중소기업의 스마트팩토리 구축 사례 및 경영성과 연구 = A Study on the Cases of Smart Factories by SMEs and on Their Business Performance

국문 초록 (Abstract)

2019년 11월 중국에서 최초 보고된 COVID-19는 사회의 변화뿐 아니라 제조업의 제조방식의 패러다임 전환을 가속화하고 있다. 이는 코로나 이후를 대비하는 기업들 사이에서 사무실 또는 생산 현장에서 비대면이라는 새로운 작업환경의 확산이 스마트팩토리 도입 및 구축에 관한 관심으로 나타나고 있다. 즉, 빅데이터, AI, 로보틱스, IOT, 사이버 물리 시스템 등을 활용해 생산공정 또는 작업환경을 개선하여 더 효율적인 작업환경 구축하려는 노력이 잇따르고 있다. 5G 인터넷, 모바일 등 4차산업을 연결하는 핵심기술이 획기적으로 발전하면서 스마트팩토리는 산업 간의 융합과 생산성에서 그만큼 높아졌기 때문이다. 따라서 스마트팩토리를 도입한 기업과 도입하지 않은 기업과의 생산성의 격차도 커질 수밖에 없다.
따라서 중소기업의 경쟁력을 확보하기 위해서는 혁신이 필요하며, 혁신은 4차 산업혁명을 통한 빠른 스마트팩토리 도입과 적용이라 하겠다. 그러나 중소기업은 인력, 자금, 설비, 인식 부족 등 여러 요인으로 인하여 스마트팩토리 도입을 망설이고 있는 것으로 보인다.
본 연구에서는 스마트팩토리 도입에 대한 선행연구와 경영성과에 대한 선행연구 및 적용사례를 살펴보고, 이를 통해 스마트팩토리 도입이 중소기업의 경쟁력 향상에 도움이 된다는 것을 도출하여 중소기업에서 빠른 스마트팩토리 도입이 이루어지기를 바라는 데 중점을 두고 있다.
이러한 연구 결과는 다음과 같은 시사점을 갖는다. 스마트팩토리 구축을 위해서는 첫째, 기업의 현재 위치를 정확히 파악해야 한다. 즉 기업에 적합한 목표을 설정하고 그 목표 달성을 위하여 미진한 부분 및 부족한 부분을 검토한 후에 그에 맞는 시스템을 구축해야 보다 확실한 효과를 거둘 수 있다. 둘째, CEO의 의지가 중요하다. 스마트팩토리 구축은 근로자로서는 새로운 업무이며, 구축하는 동안의 업무의 과중이 생기기 마련이다. 따라서 CEO는 스마트팩토리가 회사가 나아갈 방향이란 공감대를 모든 근로자와 공유하고 이끌어 나갈 의지가 필요하다. 셋째, 스마트팩토리 도입은 속도전, 장기전으로 가야 한다. 스마트팩토리는 2014년 시범 사업을 시작한 이후 2022년까지 3만 개의 보급을 목표로 정부에서 추진하고 있지만 도입에 실패한 기업도 많이 생기고 있다. 이는 스마트팩토리 구축할 때 회사의 사정을 인식하지 못하고 과도하게 설계하여 구축에 오랜 시간을 허비하는 경우가 대부분이다. 또한 구축 이후에는 시스템의 불안정, 운영인력의 부족, 시스템에 대한 교육 부재, 적용의 어려움 등이 생길 수 있다. 이는 장기적으로 교육, 개선, 인력 수급 등으로 개선하여 나아가야 성공할 수 있다. 넷째, 스마트팩토리는 단계별로 구축을 목표로 하여야 한다. 기초단계의 스마트팩토리는 모든 자료를 데이터화 하는 과정과 같다. 단계가 높을수록 4차 산업혁명에서 보여주는 기반기술이 접목되어 자동화를 이룩할 수 있으며 이는 선도국과의 기술수준 차이 극복하는 방법이고 경쟁력이 될 것이다. 따라서 장기적인 관점에서 스마트팩토리 구축을 계획하고 나가기를 바란다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1.1 연구의 배경 및 목적 1
• 1.2 연구의 방법 및 범위 3
• Ⅱ. 이론적 배경 5
• 2.1 스마트팩토리에 관한 일반적 고찰 5
• 2.1.1 4차 산업혁명의 개념과 특징 5
• 2.1.1.1 4차 산업혁명의 개념 5
• 2.1.1.2 4차 산업혁명의 특징과 기반기술 7
• 2.1.1.3 4차 산업혁명의 대응 현황 9
• 2.1.2 스마트팩토리의 개념과 특징 13
• 2.1.2.1 스마트팩토리의 개념 13
• 2.1.2.2 스마트팩토리의 특징 16
• 2.2. 스마트팩토리 관련 기술 및 필요성 17
• 2.2.1 스마트팩토리의 기반 기술 17
• 2.2.1.1 사이버 물리 시스템(CPS) 17
• 2.2.1.2 로보틱스(Robotics) 18
• 2.2.1.3 3D프린팅(3D Printing) 20
• 2.2.1.4 IoT (Internet of Things) 21
• 2.2.1.5 모바일(Mobile) 22
• 2.2.1.6 빅데이터(Big Data) 22
• 2.2.1.7 스마트 센서 (Smart Sensor) 23
• 2.2.1.8 클라우드(Cloud) 24
• 2.2.2 스마트팩토리의 필요성 25
• Ⅲ. 스마트팩토리 구축 및 성과에 대한 사례 연구 27
• 3.1 스마트팩토리 구축 관련 선행연구 27
• 3.2 스마트팩토리 성과 관련 선행연구 29
• 3.2.1 재무적 성과 31
• 3.2.2 비재무적 성과 31
• 3.3 스마트팩토리 구축 및 성과 관련 사례 32
• 3.3.1 LS산전 33
• 3.3.2 포스코 34
• 3.3.3 새한진공열처리 36
• 3.3.4 동양피스톤 38
• 3.3.5 워랜텍 39
• 3.3.5.1 도입의 필요성 40
• 3.3.5.2 도입의 목적 41
• 3.3.5.3 스마트팩토리 구축 추진전략 42
• 3.3.5.4 스마트팩토리 도입의 기대효과 43
• 3.3.5.5 스마트팩토리 도입 후 성과 45
• 3.3.6 알에프메디칼 46
• 3.3.6.1 도입의 필요성 46
• 3.3.6.2 스마트팩토리 구축 추진전략 47
• 3.3.6.3 스마트팩토리 도입 후 성과 48
• 3.3.7 마이크로엔엑스 48
• 3.3.7.1 도입의 필요성 49
• 3.3.7.2 스마트팩토리 구축 후 업무개선 내역 49
• 3.3.7.3 스마트팩토리 도입 후 성과 50
• 3.3.7 한미케이블(주) 화성공장 51
• 3.3.7.1 도입의 필요성 51
• 3.3.7.2 스마트팩토리 구축 추진전략 51
• 3.3.7.3 스마트팩토리 구축 후 업무개선 내역 52
• 3.3.7.4 스마트팩토리 구축 후 성과 55
• 3.3.8 ㈜모산에프에스 58
• 3.3.8.1 추진 배경 58
• 3.3.8.2 AI 스마트팩토리 구축 60
• 3.3.8.3 AI 스마트팩토리 구축 성과 62
• 3.3.9 한국인삼공사 63
• 3.3.10 그 외 기업들 66
• 3.3.10.1 동아연필(주) 65
• 3.3.10.2 ㈜비츠로넥스텍 67
• 3.3.10.3 한중엔시에스 68
• 3.3.10.4 새한주식회사 69
• 3.3.10.5 풍림파마텍 70
• Ⅳ. 결론 72
• 4.1 연구 결과 및 시사점 72
• 4.2 연구의 한계 및 향후 연구 제언 78
• 참 고 문 헌 80
• ABSTRACT 86