버 산업박람회는 미국 오바마 대통령의 참석으로 큰 주목을 받았다. 이 박람회는 독일 4차 산업혁명의 시작과 확산을 지원하는 플랫폼 역할을 담당하고 있다. 2016년 하노버 산업박람회의 핵심 주제는 ‘Integrated Industry, Discover Solutions’였다. 이 주제는 업종 간 통합과 해결방안을 4차 산업혁명에서 찾아내겠다는 의지의 표현이다. “살아남아야 한다!” 이것은 독일의 산업 현장에서 자주 듣는 말이다. 구글 자동차와 아마존 핸드폰의 등장 소식은 제조업 강국인 독일에게는 실로 엄청난 충격이었다. 인터넷 기업들이 제조 기업을 빠르게 앞질러가고 있다. 독일 클라우딩 컴퓨팅의 절반 이상은 미국 기업이 차지하고 있다. 이러한 추세대로라면 독일 제조업이 구글과 아마존의 하청업체가 되는 것은 시간문제일 수도 있다.

이러한 생태계의 급속한 변화 속에서 살아남기 위해 독일은 아주 절박하게 ‘혁명’이 필요했다. 독일은 자신들의 강점을 혁명의 기초로 삼았다. 제조업에서 출발해 제조업에 사물인터넷을 접목시켰다. 이를 위해 정보공학, 기계공학, 전자공학이 손을 잡았다. 이를 통해 독일은 새로운 산업혁명을 출발시켰다. 사물인터넷 시대는 모든 경제주체와 사물이 촘촘하게 연결된 네트워크 시대이다. 기업의 경쟁력은 더 이상 기업 자체로 국한되지 않는다. 다른 기업과의 연계와 협력, 신뢰를 토대로 한 파트너십 그리고 산업정책의 경쟁력이 중요하다.

독일은 이러한 변화를 선택사항이 아닌 필수사항으로 받아들이고 있다. 독일 통일, 환경 규제, 국제 재정 및 금융 위기, 지속가능한 발전 등의 어려운 과제를 이미 성공적으로 해결한 바 있다. 독일은 2020~2030년을 목표로 4차 산업혁명을 추진하고 있다. 이제 그 긴 여정이 막 시작되었다. 앞으로의 추진과정에서 수많은 도전에 직면하게 될 것이다. 그리고 이러한 도전 과제를 성공적으로 해결할 수 있을 때 비로소 독일의 새로운 혁명은 완성될 것이다.

사물인터넷과 4차 산업혁명의 탄생: 독일의 4차 산업혁명에서 핵심적인 용어는 사물인터넷이다. 그런데 독일에서는 사물인터넷보다는 서비스 인터넷이라는 용어를 더 많이 사용한다. 그리고 사람과 연결하는 것의 중요성을 늘 강조한다. 사람이 그 중심에 있고, 결국 부가가치는 사람에게서 나온다는 것으로 이해할 수 있다. 4차 산업혁명에서는 사물, 사람, 서비스를 서로 연결하는 것을 그 핵심요소로 삼고 있다. 앞으로 의사소통, 교육, 이동, 산업, 근무환경 등 거의 모든 영역에서 새로운 변화가 일어날 것이다. 이때의 핵심은 결국 사람이다. 사람이 원하는 서비스를 찾아 이를 기반으로 제품과 기술 개발의 우선순위를 정하고, 개별 고객이 원하는 서비스를 제공해야 하기 때문이다.

2015년 3월까지만 해도 독일에서는 4차 산업혁명에 대한 의구심이 존재했다. 바로 이러한 부분에 대해 과학자 단체인 acatech는 산업혁명을 설계하면서 고민했다. 이 연구 프로젝트를 발주한 연방경제부 역시 이 점을 염려하여 지속적으로 현장 적용 가능성에 대해 검토를 요청했다. 그에 대한 안전장치로 독일은 연구 결과를 공개하는 방안을 도입했다. 4차 산업혁명의 진행상황을 공개 발표, 즉 연구 결과에서부터 진행상황 모두를 산업박람회에 참가한 기업들에게 공개한 것이다. 그 결과, 독일에서는 현장 전문가인 기업가들이 자신들의 제품을 전시하는 바로 그 자리에서 4차 산업혁명 포럼이 열린다. 기업들은 4차 산업혁명에 대한 발표를 듣고 패널로 토론에 참가한다. 현장에서의 적용 가능성을 다각적으로 검증받는 것이다. 독일의 4차 산업혁명은 단순한 연구 개발이 아니라 시장에서 부가가치를 창출하는 연구 혁신을 추구한다. 이를 위해서 지속적으로 피드백을 받을 수 있는 다양한 방식의 의사소통을 핵심적인 인프라로 간주한다.

이렇게 독일 정부는 4차 산업혁명을 과감하게 개방형 플랫폼 방식으로 운영한다. 산업계에서 요구하고 합의한 내용을 공개하고, 전문가와 일반인의 피드백을 통해서 내용이 스스로 진화하도록 하는 것이다. 그 과정에서 정부가 지원할 사항들을 자체 연구 프로젝트 혹은 유럽연합 프로젝트를 통해 구현한다. 예를 들면, 현장에서 중소기업과 대기업이 서로 협력하도록 유도하고, 연결된 클러스터 사업을 적극 지원한다. 이 과정에서 특히 중소기업이 디지털 경제로 전환할 수 있는 여건을 조성한다. 바로 공동의 기술 플랫폼에서 서로의 기술 노하우를 공유하고, 새로운 비즈니스 모델을 추구하도록 하는 것이다. 이 플랫폼은 새로운 기술 개발의 검증, 빅데이터를 이용한 비즈니스 모델 시뮬레이션, 새로운 비즈니스 모델의 검토 등을 가능하게 한다. 그리고 중소기업 더 나아가 대기업에서도 비용을 절감시키고, 사업투자 리스크를 줄이는 역할을 한다.

독일에서 진화하는 4차 산업혁명

독일 4차 산업혁명의 유연한 적응과 진화: 독일은 제조업 강국으로 2010년 금융 위기와 재정 위기를 극복한 경험을 가지고 있다. 현재는 고용 창출, 특히 청년 일자리 창출에서 모범적인 모습을 보이고 있으며, 동시에 경제 성장, 사회복지, 물가 안정, 국제수지 균형을 달성하고 있다. 하지만 독일은 두 가지 문제에 직면해 있다. 하나는 급변하는 시장 수요와 전문직 근로자의 고령화이고, 다른 하나는 저비용 대량생산 시스템을 갖춘 중국 및 인도와의 경쟁이다. 이에 독일은 기계설비 부문에 사물인터넷을 접목시켜 국가 경쟁력을 강화하고자 한다. 로봇과 근로자가 협업하는 스마트팩토리를 각 지역에 세워 고용창출을 높이려는 것이다. 즉, 저가 제품을 제공하는 중국이나 인도와 시장에서 경쟁하기보다는 높은 품질이나 진입장벽이 높은 분야에서 부가가치를 창출하는 데 집중하려는 것이다. 이처럼 독일의 4차 산업혁명은 궁극적으로 중국과 인도와는 다른 경쟁력을 확보하기 위해 출발했다.

어느 한 단계나 하나의 기술이 가지는 우월함으로는 이제 오래 버틸 수가 없다. 언제, 어떻게 다른 기업이 추격해올지 모르기 때문이다. 높은 수준의 문제 혹은 복합적인 문제를 해결하는 능력이 필요한 분야를 찾아야 하는 것이다. 한 예로 독일은 제품의 생애주기에 따른 전체적인 가치사슬의 조직과 관리에서 새로운 가치 창출을 모색했다. 즉, 문제해결을 위해 보다 넓게 혹은 복합적으로 접근하여 새로운 차원을 모색한 것이다. 이를 위해서는 제품을 개발할 때 생산과 판매 및 재활용과 연결된 모든 서비스를 꿰뚫어 보는 안목이 필요하다. 네트워크를 통해서 가치사슬에 참여한 기관들이 실시간으로 모든 중요한 정보를 가질 수 있기 때문이다.

이와 같은 데이터를 통해 독일은 언제든 최적의 가치사슬을 선택할 수 있게 되었다. 그리고 기업의 경계를 넘어서는 가치 창출로 비용, 적용가능성, 자원 사용의 평가 기준을 최적화할 수 있게 되었다. 또한 점차 증가하는 개인화된 고객 성향과 주문에 실시간으로 대응할 수 있게 되었다. 앞으로 IT 전문 인력의 업무는 근본적으로 변화할 것이다. 다양한 업종의 수요가 나타나는 글로벌 시장에서 기술개발 파트너들의 연결능력이 보다 중요해졌기 때문이다. 기업실무와 심화 및 이론 교육은 이제 상호보완적이 되었다. 소위 학문의 경계선이 사라진 것이다. 기계공학과 전기전자가 통합된 기계전자, 정보공학과 경제ㆍ경영이 만나 경제정보 전공자들이 취업시장에서 인기가 높아지고 있다. 학문의 경계를 넘어선 협력이나 프로젝트 조정들이 더욱 많은 가치를 창출했기 때문이다.

독일 4차 산업혁명은 디지털을 이용해 가상 세계와 물리적 세계를 연결하고 있다. 즉, 가상물리 시스템을 통해 물리적 객체가 서로 소통하는 것이다. 모든 중요한 정보는 실시간으로 전달되어, 언제든지 최적의 가치창출이 가능하다. 이것이 생산 공정과 유통에 적용되어 새로운 부가가치를 창출하고 있으며, 산업 생태계의 변화로 나타나고 있다. 이러한 생태계 변화는 제품 개발, 생산, 유통과 서비스에 많은 영향을 미치게 될 것이다. 이와 같은 변화는 기술 영역에서는 서서히 진행되는 진화를 가져오겠지만, 기존의 사업 프로세스에는 엄청난 영향을 주는 혁명적인 결과를 가져올 것이다. 기존의 데이터만으로 서로의 주택을 공유하는 숙박모델인 에어비앤비와 자동차 공유모델인 우버가 대표적인 사례이다. 4차 산업혁명은 새로운 기술의 도입보다는 이미 존재하는 기술들을 정보통신, 즉 인터넷과 연결하는 데에 그 특징이 있다.



독일 4차 산업혁명의 성공 사례와 사업 모델



가치사슬 네트워크 확대와 협력의 성공 사례

최초의 기술 플랫폼 SmartFactoryKL 운영 시스템: 독일 SmartFactoryKL(이하 ‘스마트팩토리’)은 유럽 최초의 4차 산업혁명 기술 플랫폼으로, 9개 업종과 3개 연구기관이 공동 작업을 하고 있다. 스마트팩토리는 서로 다른 기업의 모듈을 연결해서 함께 과제를 수행하고 독립적으로 운영되는 공동연구 플랫폼으로서, 혁신적인 스마트팩토리 시스템이다. 이 시스템은 독일 4차 산업혁명의 선도적인 역량센터로, 2005년부터 시범사업을 실시했다.

기본적으로 사물인터넷은 다른 지역에 있는 기업의 기계설비와 연결된다. 이를 통해 제품의 기획, 생산, 운송 전 과정에 걸쳐 협력이 가능하고, 급변하는 시장 변화에도 유연하게 대응할 수 있다. 연결된 기업 혹은 기계설비가 공동 프로젝트 방식으로 제품 생산을 가능하게 하기 때문이다. 또한 가동률이 낮은 설비는 다른 기업에게 일시적으로 임대할 수도 있다. 이로써 급격하게 수요가 증가한 기업은 추가적인 설비 없이도 생산 능력을 확대할 수 있다. 네트워크 연계로 생산 잠재력의 확대와 축소가 가능해지는 것이다. 이것을 기업 생태계의 입장에서 표현하면, 생태계 경쟁력이 곧 국제 경쟁력의 핵심 요소가 되는 것이다.

바로 이러한 스마트팩토리는 다양한 업종의 기업들이 하나의 기술을 플랫폼을 만들고, 그 안에서 다양한 제품을 생산하는 작업을 한다. 이러한 공동의 기술 플랫폼을 통해 기업들은 상황 변화에 따른 다양한 네트워크 형성이 가능하다. 품질, 시간, 리스크, 견고함, 가격, 환경보호 가능성 등의 변수도 반영할 수 있다. 제품 중심의 수직통합과 서로 다른 기업과의 수평통합이 가능한 것이다. 또한 통합적인 가치흐름을 통해 다양성도 확보할 수 있다. 스마트팩토리는 공정의 유연성을 확보하기 위해 재료와 공급사슬을 연결하고 엔지니어링 절차를 모듈화하고 있다. 이를 통해 공급업체의 납품 취소나 공급 물량 증가에도 대응이 가능하다. 각 기업의 경계를 넘어 공급사슬 전체가 연결되어 있기 때문이다.

현재 BASF, 지멘스, Bosch Rexroth, Harting 등이 프로토타입인 스마트팩토리에 큰 관심을 가지고 스마트팩토리에 참여하고 있다. 새로운 제품과 공정절차를 공동의 기술 플랫폼에서 실험할 수 있기 때문이다. 모듈화된 생산라인에서 상호호환성의 키워드는 ‘Plug&Work’이다. 차별화된 제품을 생산하기 위해 짧은 시간에 관련 설비들을 재배치할 수 있기 때문이다. 만일 중앙에서 생산을 기획한다면 생산설비의 재배치는 곧 제조공정의 가동 중단을 가져올 수밖에 없다. 하지만 기계설비의 모듈화는 빠른 재배치를 가능하게 한다. 이를 통해 기업은 더욱 짧아지는 제품주기에 적응하고, 고객의 개별적인 요구와 높아지는 단가인하 압력을 극복할 수 있게 된 것이다. 이를 통해 독일은 생산 분야에서 다시금 최고가 되고, 새로운 고부가가치 일자리를 만들려 하고 있다.

독일 4차 산업혁명과 새로운 비즈니스 모델

기계설비와 소프트웨어를 함께 판매하는 지멘스: 오늘날 제조업은 그 어느 때보다도 큰 도전에 직면해 있다. 그 도전과제로는 더욱 짧아진 제품의 혁신 주기, 복합적인 제품 수요, 유연성 제고, 개인화된 대량생산, 요동치는 시장, 에너지와 자원효율성 제고의 필요성 등이 있다. 그로 인해 ‘출시 시기(time to market)’을 혁명적으로 줄여야 할 시점에 서 있다. 이에 독일의 대표적인 기업인 지멘스는 주목받는 소프트웨어 공급자로 발전했다. 디지털과 인터넷 경제에 필요한 디지털 전환을 지원하는 지멘스는 이를 위해 ‘Digital Enterprise Software Suite’라는 소프트웨어를 개발했다. 전체 가치사슬의 최적화를 위해 새로운 제품을 온전하게 가상세계에서 만들어내려 한 것이다. 이를 통해 모든 자동화 구성 요소의 효율적인 상호작용으로 시간과 비용을 절감할 수 있다.

지멘스는 고객사에게 이를 판매해 전체 소프트웨어와 IT 인프라를 새롭게 바꾸는 과정을 지원한다. 기업 자료를 디지털로 전환하는 일은 장기적인 사업으로, 높은 경제적인 비용을 고려해야 한다. 지멘스는 바로 이러한 의사결정을 지원하는 비즈니스 모델로 경영활동에 관한 데이터 관리 플랫폼을 먼저 설치하도록 제안하고, 이에 필요한 소프트웨어 팀센터를 고객에게 제공한다. 결국 지멘스는 이 과정에서 플랫폼 구축 및 엔지니어링의 자동화를 지원하는 비즈니스 모델을 제공하려는 것이다. 지멘스는 지난 15년 동안 소프트웨어 사업부문을 지속적으로 확대해왔다. 이와 동시에 기존의 사업부문인 엔지니링 및 제조 기업으로서의 강점을 살려서 기술적인 가치창출에 대한 총체적인 시각을 강조해왔다. 이에 따라 제품의 개념에 대한 정의에서부터 사후 서비스에 이르는 총체적인 부가가치 창출을 지원하는 비즈니스 모델을 개발했다. 그리고 가장 먼저 자사의 사업장에 이 비즈니스 모델을 적용했다. 디지털 기업은 결국 공동의 데이터를 유지하고 관리하는 시스템에서 시작한다. 자신의 능력과 주변 상황에서 최적의 의사결정을 내리는 흐름을 보여주는 것이다. 그리고 그 목표는 스마트팩토리 그 자체가 아니라, 궁극적으로 살아남는 것이다.

지멘스 Amberg 공장은 대표적인 스마트팩토리 성공 사례로, 일자리 창출과 생산성 제고를 위해 디지털 전환을 한 것이다. 제품을 판매하고, 근로자들의 의사소통을 통해 혁신을 이루어내는 작업을 끊임없이 진행한 것이다. 공장이 만들어지고 나자 생산관리 담당자들은 공장투어 방문객을 안내했다. 관리자들은 교대로 방문객을 교육할 수 있는 안내 매뉴얼을 마련하고 곳곳의 벽면에 사업장에 대한 주제별 성명서를 부착했다. 그러나 공장의 작업자는 자유롭게 움직였다. 동료와 간단한 대화도 나누고 느슨한 분위기였다. 공장은 한 명의 작업자가 고객의 주문에 따라 세 가지 기계를 다루는 구조로서, 컴퓨터 모니터를 보며 작업하는 환경이었다. 단순한 작업은 로봇이 주로 담당했고 전자부품의 포장작업도 자동화로 마무리했다.



독일 4차 산업혁명의 비전과 디지털 주권



독일 4차 산업혁명의 목표 : 디지털 주권

독일 4차 산업혁명과 디지털 주권의 연관성: 독일정보통신협회는 21세기 경제의 성공은 디지털 전략에서 비롯된다는 입장을 가지고 있다. 대기업은 물론 독일 중소기업도 마찬가지다. 2020년까지 5,000만 개의 사람, 사물, 기계 부품 및 프로세스가 인터넷으로 연결될 것이다. 그리고 이제 사물들의 인터넷 소통이 시작될 것이다. 물리적 세계와 가상 세계의 연결은 효율성을 극대화시킬 것이다. 그 결과로 독일 산업계는 7억 유로의 새로운 부가가치가 창출되고, 디지털 가치 창출과 네트워크가 경제성장에 기여해 일자리 창출의 동력이 될 것으로 기대하고 있다. 앞으로 디지털과 인터넷은 지식의 흐름에서도 새로운 세계를 열어갈 것이다. 그리고 네트워크를 통한 연구는 인식 절차를 빠르게 진행시키고 혁신을 그 어느 때보다도 빠르게 실현시켜 나갈 것이다. 이렇게 해서 개방된 인터넷은 디지털 세계로 들어가는 진입로를 넓게 만들어줄 것이다.

최근 독일 정부가 수립한 ‘디지털 아젠다 2014-2017’는 독일이 디지털 사회를 선도적으로 추진해 유럽에서 디지털 성장 1위 국가가 되는 것을 목표로 한다. 유럽연합 회원국들은 아직 디지털 인프라가 사회 전반에 구축되지 않은 상황이고, 미국에 비해 뒤쳐진 상황이다. 이에 독일은 위와 같은 목표지향적인 혁신정책을 수립해 도약을 꾀하고 있다. 여기에는 당장 좋은 교육과 좋은 아이디어가 시장에 나오도록 하는 것이 중요하다. 그래서 창업과 혁신을 시장에서 빠르게 실현시키는 일을 매우 역동적으로 진행하고 있다. 특히 디지털은 앞으로 의료 서비스를 크게 변화시킬 것이다. 치료하기 어려운 중환자일 경우, 세계 어디서든 수술지원이 가능해질 것이다. 네트워크 구축이 보다 나은 진단과 처방을 가능하게 해줄 것이기 때문이다. 원격진료는 미래에 독일 어느 곳이든 최고의 의료 서비스를 제공할 수 있도록 해줄 것이다. 또한 앞으로는 디지털화의 증가로 직업과 가정의 양립이 용이해질 것이다. 이미 무인자동차의 도로주행 실험이 시작되었다. 나아가 스마트 그리드 전력 네트워크로 재생에너지의 사용을 보다 쉽게 해 더 많은 환경친화적인 자동차를 만들게 될 것이다. 그러나 새로운 데이터 흐름에 대한 도전은 이에 필요한 광범위한 인프라를 갖추었을 때 비로소 가능하다.