한국생산기술연구원

본부장 이 덕 근

CAD/CAM Conference 2016. 4. 15, SYMTOS

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목 차

시작하기 전에..

1. 소재부품, 태동의 시기

2. 소재는 국가다!

3. 미래산업의 핵심, 소재부품

4. 차세대 소재부품을 위한 제언

함께 생각해 보는 시간

1부 태풍의 눈, 부품소재 1장 대통령의 특명 2장 제조업의 근간, 부품소재 3장 부품소재, 빛과 그림자 2부 소재는 국가다 1장 부품소재에서 소재부품으로 2장 소재산업의 무한 가능성 3장 소재강국의 꿈 3부 미래 산업의 핵심, 소재부품 1장 급변하는 제조업 2장 차세대 소재부품기업들을 위한 제언 3장 차세대 제조업 기반기술 I 사물인터넷, 3D프린팅, 빅데이터 에필로그 저자후기

01. 소재부품, 태동의 시기

① 대통령의 특명

② 제조업의 근간 , 부품소재

③ 부품소재 , 빛과 그림자

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일본이 최대 기여자?

• 고무로 나오키, 오마에 겐이치 언론에 기고(가마우지 경제론)

• DJ 대통령 진노 특별대책 마련

• 산자부 총동원령 장관(사무관) 총력전

부품소재통합연구단 출범

• 종료일이 없는 파견근무 2억 원의 차입과 함께..

• 추리닝 팀의 열정적인 나날들 AM 1:00 “조금 일찍 퇴근하겠습니다..”

• 15개 공공연구기관이 공동 참여하는 부품소재통합연구단 출범(01.06.18)

민간연구기관들이 국가사업에 헌신봉사 첫 케이스

• 자율결성, 입회금 납입, 협력운영

• 17개 기관으로 출범, 신선한 충격

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기술발굴 시장친화적 개발 기술지원 투자연계

• 기술개발에 수요-공급, 시장투자, 연구자원 투입

• KITIA를 통한 투자연계 새로운 시도

기술개발인가?기업육성인가?

• 대일무역적자 더 이상 방치곤란(기술독립)

• 부품소재 중핵기업 300개 육성 목표 부품·소재중핵기업발전대책(안) 발표

• 글로벌 공급기지화 인텔 보쉬등과 같은 기업 육성

글로벌 공급기지 완성을 위한 신뢰성 체제

• 신뢰성 평가센터를 통한 기준제정 및 인증

• 해외기관의 상호인정 및 국제 인증

• 부품소재에 내구성 등 수명을 제3자적 검증

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왜 맨날 어떤 때는 우수 성과를 자랑하고… 또 어느 때는 선진국 대비 얼마 얼마 부족 하다고 하는 건지…

자! 부품소재를 예로 들어봅시다! 휴대폰이 세대를 거듭하면서 어느 부품은 국산화 된 것도 있지 않는가?

그러니 몇 가지 제품을 대상으로 추적 분석 해보기로 합시다! → 그래서 1억 원, 6개월, 50여명을 동원해서 조사 분석 실시

노무현 대통령과 부품소재

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○ 1세대인 흑백TV(~'79)는 초기단계에 수입부품의 조립생산을 통해 주문자상표방식(OEM)의

수출산업화까지 성장

○ 2세대인 칼라TV('80~'99)는 핵심부품(브라운관 등)의 국산화를 통해 핵심 수출상품으로 성

장하였으나 일본에 이어 세계 2위에 머무름

○ 3세대 디지털TV('00~)는 칼라TV에서 축적된 부품소재기반과 LCD 등 디지털 핵심부품을

기반으로 일본을 추월하여 세계 선두로 부상

※ 디지털 TV 국산화율 : ('00) 35% ➡ ('03) 70% ➡ ('05) 80%

[유형1] 초기 수입의존 후 핵심부품 국산화를 통해 세계 선두 수출산업화

□ 1세대에는 수입부품을 조립생산하고, 2세대에는 국산화를 추진하여 수출산업화를 달성하고, 3세대에는 세계선두로 도약

정 책 적 시 사 점

기술예측을 통한 지속적인 원천기술 확보 전략과 함께 차세대 성장동력 개발 시 핵심부품의 국

산화를 동시에 추진할 필요

완제품과 관련 부품소재 산업 발전 형태 분석

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[유형2] 기술전환 시기에 집중개발로 단기간 내 국산화율 제고와 수출확대

○ 아날로그 무선전화기의 핵심부품(무선발신기 등)은 대부분 수입에 의존 ○ 디지털 휴대폰은 국내 CDMA방식과 유럽수출용 GSM방식을 동시에 집중개발('96) ○ 서비스내용과 제품의 고기능화에 따라 세대가 구별되는데, 초창기인 1세대에서 국산화율이

급속히 증가하였으며 그 후 세대 전환 시 관련부품의 국산화율이 약간 낮아졌다가 다시 회복하는 형태로 발전

□ 휴대폰의 경우 아날로그 제품은 경쟁력이 취약했으나, 아날로그에서 디지털로

전환되는 시기에 디지털제품과 핵심부품을 집중 개발함으로써 세계 선두그룹으로

발전

정 책 적 시 사 점

새로운 서비스의 표준방식을 신속히 확정함으로써 관련서비스의 국제 경쟁력 확보와 관련 제품

및 핵심부품의 조기 개발이 가능

완제품과 관련 부품소재 산업 발전 형태 분석

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[유형3] 초기단계부터 주요부품 계열화를 추진하여 완제품업체와 핵심업체가 동반성장을 통해 완제품과 관련부품이 함께 수출산업으로 발전

□ 자동차의 경우 '50년 13개 부품을 국산장려 부품으로 지정‧육성, '79년

전문화‧대형화를 위해 59개 부품 228개 업체 계열화 등을 통해 '04년 세계 6위의

생산국가로 발전

※자동차 국산화율 : ('70) 66% ➡ ('90) 90% ➡ ('05) 98% (자동변속기, 엔진 등)

○ 현대자동차는 91년 최초로 엑센트에 탑재된 알파엔진 및 트랜스미션을 개발한 후 '05년에는 기술도입선이었던 일본 미쓰비시 자동차에 세타 엔진을 역수출하는 형태로 발전

정 책 적 시 사 점

완제품의 경쟁력 확보를 위한 글로벌 소싱의 활용, 경쟁력 있는 해외 부품업체의 투자유치를 적

극 활용할 필요

완제품과 관련 부품소재 산업 발전 형태 분석

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기존 연구기관 간 칸막이를 없애고 Matrix 형태로 연계

• 최종제품중심으로 분류된 기존 연구기관들이 기업의 기술수요중심으로 지원체계를 재구축함으로써 기관간 칸막이를 과감히 제거하는 촉매제 역할

기업과 공공연구기관간의 Interface 역할

• 지금까지의 공급자 중심의 기술개발(Technology Push)에서 수요자 중심의 기술개발(Demand Pull)로 전환하기 위하여 기술혁신의 요체인 연구인력을 기업현장으로 파견하는 방식 채택

기존 연구자원의 통합으로 Synergy 효과 극대화

• 단위연구기관별로 독립적으로 운영되고 있는 기존의 연구자원을 통합·운영함으로써 효과적으로 부품소재산업을 육성

• 한정된 연구자원으로 기술개발 투자효과 극대화

기술개발의 실사구시(Principles of economics)

• 기술제일주의 입장에서 벗어나 개발된 기술이 기업화됨으로써 국가경제에 기여할 수 있도록 경제 제일주의 입장에서 기술을 개발하고 통합함으로써 효과적 기술개발 실현

기술의 융 · 복합화에 대응하는 전체론적인 접근(holistic approach)

• 다양한 소비자요구 등 복잡화 ·융합화되는 기술변화추세에 기업이 필요로 하는 여러 기술을 모듈형식으로 지원함으로써 효율적 기술개발

02. 소재는 국가다!

① 부품소재에서 소재부품으로

② 소재산업의 무한 가능성

③ 소재강국의 꿈

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일본 오타쿠의 조그만 기계가공업체로서 선대 사장이 상호간의 정보교류와 수발주 공동대응을 위해 설립한 데이터베이스

이 조그만 회사의 젊은 후대 사장이 그의 조국 일본을 위해 제조업 부흥을 외친다니

한국의 부품소재를 부흥시켜 대일무역역조를 개선하겠다는 우리는 어떤 자세인가?

ＮＣネットワークの企業理念は： 「日本のモノづくりの基盤である中小製造業の業務効率化支援をすることで、製造業を活性化し、日本の製造技術を次世代に継承する」です。この企業理念の通り、中小製造業は今まで技術面・生産面から、日本の製造業を支えてきました。 また、多くの中小製造業は、世界に誇れる数多くの技術を持っておられます。ＮＣネットワークは中小製造業とともに、世界に誇れる日本の製造技術を、後世に伝承するお手伝いをしていきたいと考えています。

NC네트워크의 기업 이념은:

"일본의 제조 (모노즈쿠리) 기반인 중소제조업의 업무 효율화 지원을 함으로써 제조업을 활성화하여 일본 제

조기술을 차세대에 계승하는 것입니다.

이 기업이념에 따라 중소제조업은 지금까지 기술·생산면에서 일본 제조업을 뒷받침해 왔습니다. 또 대부분

의 중소 제조업은 세계에 자랑할 수 있는 수많은 기술을 가지고 있습니다.

NC네트워크는 중소 제조업과 함께 세계에 자랑할 수 있는 일본의 제조기술을 후세에 전승하도록 돕고 싶다고

생각하고 있습니다.

충격받은 의 기업이념

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※고기술균형(high-tech equilibrium)

산업화초기에 전문성과 다양성을 갖춘 중간재 생산기업이 임계 수준 이상 존재할 경우 최종재 산업

과 중간재산업의 발전이 상호 상승적으로 작용하는 상태

YES

NO

고기술균형 (high-tech equilibrium)

저기술균형 (low-tech equilibrium)

전문성과 다양성을 갖춘 부품 · 소재생산기업 임계수준 이상 존재

부품·소재산업과 최종재 산업 간에 강한 상호의존성(interdependence)과 상호인과성

(circularity)이 존재

부품 · 소재산업의 발달 정도에 따라 후발국의 성장경로에 복수균형이 존재

부품·소재산업의 발달 정도에 따라 후발국 성장경로 결정

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인력·자금 등 연구자원이 대기업에 편중, 글로벌 부품소재기업 성장에는 한계

제조업의 공동화 방지, 중소부품소재기업의 연구개발 역량 확충 등이 주요 과제 투자주도에서 혁신주도 단계로 이동 중

선도적인 발전형태를 띤 부품소재를 선정, 다차원적으로 발전과정 및 요인을 조사분석할 필요가 있음

완성품 견인

부품소재 기술추격

부품소재

원천기술 개발 위주 → 기술리드

기술추격과 개발 혼재

대기업

중심

대중소

협력강조

Global Sourcing

부품소재기업 약진

정부

주도

투자 주도

혁신 주도

부의 주도

요소 주도

고기술균형(High-Tech Equilibrium)

저기술균형(Low-Tech Equilibrium)

부품·소재산업의 위치

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디스플레이 산업

IC 봉지재

코팅막 소재

감광성 수지

전선 에나멜 코팅제 (1만원/kg)

내열 필름

필름형 담체

유연 인쇄회로 기판

연구개발 (1961 – 1970)

1970 1975 1960 1980 1990 1985 1995 2000 2013

액정배향막(2,000만원/kg)

층간 절연재(3,000만원/kg)

수동 전자 소재

원천기술

연구개발 생산

기초소재 원천기술 개발의 파급효과가 매우 큼

자동 산업

산업 •기계 분야

반도체 산업

부품소재의 파급효과 (예:폴리이미드)

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부품·완제품을 구성하는 핵심 기초물질로, 금속, 화학, 세라믹으로 대별되며, 전방산업의 핵심근간

소재 개발은 장기간에 걸쳐 막대한 투자비가 소요되며 성공 가능성도 낮으나 성공 시 국가경제에 미

치는 파급효과가 매우 큼

완제품 조립생산 능력의 세계적 평준화로 핵심소재의 확보 여부가 산업 경쟁력의 출발점

소재산업의 개념

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소재는 막대한 경제적 부가가치를 창출하며, 연관 산업의 경쟁력 향상에 크게 기여

* 탄소섬유 자전거 1대 가격 = 스틸소재 자전거 약 44대 가격

소재가 창출하는 부가가치 (예 : 자전거)

중 량 : 20Kg

소재원가 : 20,000원

판매가격 : 200,000원

중 량 : 12Kg

소재원가 : 60,000원

판매가격 : 6,210,000원

중 량 : 8.5Kg

소재원가 : 150,000원

판매가격 : 8,550,000원

스 틸 알루미늄 탄소섬유 복합재

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7가지 일본다운 정책시도들

2. 주력제품 승부

1. 철저한 구조조정

3. 신시장 창출

4. Made In Japan

일본의 재도약

5. 지적소유권 강화

6. 경영의 재창조 7. 신산업

클러스터 수익성 개선이 가능

핵심 분야를 통한 시장우위

독자적 제품 투입 새로운 시장 창출

생산원가절감이 다시 위력

- 기술유출의 방지 - 지적소유권 강화

종신고용, 계열생산 폐해 개선 기술연계와 클러스터 형성

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1. 기업·사회 전반의 ‘모노즈쿠리(장인정신)’의 전통

□ '모노즈쿠리' 는 수 만개의 부품이 결합됨에 따라 미세한 상호 조정이 필수적인 자동차 등 통합형 산업 및 부품소재분야에서 강점

※ 반면, 조합형(모듈형)산업은 PC모니터, 하드디스크 등 독립성이 강한 부품조립으로 상호 인터페이스에 의한 기능(미국이 강점)

□ 여러 공정에 대해 해박한 지식을 갖춘 다기능공이 필요, 생산공정에서 수식화나 모델링이 어려운 암묵지(暗默知)의 공유 승계가 필요

※ 도금, 금형, 가공, 표면처리, 열처리 등 생산기반기술이 해당

2. 제조기업이 현장에서 지속적인 ‘카이젠’(改善)

□ 장기적 관점에서 기술축적 및 공정개선, 신제품 개발에 전념하는 등 끊임없는 '카이젠' 을 추구

※ 니혼제온㈜: 합성고무 신소재의 ‘연구→제품화→흑자실현’까지 12년 소요 (1988-2000년중 4000억엔 누적적자, 2000년 흑자 실현)

※ 毎日鉄화학㈜: 휴대폰용 2층 CCL기판을 개발(세계시장 60%점유)하여 흑자 전환까지 13년 소요

□ 現場, 現物, 現実 등 3현주의, 5S(청소, 청결, 정리, 정돈, 습관화) 등 가장 기본적인 현장활동을 경영자부터 말단 사원까지 실천

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3. 기업간 끈끈한 밀착 협력 및 고객중심 전략

□ 소재·부품기업-완성품기업 간 연구회, 학습조직, 교류화 등을 통한 문제 해결형 네트워크 활동

※ 도요타 자동차: 협력업체에 대한 ‘게스트엔지니어링’ 제도 ※ 도레이 社: 100여 개 중소기업과 ‘도레이 클러스터’ ※ TAMA 클러스터: 수도권 기업(300), 대학(25), 공공기간(22)참여 기술개발클러스터 ※ NT-Net: 히타치, NEC, 시마즈제작소, 올림푸스 등 참여, NT육성 Network

□ 제품개발 단계부터 기술평가·시험단계에 이르기까지 완제품기업 등 고객요구를 철저히 조사·분석 → 반영 → 피드백

4. 정부·지자체 등 체계적, 지속적 정책 지원

□ 부품소재 자체도 중요하나 결국 주조, 금형, 설계 등 기반기술에 의해 품질·가격 결정요인이 좌우된다고 보고 '모노즈쿠리 기반기술 진흥기본법' 을 제정하여 소위 ' 제조강국 르네상스' 를 꾀하고 있음

※ 동법에는 ① 설계 ② 압축성형·압출성형·사출성형·주조프레스가공 ③ 압연 ④ 연마· 절간·절삭·표면처리 ⑤ 염색 ⑥ 열처리 ⑦용접 ⑧도장 ⑨ 정제 등 26개 기술규정

□ 또한「신산업 창조전략 2005」에 근거한 '고도部材산업 및 제조기반 중소기업 강화 프로그램' 을 통해 기술 로드 맵 작성, 공공연구강화, 자금지원 등 추진

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일본의 연구개발은, 지금까지 자기해결주의가 강하고, 외부와의 전략적인 연계 (특히, 전략적인「협조」)가 미흡하였다고 스스로 판단 경제성장의 엔진인 이노베이션의 효율을 높이기 위하여 전략적「경쟁과 협조」강화에 집중하는 형식의 R&D로 대전환 모색

서비스의 R&D

제품의 R&D

부품의 R&D

재료의 R&D

A사 A사 A사

서비스의 R&D

제품의 R&D

부품의 R&D

재료의 R&D

B사

서비스의 R&D

제품의 R&D

부품의 R&D

재료의 R&D

C사

경쟁 경쟁

경쟁축 경쟁축

R&D의 수직통합모델 R&D의 수평분업모델

인터페이스 정보공개에 의한 시장의 파이 활대

비즈니스 모델의 열쇠도 쥐고 있는 코어 기술도

이기는 전략

참가자 확대에 의한 이노베이션의 가속 (오픈 이노베이션)

제품의 R&D

부품의 R&D

재료의 R&D

제품의 R&D

부품의 R&D

A사 B사 C사 대학 국연

재료의 R&D

제품의 R&D

부품의 R&D

재료의 R&D

제품의 R&D

부품의 R&D

재료의 R&D

제품의 R&D

부품의 R&D

서비스의 R&D

서비스의 R&D

서비스의 R&D

서비스의 R&D

서비스의 R&D

사업화를 직시한 모듈의 재통합 (오픈 이노베이션)

• 공통기반기술의 확립 • 로드맵

• 특허(Patent)의 공통화 • 기술정보의 오픈 소스화

• 국제표준

협조

협조

경쟁 재료의 R&D

경쟁

경쟁과 협조를 근간으로 하는 R&D 전환

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(나노테크·첨단부품 실용화개발제도의 창설(2005∼) • 수직연계형 연구체제로서 소수정예, 예산 집중투입, 성과중시 등 중점추진 • 기술 seeds만 설정하고, 공모에 의해 폭넓은 제안을 받아 우량 안건을 채택

Top&down 어프로치 나노 인 프린트 기술 정밀 빔 가공기술 Bottom up 어프로치 박막성장기술 자기초기화, 자기집적화 기술 등

나노공간기술 나노화이버기술 고도재료계면제어 고차조직 제어기술 기타 나노계측평가기술

나노가공기술 나노재료기술

혁신적 나노테크놀로지

연구체제의 구축 예

박형디스플레이 (CNT-FED)

전자발사원 디바이스

CNT

시스템 메이커

디바이스 메이커

재료 메이커

유저

디바이스 메이커

~~기술 대학

상류·하류수직연계 연구체제가 응모조건

채택안건은 2사, 2대학 정도의 연구체제가 다수

응모

채택결정

스테이지게이트방식에

의한

압축평가

스테이지 Ⅰ

스테이지 Ⅱ

타 제도에 응모

자유연구

연료전지

로보트

정보가전

건강·복지 기기·서비스

환경·에너지 기기·서비스

선도적연구 스테이지 2~3년

실용화연구 스테이지 2~3년

매년 중간 평가를 실시

※ 스테이지 Ⅰ을 거치지 않고 스테이지 Ⅱ부터 응모도 가능

部材기술에 NT를 접목, 경쟁우위 유지 전략

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일본 제조업의 핵심은 소재

◇ 일본 제조업은 핵심부품 산업과 소재 산업 경쟁력 강화로 변신을 거듭하여 지금은 완전히 부활

- 80년대까지 조립산업으로 번영을 누려왔으나 버블붕괴 이후 투자 부족, 엔고 등으로 일시적 쇠퇴하는 것처럼 보였지만 조립산업을 대체할 소재 산업이 부활

◇ 일본 산업의 미래는 산업의 중핵인 철강뿐만 아니라 소재산업에 달려있음

일본‘소재파워’세계 독주

◇ 철강으로 대표되는 일본의 소재파워는 지금 세계에서 독주

◇ 일본기업이 매출의 2% 정도는 연구개발비로 투자하는 것은 업계 표준

◇ 일본은 공동으로 연구개발을 하고 정보를 교류하여 세계 최고 품질의 소재를 만들고 있으며 이는 일본의 ‘산업문화’로 볼 수 있음

고기능 소재의 독점

◇ 대체가 불가능한 고기능 재료의 경우 일본이 거의 독점

- 액정 보호제 역할을 하는 TAC필름은 점유율은 후지필름(80%), 코니카미놀타(20%)로 일본기업이 100% 점유

- 액정용 PVA필름, 위상차필름, 배향막도 100%, 포토마스트 80%, 봉지재 90%, 포토레지스트 70%가 일본기업 생산

- 외국기업이 참여하려 해도 높은 기술 장벽 때문에 진입이 불가능하며 해외에서 생산하지 않기 때문에 제조 레시피 유출될 염려가 없음

◇ 단지 환경·에너지 분야는 비교적 만들기 쉬운 재료에 대해 외국기업이 점유율 확대

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한국 정부는 일본과 협력해야 한다는 인식을 가지고 있으며 일본에 여러 가지 제안도 하고 있음

동아일보는 동일본대지진 이후 1면 톱에 일본말로〈힘내라 일본(がんばれ日本)>을 게재

일본은 한국을 지탱하는 기반이라고 할 수 있는데, 한국의 대기업들의 핵심 소재는 일본 제품임

일본 재료가 없으면 제조를 할 수 없는 한국기업

Upstream분야 Downstream 분야

소재 제조장치 부품·부분품 최종제품

세계시장 점유율 66% 49% 32% 25%

IT 관련 산업에서 일본기업의 세계시장 점유율 사례

액체산소 포토레지스트 (JSR)

포토머스트(凸판인쇄· 대일본인쇄)

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‘IPhone 5’에 들어가는 1,000여개

부품 가운데 40%를 일본에서 공급

애플社의 경우 3년을 품질보증하기 때문에

일본제 이외에는 품질이 3년을 넘지 못하며 3

년 이상 품질을 보증하는 것을 일본제가 유일

아이폰 5에 들어간 주요 일본메이커 부품

03. 미래 산업의 핵심, 소재부품

① 제조현장의 퍼펙트스톰

② 3D 프린팅

③ I oT

④ 빅데이터

퍼펙트스톰 (Perfect Storm)

퍼펙트스톰(Perfect storm) : 위력이 크지 않은 태풍 등이 다른 자연현상과 동시에 발생하면

서 엄청난 파괴력을 갖게 되는 현상

2008년 미국 글로벌 금융 위기 이후 개별적인 여러 악재가 겹치면서 경제가 대공황으로 빠져

드는 상황을 뜻하는 경제 분야 용어로 사용

IoT

3D 프린팅

빅데이터 (AI)

신성장 산업동력

대 응 방 안

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고령화 (생산인구 감소, 숙련공 부족)

가격경쟁력 기반의 주력산업 (반도체, 디스플레이,

자동차, 조선 등) 에너지, 환경 등 인식의 변화

(주력산업 성장에 따른 에너지 증가, 수급불안,

글로벌 환경 규제)

자유무역협정(FTA) (중국과의 FTA로 국내 제조업체의

차별성 확보 시급)

부가가치 하락 (제조산업의 수익성 악화, 고부가가치 창

출 한계)

제조업 위기 (환경의 변화)

우리 제조업은 40년간 국부, 고용, 혁신 창출의 원천 역할을 수행해 왔으나, 급속한 대내·외 환경변

화에 따라 국내 제조업의 국제경쟁력 강화를 위한 새로운 발전 전략을 수립할 시점

제조업의 당면과제

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세계적으로 제조업은 기반산업인 기계산업처럼 기술융합으로 점진적인 진화(메카트로닉스시대에서 ICT Machinery시대)와 발달 ICT융합 제조기술은 아직 초기단계이지만 선진 제조업에서는 ICT Machinery시대에 대비해 제조장비(기계)의 자동화/지능화에

서부터 전주기적 혁신기술로 중무장시킨 스마트공장 구축을 추진 중 • 제조기술과 ICT의 접목으로 하드웨어의 구조변화가 높게 나타나 ICT 기술의 적용가능성이 높은 산업으로 자동차, 기계장비, 플랜

트 등 제조 산업이 예측

제조업 트렌드

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기술 변화에 따른 산업혁명(Industrial Revolution)의 4단계

1차 산업혁명

2차 산업혁명

3차 산업혁명

4차 산업혁명

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3D프린팅 산업 발전 방향

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3D 프린팅 기술의 응용서비스

활용분야 사례 예 활용분야 사례 예

자동차 • 대시보드, 바디

패널 등의 시제품 제작

항공/우주

• 알루미늄 동체 등의 제작

• 무인정찰기 • 주요부품 제작

(보잉)

의료

• 인공 치아나 인공뼈, 인공관절 같은 보형물 제작

건축 • 건축 모형 제작

패션 • 구두 등의 시제

품 견본 엔터테인먼트

• 영화용 캐릭터 제작(리얼스틸의 로봇)

완구 • 완구류 모형 제

작 소비자 가전

• GPS 디바이스 등 각종 소비자 가전 프로토타입 제작

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3D 프린팅의 급속한 성장에 따라 소재의 수요 증가할 것으로 예상되며 기존의 3D프린터에 적합한

고품질 저비용의 소재 제조 기술력 확보 필요

특히, 최근 기술개발이 빠르게 진행되고 있는 금속 소재의 제조 기술력을 가질 경우 이는 높은 진입

장벽으로 작용하여 기술경쟁력 우위 선점 가능

기초기술 기반 확보

소 재 종 류 적 용 제 품 비 고

수지 폴리스틸렌, 나일론, ABS 등 패션, 완구, 시제품 기술개발 완성단계

금속 티타늄, 알루미늄, 코발트, 철 등 금형, 기계부품, 의료 기술개발 초기단계

기타 종이, 목재, 식재료, 고무 등 건축, 음식

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기술 개발 동향

(고부가가치 소재 연구) 3D 프린팅의 소재는 금속분야에 집중되고 있으며, 주로 티타늄합금과 초내

열 합금 등과 같은 고부가가치 소재가 주로 연구되고 있음

(산업용 활용) 수재 소재의 경우 이미 미국, 유럽 등 선진국들의 주도하에 선점되어 있으며 가격도

저하되고 있는 상태

국외 기술 동향

(수입 의존) 장비와 소재를 연계하여 판매하는 산업구조로 인해 대부분 해외 수입에 의존하고 있는

상황으로 활용분야는 다양화되고 있으나 국내 관련 연구 개발은 전무한 상태

(시장 초기 진입) 3D 프린팅 소재를 신성장동력으로 추진 중이나 현재는 소재시장에 진입하는 초기

단계

국내 기술 동향

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‘뽑아낸’ 대저택 3D 프린터 Chef

3D 프린팅의 사례

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기존의 절삭가공, 사출성형 기술 및 대량생산 체제를 보완하고, 공존하는 관점에서 3D프린

터 산업 육성

전통 제조 기술을 대신하기보다는 짧은 Setup 시간, 공구 작동 오차 감소, 생산성 향상의 관

점에서 3D 프린터 기술을 널리 활용

핵심 원천기술 개발과 더불어 소재활용 능력을 선제적으로 확보하여 원천기술 R&D 전략 지원

3D프린터 기술이 매력적이나 많은 한계에 노출되어 있음

장비 산업 규모에 비해 참여 업체수가 과도하게 많은 경쟁하고 있는 상황

소멸된 특허권이 있긴 하나, 성격상 특허의 경계가 모호하여 지적재산권 분쟁의 소지가 잠재

저임금에 기반한 제조 국가의 위상을 약화시킬 수 있는 우려의 소지가 있음

시사점 및 대응방안

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대국민 삶의 질 향상

생활기기 가치창출

사회 현안문제 해소

국민 편의 및 쾌적환경 제공

산업 경쟁력 강화

기존산업의 신 가치창출

개인 IoT 공공 IoT 산업 IoT

부가가치 상승 229+∝

150

고부가가치 서비스 회사로 변신

서비스 사업 점유율 50% 영업이익률 2.5배

주차 중 배출되는

Co2양 10% 감소

주차공간 확보에 낭비되는 시간

7천만 시간 절감

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IoT 세상을 만드는 소재부품

스마트 센서 (Smart Sense)

스마트 액추에이터 (Smart Actuator)

초소형 모터 스마트 디바이스 (Smart Device)

단순히 독립적인 정보를 생산해 내는 센서

가 아닌 프로세서가 내장되어 스스로 판단

하고 정보를 처리할 수 있는 스마트 센서

개발 필수

센서 전문기업은 대부분 중소기업으로 기

술력이 매우 취약한 가운데 대부분의 품목

을 수입에 의존

개인정보보호와 전자결제 서비스를 위한 인증기술,

헬스 센서, 개인 건강 분야의 환경 센서 분야 기술

개발 필요

센서 개발 시 명확한 수요 타겟을 정하고 맞춤형

기능을 구현 할 수 있는 제품 개발에 집중 필요

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IoT 세상을 만드는 소재부품

스마트 센서 (Smart Sense)

스마트 액추에이터 (Smart Actuator)

초소형 모터 스마트 디바이스 (Smart Device)

다품종 소량생산 구조를 갖고 있으며 매우

높은 부가가치를 가지고 있는 신성장 동력

산업으로 스마트 센서와 함께 IoT 기술 개

발의 핵심 요소 기술

주로 형상기업합금, 압전소자, 능동폴리머

재료를 사용하여 검출기능과 액추에이팅

기능을 동시에 가진 디바이스 개발

국내의 경우 분야별 전공자들이 단순한 과제 형태로

연구를 수행하고 있어 국가적 차원에서 제고할

필요가 있음

시장 선점을 위한 경쟁력 확보를 위해 시장의 흐름을

읽고 스마트 액추에이터의 조건 충족을 위한 개발

시급

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IoT 세상을 만드는 소재부품

스마트 센서 (Smart Sense)

스마트 액추에이터 (Smart Actuator)

초소형 모터 스마트 디바이스 (Smart Device)

기존의 직류 모터 구동시스템보다 고내구

성, 저소음, 장수명, 고효율 특성을 구비한

BLCD(Brushless DC) 모터 구동 시스

템 수요 급증

AC 모터 위주의 수요에서 최근 정밀기기

에 사용되는 DC모터로의 수요 증가

수입대체 및 국가경쟁력 확보에 영향을 미칠 수 있는

에너지 절전형 BLDC 개발로 차별화된 제품 개발

필요

응용기기의 시장의 기술추이에 따라 초소형 모터의

핵심부품 공동개발 및 공동마케팅 전략으로 시장

확보

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IoT 세상을 만드는 소재부품

스마트 센서 (Smart Sense)

스마트 액추에이터 (Smart Actuator)

초소형 모터 스마트 디바이스 (Smart Device)

사람과 사물이 네트워크에 연결되는 초연

결 사회의 도래에 따라 다양한 역할을 하는

차세대 스마트 디바이스가 핵심분야로 부

각될 전망

주요 글로벌 기업이 미래 차세대 스마트 디

바이스 추진을 진행하면서 스마트 디바이

스에 탑재되는 핵심부품은 기술 트렌드 변

화, 시장 니즈 요구 등을 빠르게 반영

아이디어의 지속 유입을 위한 개방형 디바이스

생태계 구축이 관건

완만한 경제성장이 기대되는 선진국을 겨냥한

새로운 혁신 제품의 출시를 통해 차별화된

고부가가치 제품 출시

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산학연의 상생 생태계를 적극 조성하여 글로벌 표준 확보에 적극 나서 글로벌 경쟁력 강화

정부의 센서와 관련한 기술 개발과 산업 육성을 위한 정책을 수립하여 산업 적극 지원 필요

보안을 위한 기술적 문제 해결책은 물론 법·제도적인 측면에서도 선제적 육성 및 대비책을 마련하는 등

종합적 해결 방안 시급

IoT 소재부품 분야의 원천기술 미확보로 혁신과 가치창출에 있어 한계 노출 가능성 제기

센서의 경우 중소기업 중심으로 시장이 형성되어 있고, 기술력이 미약하여 글로벌 경쟁력 확

보가 쉽지 않은 상황

안전 위협과 프라이버시 침해 문제 해결이 미흡한 상태

시사점 및 대응방안

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빅데이터 산업의 승자는 더 많은 데이터로 더 많은 지능을 도출하는 자

빅데이터를 통한 다양한 산업 분야의 비용절감 효과 및 생산성 증대 효과를 “산업인터넷 효과”로 정

의하고 미국의 경우 1~1.5%의 국가 생산성 증대를 가져온다고 전망

의료건강 • 매년 $3,300억 가치 • 年~0.7%의 생산성 증가

공공,행정부문(유럽) • 매년 €2,500억 가치 • 年~0.5%의 생산성 증가

개인 위치 정보(글로벌) • 서비스 공급자 매출 $1,000억 이상 • 사용자 혜택은 $7,000억

소매업 • 이윤 60% 증가 가능 • 年0.5~1% 생산성 증가

제조업 • 제품개발비 50% 감소 • 운전자본 7% 절감 가능

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볼보 자동차 프로세스 개선 사례

http://www.i-cio.com/case-studies/volvo-big-data

운행과정에서 발생되는 Data를 본사 분석 시스템에 자동 전송

수집

분석

반영

효과

Big Data 분석을 통해 결함과 소비자의 잠재

Needs 파악

결함 및 잠재 Needs를 개발단계에 반영

기존 50만대 판매 시점에서 발견할 수 있던

결함을 1000대 판매 시점에 발견

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인력 수급 불일치 해소를 위해 직접적인 교육을 통한 신규인력 양성과 더불어 산학협력을 통한 간접적인

양성 병행 필요

정부 차원에서 수요창출을 위한 선도사업 추진 및 모범 사례(Best Practice)를 확보하는 전략 추진 필요

중소중견기업 육성을 위해 빅데이터 생태계 내 기업의 적극적 참여를 보장하고, 시장에서 효과적인 가

치사슬이 구성될 수 있도록 개방형 네트워크 구축 촉진

빅데이터 핵심기술에서 2~4년의 기술격차가 존재해 외국의 솔루션들에 의해 시장이 잠식

당하는 현상 발생 우려

빅데이터 분석전문가, 데이터 관리자 등 고급인력이 크게 부족하고 산업을 체계적으로 지원

할 수 있는 정책안이나 법·제도적 근거 등이 미흡

국내 시장규모가 너무 작고, 수익모델에 대한 우려 등으로 본격적 투자가 이루어지지 않음

시사점 및 대응방안

04. 차세대 소재부품을 위한 제언

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조정권한을 가진 독립추진기구 필요 • 산업부내에 국으로 승격 되었지만 여전히 과단위 역할 • 진흥원이 통합되고 KIAT내에서의 역할 미진하다는 눈길 • 통합연구단을 ThinkTank 및 육성의 중추 역할을 부여

출연硏의 참여와 일정 역할이 필요하고 연계노력 • 플레이어로서 출연硏의 역할이 긴요(독일 & 일본 등) • 로드맵, 기술지원, 정보제공, 정책연구 등 상시활동

소재의 조기 상용화를 위한 특단의 대책 필요 • 대학(공공硏 포함)의 기초연구결과를 최종상품에 적용 • 특별프로그램(예 MATech Pro.)을 가동하여 지속발굴

부품소재육성을 위한 정책연구 및 로드맵이 매우 중요 • 他산업에 둘러싸인 형국견제와 흡입 시도가 빈번

• 소재와 부품의 기술동향과 적용노력이 급격히 변화 • 전문가그룹에 의한 분석과 방향설정이 중요하고 절실

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해외시장 개척을 위한 실효적 노력이 필요

• 그간 다양한 노력을 기울여 왔지만, 실질효과에는 미흡 • FTA체결국을 대상으로 심층분석 및 진출방안을 국별 수립 • 국가별로 전략적 타겟팅을 위한 로드맵 책임전담제

소재에서 완제품 및 시장까지 개발과정을 혁신

• 기술개발 중간단계에서 Stage-Gate를 강력히 도입 • 소재 부품 모듈 완제품 마케팅 일괄개발체제

최근 창출되는 수요에 기민한 대응 필요

• IoT의 수요 급증 센서, 엑튜에이트, 디바이스 등 • 3D프린터 보급활발 금속계 소재, 노즐 등 핵심부품

유관기간간의 연계교류 활성화가 매우 중요

• 산업부, KIAT, KEIT, KITIA 등 유관기관간의 상시 소통 필요 • 특히 기술개발이 함께 움직여야 실질적 효과 • 공적&사적 상시 교류하고 정책발굴을 위한 공동노력

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硏究

開發

끝까지 해야…..硏究 일본의 연구

잘쓰여 져야….開發 에디슨의 개발

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“한국경제는 목줄이 묶인 양쯔강의 가마우지 같다. 목줄(부품산업)이 묶여 생선(완제품)을 삼켜도 곧바로 주인(일본)에게 바치는 구조다.” (일본 경제평론가 고무로 나오키 89년 ) “부품산업이 일천한 한국 산업은 재생할 수 없다. ” (오마에 겐이치 99년)

혁 신 > • 철저한 수탈형 • 수동적 수확형 • 순종적 활동형 • 주인에게 선택

> • 철저한 자립형 • 능동적 수확형 • 협동적 활동형 • 우수종자 선택

부품소재, 작지만 강한

국가경쟁력의 원천!

李德根

dkleeldk56@gmail.com