[논문]기계분야 유망기술 기획에 관한 연구: 한국기계연구원의 사례를 중심으로

이운규; 곽기호; 이상민; 이정호; 박상진

doi:10.3795/ksme-c.2015.3.4.273

[국내논문] 기계분야 유망기술 기획에 관한 연구: 한국기계연구원의 사례를 중심으로
A Research on Planning of Promising Technologies in Mechanical Engineering: Case of the Korea Institute of Machinery and Materials 원문보기

대한기계학회 논문집. C, 산업기술과 혁신, v.3 no.4, 2015년, pp.273 - 283

이운규 (한국기계연구원 경영전략실) , 곽기호 (한국기계연구원 경영전략실) , 이상민 (한국기계연구원 환경.에너지기계연구본부) , 이정호 (한국기계연구원 극한기계연구본부) , 박상진 (한국기계연구원 경영기획본부)

초록
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본 연구에서는 한국기계연구원에서 수행한 전략스페셜리스트 운영 사례를 중심으로 기계분야 유망기술 기획 연구 방법론 및 유망기술 도출 결과를 제시하였다. 유망기술 도출을 위해 한국기계연구원은 조직 관점에서 연구기획 전담부서 이외에 연구본부 별 1인의 전담 인력을 파견하는 전략스페셜리스트 제도를 신설 운영함으로써 연구원 차원의 지원과 협력 체계를 확립하였다. 방법론 관점에서는 외부 환경 분석과 연구원 내부 역량 분석을 동시에 활용하였으며, 세부 주제 도출을 위해 서지결합분석을 활용하였다. 이를 통해 한국기계연구원은 기계기술 8대 유망 주제와 주제별 세부 테마를 도출하였다. 본 연구 결과는 한국기계연구원의 주요사업 기획에 반영되어 세부 과제 기획의 전략성 강화에 기여하였으며, 향후 기계분야의 유망기술 기획의 우수 사례로서 널리 활용될 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, we suggested the methodology and the results of planning of promising technologies in mechanical engineering by focusing on the case of the Korea Institute of Machinery and Materials (KIMM). For dedicated commitment to planning of promising technologies, KIMM newly introduced task-force called as 'specialist unit'. In addition, KIMM combined the investigation of external environments with the analysis of internal capabilities of KIMM and utilized the bibliographic coupling analysis in the process of the exploring sub themes. Finally, we provided 8 promising fields and their sub themes in the mechanical engineering. Our study contributed to the strategic development of the main research programs of KIMM. Our findings can be also utilized as the best practice of planning of promising technologies in the field of mechanical engineering.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 고에서는 기계(연)이 정립, 활용한 유망기술 기획 연구 방법을 소개하고, 이를 통해 도출한 기계기술 8대 유망 분야와 세부 주제를 제시하고자 한다. 본 고의 구성은 다음과 같다.
이러한 전략스페셜리스트 제도는 과거의 겸임 기반 태스크 포스 운영 형태의 단점을 극복하고, 기존 업무에서 벗어나 유망기술 발굴에 몰입할 수 있는 환경 마련을 위해 실시되었다. 특히 파견 전담 인력에 대해 경영진의 적극적인 의견 수렴과 내부 평가 시의 가산점 부여를 통해 내재적 동기부여와 외재적 동기부여를 강화하였으며, 연구기획 전담 인력의 공동 참여를 통해 유망분야 발굴의 시너지 효과를 창출하고자 하였다.
이러한 전략스페셜리스트 제도는 과거의 겸임 기반 태스크 포스 운영 형태의 단점을 극복하고, 기존 업무에서 벗어나 유망기술 발굴에 몰입할 수 있는 환경 마련을 위해 실시되었다. 특히 파견 전담 인력에 대해 경영진의 적극적인 의견 수렴과 내부 평가 시의 가산점 부여를 통해 내재적 동기부여와 외재적 동기부여를 강화하였으며, 연구기획 전담 인력의 공동 참여를 통해 유망분야 발굴의 시너지 효과를 창출하고자 하였다.

제안 방법

글로벌 메가트렌드 분석에 기반하여 기계분야 국내외 미래유망기술 선정 사례 및 기술로드맵을 면밀히 분석하여 향후 중장기적으로 각광받게 될 유망 기술군을 탐색하였다. 이는 앞서 분석한 연구원 보유 역량과 결합하여 미래에 중요하면서 기계(연)이 중요한 역할을 담당할 수 있는 기술군을 발굴하는데 활용되었다.
본 절에서는 기계(연)의 기계분야 유망기술 기획 연구 방법의 마지막 단계로 논문 서지결합분석 (Bibliographic Coupling Analysis)에 기반한 8대 주제 별 세부 미래 유망 기계기술 테마 도출 결과를 서술하였다. 서지결합분석이란 두 논문이 동일한 논문을 인용하였다면, 두 논문은 연구분야가 유사하다는 가정에 기반하여 최신 연구 테마(주제)를 발굴하는 기법으로 최신 연구동향을 파악하고 동향 변화를 즉각적으로 반영할 수 있다는 장점이 있다(Fig.
상기 프레임워크를 활용한 연구진의 브레인스토밍과 연구부서의 피드백을 거쳐 아래와 같이 8대 유망 분야 및 주제(M.E.C.H., Future Elite 8 Tech.)를 도출하였다(Fig. 5). 4대 분야는 제조(Manufacturing), 에너지·환경(Energy/Environment), 융합(Convergence), 안전 및 의료(Human)로 구성되며, 각 분야의 머리글자는 기계공학(Mechanical Engineering)을 상징하는 “M.
연구원 내부 역량 분석을 위해 각 연구본부의 전략스페셜리스트들이 우선적으로 연구본부의 실무 연구진을 대상으로 심층 인터뷰를 수행했다. 심층 인터뷰를 통해 각 연구부서 별 주요 연구 분야 및 세부 참여연구진 구성을 파악하였으며, 과학기술표준분류체계 및 표준산업분류체계(KSIC)에 기반하여 주요 보유기술, 적용 산업 등을 상세히 조사하였다. 이와 함께 최신 기술 동향을 파악하기 위해 각 연구부서에서 주로 활용하거나 참석하는 주요 저널 및 학회 정보 등도 함께 조사하였다.
연구원 내부 역량 분석을 위해 각 연구본부의 전략스페셜리스트들이 우선적으로 연구본부의 실무 연구진을 대상으로 심층 인터뷰를 수행했다. 심층 인터뷰를 통해 각 연구부서 별 주요 연구 분야 및 세부 참여연구진 구성을 파악하였으며, 과학기술표준분류체계 및 표준산업분류체계(KSIC)에 기반하여 주요 보유기술, 적용 산업 등을 상세히 조사하였다.
외부 환경 분석은 국내외 중장기 미래예측 조사서 분석을 통한 글로벌 메가 트렌드 분석과 국내외 R&D 로드맵 분석을 통한 국내외 미래유망 기술 분석으로 이루어졌다.
이와 같이 VOS 군집 알고리즘을 활용한 세부 연구 테마 도출을 위해 기계(연)은 8대 주제 별로 중요 학술지를 선정하고, 해당 학술지에서 2007년~2012년 사이 발간된 모든 논문 및 논문 별 참고문헌을 대상으로 서지결합분석을 수행하였다. 그 결과 8대 주제 별 세부 유망 테마 도출을 위해 총 195개 저널이 선정되었으며, 최근 5년 간 게재 논문 수는 494,808편이며, 이들 논문이 참고한 문헌의 수는 4,388,594편으로 확인되었다(Table 4).
심층 인터뷰를 통해 각 연구부서 별 주요 연구 분야 및 세부 참여연구진 구성을 파악하였으며, 과학기술표준분류체계 및 표준산업분류체계(KSIC)에 기반하여 주요 보유기술, 적용 산업 등을 상세히 조사하였다. 이와 함께 최신 기술 동향을 파악하기 위해 각 연구부서에서 주로 활용하거나 참석하는 주요 저널 및 학회 정보 등도 함께 조사하였다. 이와 같은 심층 인터뷰는 연구원이 보유하고 있는 역량 파악 뿐 아니라 보유 역량에 기반한 부서 간 보완 및 융합 연구 가능성을 탐색하는데 많은 도움이 되었다.
외부 환경 분석은 국내외 중장기 미래예측 조사서 분석을 통한 글로벌 메가 트렌드 분석과 국내외 R&D 로드맵 분석을 통한 국내외 미래유망 기술 분석으로 이루어졌다. 향후 미래 사회의 주요한 기술 수요 및 트렌드 파악을 위해, 과학기술예측조사(국가과학기술위원회),⁽²⁾ 유엔미래보고서(유엔미래포럼),⁽³⁾ 글로벌 트렌드 2025(미국 NIC),⁽⁴⁾ 기계공학의 미래와 비전 2028(ASME)⁽⁵⁾ 등 국내외 중장기 미래보고서와 한국기계연구원⁽⁶⁾이 자체 분석한 기계산업 트렌드에 의거하여 아래 Table 1과 같이 (1) 빅데이터 등 ICT 중심 사회, (2) 에너지・자원의 수요 급증・공급 부족, (3) 지구 온난화, (4) 저소득층・저개발국의 부상, (5) 인구구조의 변화와 여성 역할 강화, (6) 신흥개도국의 등장, (7) 이해관계에 대한 첨예한 대립과 갈등 등 기계산업을 둘러싼 7대 글로벌 메가트렌드를 도출하였다.

대상 데이터

이는 앞서 분석한 연구원 보유 역량과 결합하여 미래에 중요하면서 기계(연)이 중요한 역할을 담당할 수 있는 기술군을 발굴하는데 활용되었다. 이러한 작업은 MIT(Emerging Technologies), IBM(Next 5 in 5), Gartner(Top 10 Strategic Technologies), KISTEP (10대 미래유망기술), KISTI(미래유망기술), 다보스포럼(세계 10대 유망기술), KERI(미래를 바꿀 10대 유망 전기기술) 및 일본 경제산업성(기술전략맵), 국가과학기술위원회(제4회 과학기술 예측조사), 일본 문부과학성(2040년의 과학기술)과 같은 기관에서 주기적으로 발표하는 유망기술 선정 결과에 대한 분석을 통해 이루어졌으며, 그 결과 아래 Fig. 3과 같이 기계(연) 연구 수행 여부(수행 또는 미수행)와 해당 기술의 역할(핵심 또는 보완)에 따라 총 4개의 기계분야 유망기술군과 277개의 세부기술을 탐색하였다. 4개 군 별 유망 기술 군의 대표 사례는 아래 Table 2와 같다.

이론/모형

VOS(Visualization of Similarities) 군집 알고리즘은 Waltman et al.(2010)⁽⁹⁾에서 제시한 기법으로 Community Detection Algorithm 방법을 활용하여 논문 간 인용문헌유사성 정도를 판단한다. Waltman et al.

성능/효과

VOS 군집 알고리즘 적용 결과 8대 주제에서 도출한 연구테마 군집은 모두 117개로 나타났다(Table 3). 4대 분야 별로 연구테마 군집이 비교적 균형적으로 도출된 가운데 플랜트 엔지니어링과 Super Machinery, Safety Eng.
이와 같이 VOS 군집 알고리즘을 활용한 세부 연구 테마 도출을 위해 기계(연)은 8대 주제 별로 중요 학술지를 선정하고, 해당 학술지에서 2007년~2012년 사이 발간된 모든 논문 및 논문 별 참고문헌을 대상으로 서지결합분석을 수행하였다. 그 결과 8대 주제 별 세부 유망 테마 도출을 위해 총 195개 저널이 선정되었으며, 최근 5년 간 게재 논문 수는 494,808편이며, 이들 논문이 참고한 문헌의 수는 4,388,594편으로 확인되었다(Table 4). 또한 8대 주제 별 논문 1편 당 평균 피인용도는 분야별로 비교적 큰 차이를 보였는데, 예를 들어 기계시스템 안전과 같이 역사가 긴 학문 분야의 경우 평균 피인용도가 6.
1976년 12월 설립 이후 한국기계연구원(이하 기계(연))은 기계분야의 원천기술개발, 성과확산 및 신뢰성 평가 등을 통해 우리나라 및 기계산업계 발전에 기여해왔다. 그 결과 지난 37년(1977~2014)간 기계(연)은 누적 793회의 유상 기술 이전 실적을 달성하였으며, 기술료 1,000억 원(현재가치)을 돌파하는 성과를 거두었다. 이와 같은 기계(연)의 성과에 힘입어 우리나라 기계산업 생산액은 약 285배 성장하였으며, 세계 6위의 기계산업 생산국가로 발돋움하였다.
실제로 심층 인터뷰에 기반하여 과학기술표준 중분류 및 소분류 상에서 기계(연)이 역량을 집중하고 있는 기술군을 최근 5년 간 수행 과제 계약고에 기반하여 도출하였다. 그 결과 한국기계연구원은 Fig. 2와 같이 중분류 기준 18개 기술군에 연구 역량을 집중하고 있음을 확인하였다.
이 밖에도 의료 기기 분야는 바이오 재료 및 세포 공학(Biomaterial and cell engineering)과 뼈와 세포 성장 기술(Bone and cell nurturing) 분야가 활발히 이루어지고 있는 것으로 나타났으며, 두 분야의 연구 기반 또한 상당히 유사한 것으로 확인되었다. 마지막으로 인간 행위 모사(Human motion mimetics) 분야도 비교적 연구가 활발히 이루어지고 있음을 알 수 있으나, 타 연구테마 군집과의 유사성은 비교적 낮은 것으로 나타났다.
분석 결과 의료 기기 분야의 경우 바이오 센서 및 관련 기반 기술 분야(Biosensing & Bioreaction)의 연구가 가장 활발한 것으로 나타났으며 심장 및 심혈관 질환 관리(Hear, cardiovascular care)와 인용문헌 유사도가 높은 것으로 확인되었다.

후속연구

본 연구 결과는 한국기계연구원의 주요사업 기획에 반영되어 세부 과제 기획의 전략성 강화에 기여하였으며, 기관의 연구성과목표 수립에도 반영된 바 있다. 향후 본 유망기술 기획 연구 방법과 도출 결과가 기계분야의 새로운 미래 성장동력을 발굴하는데 중요한 가이드라인으로 활용되기를 기대한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	기계(연)의 성과로 우리나라에 어떤 도움이 되었는가?	그 결과 지난 37년(1977~2014)간 기계(연)은 누적 793회의 유상 기술 이전 실적을 달성하였으며, 기술료 1,000억 원(현재가치)을 돌파하는 성과를 거두었다. 이와 같은 기계(연)의 성과에 힘입어 우리나라 기계산업 생산액은 약 285배 성장하였으며, 세계 6위의 기계산업 생산국가로 발돋움하였다.(1)
	전략스페셜리스트 제도는 파견 인력을 위해 어떤 역할을 했는가?	이러한 전략스페셜리스트 제도는 과거의 겸임 기반 태스크 포스 운영 형태의 단점을 극복하고, 기존 업무에서 벗어나 유망기술 발굴에 몰입할 수 있는 환경 마련을 위해 실시되었다. 특히 파견 전담 인력에 대해 경영진의 적극적인 의견 수렴과 내부 평가 시의 가산점 부여를 통해 내재적 동기부여와 외재적 동기부여를 강화하였으며, 연구기획 전담 인력의 공동 참여를 통해 유망분야 발굴의 시너지 효과를 창출하고자 하였다.
	전략스페셜리스트 제도는 어떤 역할을 하는가?	이에 따라 기계(연)에서는 2013년 연구원 정체성 강화와 주요사업 전략 수립, 미래 유망 분야 발굴을 위한 기계(연) 고유의 유망기술 기획 연구 방법을 정립하고 전략스페셜리스트 제도 운영을 통해 기계기술 8대 유망 주제와 세부 테마를 도출하였다. 특히 전략스페셜리스트 제도는 미래 유망기술 발굴 및 유망기술 기획 연구 방법 구축을 위해 마련한 연구본부 별 전담 인력 파견 제도로서 연구원 차원의 지원과 협력 체계를 확립하는데 매우 중요한 역할을 하였다.

참고문헌 (10)

UNIDO, 2013, "International Yearbook of Industrial Statistics 2013," UNIDO, Vienna.
National Science & Technology Commission, 2012, 4th Science & Technology Forecasting Survey, 2012-2035
White, F. M., 1974, Viscous Fluid Flow, Korea Institute of S&T Evaluation and Planning
Glenn, J., Gorden, T. and Florescu, E., 2012, 2012 State of the Future, The Millennium Project
National Intelligence Council, 2008, Global Ttends 2025: A Transformed World, US Government Printing Office
Institute for Alterative Futures, 2008, Future of Mechanical Engineering 2028, ASME
한국기계연구원, 2013, "2013년 기계산업이 주목해야 할 6대 트렌드," 한국기계연구원 기계기술정책 제69호
이재윤, 2008, "서지적 저자결합분석 - 연구동향 분석을 위한 새로운 접근 - ," 정보관리학회지, 제25권, 제1호, pp. 173-190.

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박지연, 정동열, 2013, "저자서지결합분석에 의한 문헌정보학의 지적구조 분석에 관한 연구," 정보관리학회지, 제30권, 제4호, pp. 31-59.

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Waltman, L., van Eck, N.J. and Noyons, E.C.M. (2010), "A Unified Approach To Mapping And Clustering Of Bibliometric Networks," Journal of Informetrics, Vol. 4 No. 4, pp. 629-635.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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