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문제 정의
- 이러한 추세에 따라, 스마트공장을 확산하기 위해서는 제조업 생산 현장의 상황과 요구사항을 파악하는 것이 필요하다. 이 논문에서는 스마트공장 솔루션의 공급자 및 수요자인 중소 및 중견 기업의 현장 실태를 조사하고, 스마트공장 도입을 위한 요구사항을 분석하였다. 동일 산업 및 업종 내에서도 생산하는 제품의 용도에 따라 서로 다른 스마트공장 도입 전략이 필요하다.
- 이 논문에서는 중소 및 중견 기업의 현장 실태를 조사하고, 현장에서의 요구사항을 분석하였다. 그 결과, 스마트공장 솔루션 도입을 위해서는 비용 및 인력 문제가 가장 중요한 것으로 나타났고, 이를 해결하기 위한 다양한 방안이 진행되고 있다.
제안 방법
- 스마트공장 시스템 솔루션 공급자의 고객인 솔루션 수요자의 스마트공장 수준을 분석하기 위해, Table 1과 같이 민관합동 스마트공장추진단에서 제안한 스마트공장의 수준별 구축형태를 이용한다.16 결과에 따르면, 생산 라인 자동화는 Fig.
- 이 논문은 2장에서 설문조사에 참가한 기업의 현장 실태 조사 방법 및 기업 현황을 분석한다. 3장과 4장에서는 공급자와 수요자로 생산 현장을 분류하여 현장 실태 및 요구사항 분석을 수행 및 이에 대한 시사점을 기술하고, 5장에서 결론을 맺는다.
- 이 절에서는 연구에 활용된 스마트공장 시스템 솔루션 공급자 기업의 현황을 분석한다. 기업의 현황 파악을 위한 항목은 매출 규모, 직원 수, 인력 현황, 고객사의 스마트 공장 수준으로 구성된다.
대상 데이터
- 15 조사 대상 업체는 스마트공장을 위한 시스템 솔루션 공급자 40개 기업과 수요자 160개 기업으로 구성된다. 수요자는 금형 정밀 가공업체, 기계부품 조립 업체, 전자부품 조립 업체, 뿌리산업 업체 등 4가지 종류에서 각각 40개 기업을 대상으로 한다.
- 15 조사 대상 업체는 스마트공장을 위한 시스템 솔루션 공급자 40개 기업과 수요자 160개 기업으로 구성된다. 수요자는 금형 정밀 가공업체, 기계부품 조립 업체, 전자부품 조립 업체, 뿌리산업 업체 등 4가지 종류에서 각각 40개 기업을 대상으로 한다.
- 스마트공장을 위한 현장 실태와 진화 모델14에서는 50문항의 설문지를 이용하여 2015년 7월 ICT 및 기계/소재 관련 중소·중견 제조업체 60개 사의 60명 관계자를 대상으로 1:1 대면 조사를 시행하였다.
- 이 연구에서 수행된 생산 현장 실태 조사는 총 65 문항의 구조화된 설문지를 총 200개 업체의 관계자를 대상으로 실시하였으며, 기업의 리스트 상에서 계통추출법으로 표본을 추출하였다.15 조사 대상 업체는 스마트공장을 위한 시스템 솔루션 공급자 40개 기업과 수요자 160개 기업으로 구성된다.
성능/효과
- 8% 등의 순으로 나타났다. 결과적으로, 직접적인 생산과 관련된 항목이 우선시됨을 알 수 있다.
- 고도화된 스마트공장을 추진해야 하는 배경으로 품질관리 환경의 변화가 42.5%로 가장 많았고, 다음으로 공정관리 환경의 변화 39.4%, 현장운영 관리 환경의 변화 23.8% 등의 순으로 나타났다.
- 2%로 매우 높았다. 매출 규모별 ICT 수준을 보면, 연 매출 1,000억원 이상의 기업들은 ICT 수준이 중간 1 수준을 넘는 것으로 나타났으며, 100억 이상 1,000억 원 이하의 기업들과 100억 원 이하의 기업들은 미적용에 가까운 수준의 기초 수준에 머무르고 있었다.
- 이 연구에서도 스마트화 단계를 Table 1과 유사한 수준으로 정의하였다. 설문조사 응답기업의 스마트공장 수준은 미도입 또는 기초 수준이 전체의 91.8% 정도를 차지함을 알 수 있다. 여기서, 제약업이 타업종과 달리 중간 수준 이상이 31.
- 수요자 측면에서 스마트공장에 대한 인지도를 살펴본 결과, 들어본 적이 있으며 무슨 내용인지 알고 있다는 응답이 48.8%로 나타났고, 스마트공장에 대해 잘 알고 있다는 응답도 31.3%로써, 대체적으로 스마트공장에 대해서는 알고 있는 응답자가 많은 것으로 파악된다. 업종별로는 전반적으로 스마트공장에 대해 알고 있다는 응답이 지배적이었으며, 전자부품 제조업체에서 스마트공장에 대한 인지도가 상대적으로 높게 나타났다.
- 4%가 도입 필요성에 동의하였다. 스마트공장 도입에 대한 장애 요인으로는 시스템 구축 비용이 가장 높게 나타났으며, 스마트 공장에 대한 인지도 및 홍보 부족, 스마트 공장 관련 기술의 현장도입 어려움 순으로 본 연구와 유사하게 나타났다.
- 0% 등의 순으로 나타났다. 스마트공장 솔루션 도입의 장애요인으로는 Fig. 4와 같이 높은 시스템 구축 비용이 47.5%로 가장 많은 것으로 나타났다. 다음으로 스마트공장 시스템을 설치/운용할 수 있는 인력 부족 40.
- 스마트공장 시스템 솔루션 수요자 측면에서는 전산담당자 또는 부서 별도 조직 여부에 대해 조사한 결과, 전산담당자는 있으나 별도로 조직되어 있지 않다는 응답이 81.9%로 가장 많은 것으로 나타났다. 다음으로 별도로 조직되어 있고 전반적인 IT 관리를 수행한다는 응답이 15.
- 스마트공장 시스템 솔루션의 제품을 구매한 수요자가 시스템 솔루션을 도입한 목적으로는 품질관리가 87.5%로 가장 많았으며, 다음으로 생산관리 85.0%, 생산계획, 재고관리 및 출하관리 77.5% 등의 순으로 나타났다. 기업에서 주로 공급하고 있는 솔루션의 주요한 기능으로 생산관리가 72.
- 8%로 가장 많았다. 스마트공장을 도입한 이후 얻게 될 효과 중 가장 기대하는 효과로는 Fig. 5와 같이 생산성 향상이 51.9%로 가장 많았다. 다음으로 원가절감 차원에서의 이익 증가 44.
- 스마트공장이 필요한 기업의 업무들 중 가장 최우선적으로 스마트공장이 추진되어야 할 업무로는 생산관리가 77.5%로 가장 많았으며, 다음으로 품질관리 62.5%, 재고관리 60.0% 등의 순으로 나타났다. 스마트공장 솔루션 도입의 장애요인으로는 Fig.
- 3%로써, 대체적으로 스마트공장에 대해서는 알고 있는 응답자가 많은 것으로 파악된다. 업종별로는 전반적으로 스마트공장에 대해 알고 있다는 응답이 지배적이었으며, 전자부품 제조업체에서 스마트공장에 대한 인지도가 상대적으로 높게 나타났다. 응답자들의 데이터를 토대로 스마트공장 인지 수준을 평가한 결과, 전반적으로 금형/정밀가공 업체와 뿌리산업 업체에서 스마트공장에 대하여 잘 알지 못하거나 잘못 인지하고 있는 비율이 높게 나타났다.
- 업종별로는 전반적으로 스마트공장에 대해 알고 있다는 응답이 지배적이었으며, 전자부품 제조업체에서 스마트공장에 대한 인지도가 상대적으로 높게 나타났다. 응답자들의 데이터를 토대로 스마트공장 인지 수준을 평가한 결과, 전반적으로 금형/정밀가공 업체와 뿌리산업 업체에서 스마트공장에 대하여 잘 알지 못하거나 잘못 인지하고 있는 비율이 높게 나타났다. 따라서, 이러한 산업의 종사자들을 대상으로 스마트공장에 대한 교육 및 정보제공 서비스가 필요할 것으로 분석된다.
- 이상과 같이, 공급자에 대한 설문 조사 결과를 종합해 보면, 스마트공장 솔루션은 도입 비용과 시스템 운용 인력이 시급히 해결해야 할 과제로 나타났다. 따라서, 스마트공장의 확산을 위해서는 정부 지원자금의 확대와 시스템 설치 및 운용 인력 지원이 필요한 것으로 분석된다.
- 2와 같이 기초수준 (Basic Level)과 중간수준1 (Intermediate Level 1)이 많은 것으로 나타났다. 전반적인 공장 운영의 자동화의 경우 기초수준, 구매/판매/재고 등의 기업 자원관리 자동화의 경우 중간수준 1, 제품 개발 프로세스의 자동화 및 공급사슬 관리 프로세스 자동화의 경우 미적용 (Unapplied)이 상대적으로 높게 나타났다. 따라서, 생산현장은 자동화 수준이 아직 미미하므로 스마트공장 솔루션 도입의 여지가 많은 것으로 분석된다.
- 6% 수준이었다. 제약을 제외하고는 자동차 업종이 타 업종에 비해 중간1 수준 이상의 비율이 가장 높고, 통신의 경우 미 도입이 10.5%로 매우 낮은 편이지만 기초 수준 또한 84.2%로 매우 높았다. 매출 규모별 ICT 수준을 보면, 연 매출 1,000억원 이상의 기업들은 ICT 수준이 중간 1 수준을 넘는 것으로 나타났으며, 100억 이상 1,000억 원 이하의 기업들과 100억 원 이하의 기업들은 미적용에 가까운 수준의 기초 수준에 머무르고 있었다.
- 종합해 보면, 기업들은 생산성 및 안전성 향상 등을 위해 스마트공장 도입을 기대하고 있으며, 이를 위한 정부의 자금 및 인력 지원을 가장 필요로 하는 것으로 분석된다.
- 향후 스마트공장과 관련한 SW 솔루션 사업 부문을 확대하기 위해 필요한 정부의 지원으로는, 지원자금 확대가 50.0%로 가장 많은 것으로 나타났으며, 다음으로 기업에 대해 실질적인 충분한 지원 및 제조 업종별 시스템 표준화 지원 5.0% 등의 순으로 파악된다. 스마트공장 솔루션을 위한 도입 비용은 5천만원 이상이 40% 로 중소 및 중견 기업 입장에서는 적지 않은 금액이 필요함을 알 수 있다.
- 현장에서 공정상의 안전사고 위험도가 있는 업무가 있다는 응답은 68.1%로 나타났으며, 위험도가 있는 업무가 없다는 응답은 31.9%였고, 컴퓨터 제어, 정보화 등을 통해 안전사고 위험을 줄일 수 있다고 생각한다는 응답은 59.6%, 줄일 수 없다는 응답은 9.2%로 나타났다. 즉, 현장에서는 스마트공장 구축을 통해 좀 더 안전한 환경의 구축을 기대하는 것으로 분석된다.
- 현장에서 스마트공장 도입이 필요하다는 응답은 53.8%로 가장 많았으며, 도입이 매우 필요하다는 응답 또한 32.5%로써, 전체 응답자의 86.3%가 스마트공장의 필요성을 공감하고 있는 것으로 파악된다. 스마트공장 도입 시 개선이 시급한 공정으로 공정관리가 26.
후속연구
- 동일 산업 및 업종 내에서도 생산하는 제품의 용도에 따라 서로 다른 스마트공장 도입 전략이 필요하다. 따라서, 이 논문에서 수행한 생산현장 실태 및 요구사항 분석은 국내 기업 전체의 스마트공장 수준 진단과 확산을 위한 정책 결정에 활용될 수 있을 것으로 예상된다.
- 이러한 연구 및 분석을 통해 생산 현장에서 스마트공장 도입의 필요성, 대상 및 범위를 파악하고, 현장의 요구사항에 맞게 스마트공장을 확산하는 방안을 도출할 수 있다.
- 향후, 이 논문을 기초로 하여 각 기업들의 비즈니스 특성을 고려한 스마트공장 활용 방안 및 시나리오를 보급한다면 스마트공장 확산 가속화와 제조업 진흥 및 이에 따른 기대 효과 달성에 기여할 것으로 판단된다.
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