1. 인더스트리 5.0 (Industry 5.0)의 개요
(1) 인더스트리 5.0까지의 발전 과정
(2) 인더스트리 5.0의 개념 및 범주
| 개념 | 인더스트리 4.0에 기초하여 인간 중심, 지속 가능성 및 탄력성 기반 생산 시스템의 자동화/협업을 통해 유연하고 지속가능한 인간 중심의 산업 혁신 패러다임 | |
|---|---|---|
| 범주 | ① 개별화된 인간-기계의 상호 작용 ② 생물에서 영감 받은 기술 ,스마트 재료 ③ 디지털트윈 및 시뮬레이션 | ④ 데이터 전송, 저장 및 분석 기술 ⑤ 인공 지능(AI) ⑥ 에너지 효율성, 재생 에너지, 저장 기술 |
- 인더스트리 5.0은 기존 인더스트리4.0에 인간을 중심으로 두는 개념이며, 인간 중심(Human Centric), 지속 가능성(Sustainable) 및 탄력성(Resilient) 기반 스마트 팩토리 등 산업 패러다임의 전환을 의미
2. 인더스트리 5.0 스마트 팩토리의 기반/핵심 기술
| 기반 | 핵심 기술 | 역할 |
|---|---|---|
| 디지털 트윈 | 드론/GIS 기반 생산 환경 3D 모델링 | – 물리자산의 디지털화로 가상 세계 3D 모델링 – 디지털 스레드, 메타버스, 디지털 사물 설계 |
| 엣지컴퓨팅 기반 공정 데이터 수집/분석 | – 마모도, 불량률 등 현실세계 공정 데이터 수집 – 센서, 액추에이터, 컨트롤러, PLC, Modbus | |
| 시뮬레이션 기반 생산 예측/최적화 | – 현실/가상 세계를 연결한 테스트 및 시뮬레이션 – VR/AR, 양방향 전달, 시뮬레이션 공정 제어 | |
| 인공 지능 (AI) | 머신 비전 기술 | – 카메라를 이용하여 공정 간 결함 추적, 불량 검출 – 컴퓨터 비전, 영상 분할, 특징 추출, 최소 신장 트리 |
| 지능형 설비 기술 | – 생산 현장에서 발생한 상황 대처를 자동화 – 공정 목적을 자율적으로 인지/판단/제어 | |
| 공정 이상탐지 기술 | – 제품생산 과정에서 이상 작동과 이상 상황 발생 시 불량, 품질 저하 요인 자동 탐지 | |
| 지능형 실감 작업 인터렉션 가이드 | – 작업자의 작업 숙련도 향상 위한 AR/VR/XR 기술 – 작업 학습시간 단축, 제품 수율 향상에 기여 | |
| 스마트 작업대 기술 | – 안전한 작업 환경과 역할에 맞는 맞춤형 작업 할당 – 작업자의 생산성 향상, 노동 피로도 감소에 기여 | |
| 제너레이티브 디자인 기술 | – 생성형AI 기반 고객 요구에 적합한 제품 생성/추천 – 전체 프로세스에 적용하여 설계 비용 절감 | |
| IoT | IoT 센서 기반 공정 분석/제어 기술 | – 생산 환경 변화, 재고 현황 등을 센서를 통해 감지 – 엣지 컴퓨팅 기반 센서 단계 분석과 제어 기능 수행 |
| IoT 네트워크 기반 팩토리 플랫폼 전송 기술 | – 센서를 유무선 통신 기술을 통해 연결하는 인프라 – 5G 이동통신 기반 초저지연, 초고속, 초연결 | |
| IoT 플랫폼 기반 공정 기술 | – 수집된 공정 데이터를 통합-분석-처리-시각화 – 공장 내 App 연동, 디바이스-작업자 유기적 연결 | |
| OT 보안 기술 | – 데이터 유출 및 불법 침입 방지 위해 5단계로 구분 – 현장장치, 공정제어, 공정통제, 생산관리, 전사관리 | |
| 로봇 | 협동 로봇 | – 국제안전기술 규격(ISO15066)에 따라 사람과 협업 – MEMS, 부품 패턴인식, 6DOF 관절, 컴퓨터비전 |
| 인공지능 기반 휴머노이드 로봇 | – 인간과 능동적 협업 및 자율 작업이 가능한 로봇 – 생성형AI, 완전자율주행, 인간행동 모방, 지도학습 |
- 인더스트리 5.0 기반 스마트팩토리 기술 공급 업체는 해외의 경우, 지멘스, 로크웰, 허니웰, ABB 등 공장자동화 솔루션 기업 및 SAP, ORACLE, CISCO 등 IT기업이 스마트팩토리 기술 공급 중 이며, 국내의 경우, 삼성SDS 인텔리전트팩토리 플랫폼, LGCNS 버츄얼 팩토리, SK(주) C&C 디지털 팩토리 등 IT 서비스 기업 중심 스마트팩토리 기술 공급 중
3. 인더스트리 5.0 기반 스마트 팩토리 사례
| 구분 | 스마트 팩토리 사례 | 적용 대상 및 효과 |
|---|---|---|
| 국내 사례 | 반도체 패키징 라인 무인화 (삼성전자 반도체 공장) | – 웨이퍼 이송장치, 리프트 설비 완전 자동화 – 생산통합 모니터링 기반 인력 효율화 |
| 생산 시설 완전 자동화 (LG전자 스마트파크) | – 디지털트윈 및 AI, 빅데이터 디지털 기술적용 – 라인 상황 예측, 고장 예방, 불량률 감소 | |
| 해외 사례 | 공정 완전 자동화/최적화 (테슬라 기가 팩토리) | – 공정 완전 자동화/최적화, 공장 공간 최적 설계 – 대부분의 공정은 로봇 수행, 사람은 검수만 수행 |
| 설비 자동화, 실시간 모니터링 (지멘스 암베르크 공장) | – 디지털트윈 기반 가상 제품 생산 시뮬레이션 – 제품 개발 및 생산 시간 획기적 절감, 불량 개선 |
- 탈세계화 가속화에 따른 공장 온쇼어링 트렌드와 인구 감소, 대규모 언어 모델(LLM) 등 인공지능과 로봇의 발전에 따른 인더스트리 5.0 기반 스마트 팩토리 도입이 빠르게 확산될 것으로 전망됨
[참고]
- 정보통신기획평가원(IITP), Industry 5.0 : 스마트 팩토리 주요 기술 동향
- 한국산업기술진흥원(KIAT), 인더스트리 5.0 (Industry 5.0)
- 정보통신전략위원회, 디지털 트윈 활성화 전략