[2016.10]“제 4차 산업혁명” 1부, 프롤로그

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​“제 4차 산업혁명” 1부, 프롤로그

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1,2차 산업혁명은 증기기관과 전력에너지를 개발하고 에너지 이용효율을 높여 인간 세상을 풍요롭게 하였다면 3차 산업혁명은 가상세상을 만들어 공간과 시간을 빠르게 넘나드는 초고속 정보사회를 만들었다. 4차 산업혁명은 1,2,3차 산업혁명을 기반으로 만들어진 물리세계와 가상세계를 융합한 초연결, 초지능 시대가 도래할 것이다.
사물인터넷, Cyber-Physical System, 빅데이터, 인공지능 기술은 4차 산업혁명의 기반기술이다. 인공지능(AI)은 2030년쯤 인간의 지능을 넘어서는 특이점(싱귤레러티)을 지나갈 것으로 전망한다. 향후 10~20년에 미국 고용자의 47%의 일자리는 기계로 대체될 위험성이 높을 것으로 예측한다.

​1,2,3차 산업혁명에 의해 국가경쟁력의 선발과 후발이 갈라졌다. 4차 산업혁명으로 인해 국가간 세력판도가 재편성될 것이다. 제조업 자국생산력이 강화되면 수출비중이 높은 우리나라에 큰 타격이 올 것이다.
이렇게 4차 산업혁명은 개인과 국가, 사회와 경제 등 삶의 전반에 충격을 예고하며 우리 앞으로 다가오고 있다. 두뇌와 몸은 대체해도 감성영역은 인간을 대체할 수 없는 마지막 보루이다. 우리 삶을 더욱 풍요롭고 빈부의 격차를 보다 줄이는 4차 산업혁명 물결이 되도록 만들어야 할 인류의 과제가 우리 앞에 놓여있다.

​이미 부분적으로 4차 산업혁명의 초입에 들어섰고 미래 사회에 대한 거대담론이 시작되었다. 과거 1,2,3차 산업혁명에 비해 그 충격이 가볍지 않다. 패러다임의 변곡점에 서 있는 제 4차 산업혁명! 그 의미와 충격, 그리고 대응을 몇 차례로 나누어 알아본다.

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4차 산업혁명의 거대 물결
1784년 1차 산업혁명의 동력은 증기기관, 19세기 2차는 전력에너지, 1960년대 3차는 정보기술(IT)이라 한다면 4차 산업혁명의 동력은 ICBA(IOT, CPS, Big Data, AI)의 융합으로 집약할 수 있다. 3차 산업이 인간과 인간 사이의 정보혁명을 일으켰다면 4차 산업혁명은 인간과 사물, 사물과 사물 사이의 제2차 정보혁명을 예고한다. 인터넷과 이동통신이 공진화하여 영역 간 경계가 무너지고 인공지능이 보편화되는 초연결, 초지능의 시대
가 된다. 그러므로 4차 산업혁명을 한마디로 말하라면 두뇌와 지구라는 공간의 한계를 돌파하는 것이 된다.

물리적 행성(제1지구)이 인터넷의 확산에 의해 사이버 행성(제2지구)을 낳고 사람•사물•공간 초연결, 초지능에 의해 디지털 행성(제3지구)이 태어날 것이다. 인공지능은 노동의 일부가 아닌 인간의 모든 능력을 대체하는 지능혁명으로 치닫게 되는 것이다.

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4차 산업혁명의 미래

​독일 경제학자 클라우스 슈밥은 2015년 ‘Foreign Affairs’ 12월 12일자에 기고한 에세이에서 4차 산업혁명을 언급하였다. 슈밥은 ‘4차 산업혁명은 3차 산업혁명이 창출한 디지털 세계와 기존의 물리적‧생물학적 영역의 경계를 허무는 기술융합에 의해 전개될 것이다.’라고 주장하였다. 디지털 세계와 물리적 영역이 통합된 것을 가상물리시스템(Cyber-Physical System)이라고 한다. 이미 4차 산업혁명으로 새로운 공간이 탄생한 것이다.
슈밥은 2016년 1월 세계경제포럼(다보스포럼)에서 4차 산업혁명을 국제적 쟁점으로 부각시켰다. 세계미래포럼은 ‘미래고용보고서’에서 4차 산업혁명으로 향후 5년간 선진국 및 신흥시장 15개국에서 200만개의 일자리가 창출되고 710만개의 일자리가 사라질 것으로 전망했다. 4차 산업혁명이 진행되면 수십 억 명이 네트워크로 연결되고 그 핵심기술로 인공지능, 로봇공학, 사물인터넷, 자율주행차, 3D프린팅, 나노기술, 생명공학기술, 재료공학, 에너지저장기술, 양자컴퓨터 등 10가지를 꼽았다. ​양자컴퓨터를 제외한 나머지는 이미 산업화하고 있는 분야이다.

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참고 : 4차 산업혁명
슈밥은 제4차 산업혁명을 수십 억 인구가 모바일 기기로 연결되어 유례없는 저장 및 처리 능력과 지식에 접근성을 가지게 될 때 발생하는 무한한 가능성, 혹은 인공지능(AI), 로봇공학, 사물인터넷(IoT), 자율주행 자동차, 3D 프린팅, 나노기술, 생명공학, 재료공학, 에너지 저장기술, 퀀텀 컴퓨팅,
드론 등 폭넓은 분야에서 새롭게 부상하는 과학기술의 약진을 통해 이뤄지는 융합으로 정의했다.

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인공지능과 싱귤레러티
현재의 인공지능은 개와 고양이를 구별한다. 10년 전까지는 불가능했다. 이른바 Cognitive Computing을 하는 딥러닝이 가능해졌기 때문이다. 앞으로 사물의 통합, 데이터의 통합에 따라 더 많은 학습을 축적하게 되면 점차 인간의 지능을 추월하는 특이점(*싱귤레러티, Singularity)을 돌파할 것이다.
*싱귤레러티란 질적 도약이 생기는 특정 시점을 뜻한다. 인공지능이 인간지능을 넘어서는 역사적 기점을 의미하는 용어이기도 하다.
인공지능 기술개발에 25년 걸린 시간은 4차 산업혁명이라 하지 않는다. 돈을 벌기 시작한 시점을 4차 산업혁명의 경제적 의미에서 시작이라 한다면 영국의 인공지능기업 ‘딥마인드’가 구글에 인수된 시점을 전후로 4차 산업혁명이 시작되었다고 할 수 있을 것이다.
인공지능이 거래가 이루어지는 시점에서부터 인공지능이 인간지능을 추월하는 싱귤레러티 까지 과연 4차 산업혁명은 어떠한 모습으로 전개될 것인지 우선 미국, 독일, 일본, 중국 등 주요 국가의 움직임을 통해 알아보고자 한다.

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제조업의 디지털화
세계경제는 이미 저성장 뉴노멀 국면에 접어들었다. 중국의 경제성장률이 7% 이하를 달리고 우리나라는 아직 개발도상국임에도 불구하고 선진국의 3% 이하 수준에 이미 들어섰다. 이런 상태가 지속되는 것이 저성장 뉴노멀이다.
비슷한 사정을 겪고 있어 위기라 인식한 미국, 독일, 유럽, 중국, 일본 등 국가들은 각자의 국가혁신전략을 추진하고 있다. 이들 선진국들은 2011년 이후 후발개도국의 추격으로 위상이 낮아진 제조업의 혁신을 통해 위기로부터 탈출을 시도하려는 현실적 대안으로 국가차원의 혁신전략을 시작하게 되었다.

​이른바 제4차 산업혁명이다. 미래의 청사진은 지난 1,2,3차 산업혁명으로 도달한 현재의 수준을 훨씬 뛰어넘어 4차산업혁명이라 새로이 지칭하게 된다. 혹자는 지금 지구촌에서 일고 있는 혁신은 아직 3차 산업혁명의 일환으로 진행 중이고 그 연장선이라고 말하기도 한다.
각국이 제4차 산업혁명이 만들어가는 거대한 변화물결은 우선 제조업의 디지털화를 통해 산업전반에 디지털기술(로봇, 사물인터넷, 3D프린팅, 빅데이터, 클라우드컴퓨팅 등)을 응용하고 전통 제조업을 한 단계 진화시키고자 하는 것이다.
미국은 10억달러의 예산을 배정해 “국가 제조업 혁신네트워크” (NNMI: National Network of Manufacturing Innovation)를 발족하여 첨단 제조기술과 공정을 개발 중이다. 중국도 2015년부터 첨단 제조기술 확보를 위해 “Made in China 2025” 전략을 추진하고, 일본도 경쟁국들의 발 빠른 움직임에 자극을 받아 2015년 6월 미쯔비시 등 30개 기업이 참여하는 “Industrial Value Chain Initiative”를 발족한 바 있다. 유럽은 독일을 필두로 하는 스마트공장을 비롯하여 약 30개 국가들이 자동차, 항공우주, 헬스케어, 에너지 분야에 디지털기술을 접목, 제조업 혁신을 추진 중에 있다.
4차 산업혁명을 부르는 이름이 각기 다르다. 미국은 ‘첨단 제조업 혁신’이라 지칭하고, 독일은 ‘인더스트리4.0’, 유럽연합은 ‘제조업 디지털화’이라 표현하기도 한다. 일본은 IoT, 빅데이터, AI, 로봇에 의한 신사회 변혁을 ‘제 4차 산업혁명’으로 명명하고 있다. 우리나라에서는 ‘제조업3.0’으로 부르기도 한다. 종합하여 4차 산업혁명의 내용이 ‘첨단제조(Advanced Manufacturing)’이라 해석할 수 있겠다.
그러나 제4차 산업혁명은 그 진앙지와 파급 범주가 제조업에 국한하지 않는다. 이른바 ICBA(IoT, Cloud, Big Data, AI)를 핵심기반기술로 활용하는 경제, 사회, 문화 영역으로 점차 확대되어 갈 것이다.

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​독일의 인더스트리 4.0
2015년 4월 독일 하노버 산업박람회가 열렸다. 오바마 대통령도 참석하였고 메르켈 총리는 이 자리에서 ‘인더스트리4.0을 미래 독일, 나아가 미래 세계를 만들어 갈 핵심 키워드’라고 선언했다. 지멘스는 자동차생산라인에서 인더스트리 4.0을 연출하여 크게 주목을 받았다. 이 제조라인의 흐름은 확연히 달랐다. 사물인터넷을 통해 차체가 로봇과 가까워지면 로봇에게 작업을 지시한다. 고객에게 주문을 받는 순간 부품 납품업자에게 자동 발주되고 라인에 투입된 부품과 제조장치의 소통을 통해 입력된 공정순서에 따라 최적 생산되는 것이다. 종래 로봇에 작업순서를 기억시키는 것과는 전혀 다른 방식이다.
이러한 인더스트리4.0의 스마트공장이 실현되면 재고율 감소, 저비용 다품종 소량생산, 가동률이 낮은 공장 활용 등 사회 전체의 생산성이 향상되어 자원도 절약하는 효과를 가져온다. 인더스트리4.0은 2011년 독일 정부가 제조업의 차세대 혁신을 위해 내세운 산관학 프로젝트다. 공장 내외의
자원조달에서부터 설계, 생산, 유통, 서비스 등 기업의 공급사슬을 모두 인터넷으로 연결해 새로운 가치와 비즈니스모델을 창출하는 연결된 공장을 추구한다.

​스마트폰과 같이 전화, 카메라, 비디오, 앱 기능이 일체화 되듯이 인더스트리4.0은 SCM, CRM, PLM, CAE 등의 시스템을 통합하기 때문에 스마트공장이라고도 한다. 독일 내 모든 생산설비, 제품, 부품에 ID를 부여하고 인터넷을 연결하여 나라 전체를 하나의 가상공장화 하는 야심 찬 프로젝트인 것이다. 2025년까지 독일 내에서만 약 1,000조원의 경제효과를 기대한다고 한다.

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​미국의 첨단 제조업 혁신

​2011년 미국 대통령 과학기술자문위원회의 제언에 따라 오바마 대통령은 ‘첨단 제조업 파트너십(AMP:Advanced Manufacturing Partnership)’을 출범시켰다. 2012년 3월 미국의 오바마 대통령은 버지니아 주의 롤스로이스 공장에서 “10억 달러를 투자하여 제조업 혁신센터를 15개 신설하고, 이들을 연결하여 국가적인 제조업 혁신 네트워크(NNMI: National Network of Manufacturing Innovation)를 구축하겠다”는 계획을 발표하였다.
NNMI는 산업체가 당면한 문제의 해결책을 산업계와 학계가 공동으로 연구하는 협력체이다. 이는 특정 주제의 제조업혁신센터(MII: Manufacturing Innovation Institute)들로 이루어져 있다. 현재까지 7개의 MII가 설립되었고 앞으로 2개가 준비되고 있다.
AMP 운영위원회는 NNMI의 활동을 평가한다. 그 평가한 결과를 백악관의 과학기술정책실(OSTP: Office of Science and Technology Policy)를 통하여 60일 안에 오바마 대통령에게 그 실천방안이 보고될 예정이다.
이러한 노력은 사실 미국 제조업의 위기에서 시작되었다. 연간소득에서 제조업이 차지하는 비율, 관련업계에 종사하는 인력규모 등의 단순한 통계치를 넘어 미국이 양질의 제품을 생산하고 판매할 수 있는 능력자체가 악화되었기 때문이다.
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유럽의 제조업 디지털화

​유럽에는 200만개의 제조업 기업들이 3,300만개의 일자리를 창출하고 수출의 80%를 담당하고 있다. 그러나 2008년 글로벌 금융위기 이후 제조업 일자리는 350만 개가 감소하였고, 미국의 첨단 제조업과 신흥국의 가격 경쟁력에 치여 글로벌 시장에서 입지가 좁아지고 있다.

​유럽은 자동차, 제조로봇, 통신장비 등 디지털화를 위한 제반 여건은 이미 조성되어있으나 디지털기술을 산업전반에 응용, 접목하지 못하는 현실문제를 안고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 유럽은 EU차원에서 제조업의 디지털화를 위한 유럽연합 전략을 4가지 역점사업으로 추진하고 있다.

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①디지털혁신센터의 구축: 모든 제조업체들이 디지털 기술에 접근이 용이하도록 국가, 지역 단위로 디지털혁신센터구축
②민간협력 구축: 자동차, 항공우주, 헬스케어 등 제조업과 엔지니어링 분야 민관협력을 통해 디지털산업 플랫폼 주도권 확보
③디지털기술 교육과 훈련: 디지털시대에 적합한 인력양성
④관련 법률 정비: 스마트공장 확산을 위해 자동화시스템 안전, 책임 등 법률체제 정비

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​유럽연합은 제조업 디지털화를 위해 2021년까지 500억 유로를 지원 예정인데 이는 유럽 전체 투자의 일부로서 독일은 독자적으로 매년 500억 유로를 투자한다. 제조업 디지털화 성공시 EU GDP의 제조업 비중이 2020년 20%(2016년 16%)로 확대될 것으로 기대하고 있다.

​PwC, 보스톤컨설팅그룹은 ‘제조업 디지털화로 EU 제조업 규모는 향후 5년간 매년 1,100억 유로씩 증가할 것’으로 전망했다. 현재는 제조업 혁신전략이 국가별 지역별로 추진되고 있지만 앞으로 EU국가들 간에 정책연계가 강화되면 시너지 효과와 함께 규모의 경제가 실현될 것으로 전망된다.
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우리나라 4차 산업혁명의 태동
지난 8월에 열린 우리나라 과학기술전략회의에서 9대 국가전략 프로젝트를 선정하였다. 경제현실과 4차 산업혁명 시대를 맞이하여 새로운 성장동력 확보 5개 과제, 삶의 질 제고 4개 과제를 수행하는 데 약 1조6천억원(민간투자 6,152억원 별도)이 소요될 것으로 보인다.
성장동력 확보 5개 과제는 자율주행차, 경량소재, 스마트시티, 인공지능, 가상증강현실 이고, 삶의 질 향상 4개 과제를 정밀의료, 신약, 탄소자원화, 미세먼지 이다.

​이 9대 과제는 스마트공장, 제조업3.0, 인더스트리4.0 등으로 불리는 주요국의 첨단제조업 중심의 국가혁신전략과 비교하는 것은 다소 무리이다. 그러나 우리나라는 아직 국가차원의 4차 산업혁명에 대한 논의가 본격 시작되는 단계는 아니다. 국회의 4차 산업혁명포럼, 대기업의 제조혁신 노력, 벤처기업의 도전 등 개별 주체 중심의 활동이 진행되고 있어 국가의 역량을 재구축하는 노력이 필요하다.

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맺음말
주요국 국가혁신전략과 민간의 4차 산업혁명 패러다임주도권 확보를 위한 노력은 이미 불이 붙었다. 1,2,3차 산업혁명은 영국, 미국, 독일, 일본이 주도했다. 4차 산업혁명은 중국의 약진이 두드러지는 변수로 등장하여 미래 예측을 어렵게 한다.
선진국의 제조업 부활과 중국의 제조 강국으로의 변모로 수입대체가 광범위하게 일어나게 되면 우리나라에 악영향을 미치게 된다. 그러나 4차 산업혁명은 우리나라가 앞선 디지털기술의 토대를 잘 활용하면 선진국진입의 기회로 삼을 수 있다.
창조주는 인간을 만들고 인간은 인공지능을 만들었다. 인간의 노동 시간이 줄어들고도 높은 부가가치를 생산하고 인간두뇌 능력의 한계를 보완해 준다면 착한 인공지능이 된다. 그러나 일자리를 앗아가고 소득양극화를 부추긴다면 간다면 나쁜 인공지능이 된다. 더욱 풍요롭고 빈부격차를 줄이고 기아와 질병으로부터 벗어나게 하는 것이 4차 산업혁명의 미래가 되도록 해야 한다. 인간의 감성과 지혜가 더욱 빛을 발할 시점이다. 중세 르네상스가 인간의 존엄성을 회복하는 운동이었다면 4차 산업혁명은 인간의 창조성을 더욱 고양하는 창조 르네상스의 시대를 맞이 하도록 해야 할 것이다.

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참고자료
•4차 산업혁명의 충격 - 클라우스 슈밥 외 26인 지음
•제 4차 산업혁명 - 하원규, 최남희 지음
•산업혁명 현장을 가다 - SeriCEO
•4차 산업혁명, 새로운 미래의 물결 - 김인숙, 남유선 지음
•4차 산업혁명과 제2의 벤처신화 - 이동복/티비허브 대표
•4차 산업혁명 미래보고서 – 산업연구원/국가미래연구원
•4차 산업혁명(인더스트리4.0)은 무엇인가? - 최동석
•4차 산업혁명은 데이터 혁명이다 – 이민화/매일경제 컬럼
•제 4차 산업혁명과 인문고전 - 이영/여성벤처기업협회 회장
•4차 산업혁명은 인문학적 상상력을 가진 과학자가 주도 - 한국연구재단
•4차 산업혁명의 빛과 그림자 – 이인식/매일경제과학컬럼
•4차 산업혁명과 세계화 시대의 종언 – 김용삼/미래한국편집장