2008년 글로벌 금융 위기 이후, 전통적인 제조업 강국들은 제조업 부흥을 위해 노력하고 있다. 이와 같은 노력의 일환으로 많은 국가들이 스마트팩토리의 도입과 확산을 중요한 산업 정책으로 택하고 있다. 이에 따라 각국 정부는 스마트팩토리 참조모델을 만들어 기업들 ...

2008년 글로벌 금융 위기 이후, 전통적인 제조업 강국들은 제조업 부흥을 위해 노력하고 있다. 이와 같은 노력의 일환으로 많은 국가들이 스마트팩토리의 도입과 확산을 중요한 산업 정책으로 택하고 있다. 이에 따라 각국 정부는 스마트팩토리 참조모델을 만들어 기업들에게 제시하고 이를 따르도록 하고 있다. 한국정부도 2014년 산업별 한국형 스마트팩토리 참조 모델을 발표하고 기업들이 이를 채택하도록 독려하여 왔다.

본 연구의 목적은 해외 스마트팩토리 참조모델과의 국제적 비교를 통해 한국 스마트팩토리 모델의 이론적 바탕을 검증하고 기업 경영성과에 대한 영향을 실증 분석하여 보완점을 찾아냄으로써 한국형 모델의 완결성을 높이고자 하는 것이다. 이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 연구는 두 가지 방향으로 수행되었다. 먼저 스마트 팩토리 모델의 국제적 비교를 통하여 한국 모델의 벤치마킹 대상을 정하고 한국기업에 적용가능한 구성요소를 도출하였다. 두 번째로 앞서 도출한 구성요소가 한국기업(경상남도 소재)의 경영성과에 미치는 영향을 실증 분석하여 살펴보았다. 이를 통해 한국 모델이 보완하여할 요소에 대한 시사점을 얻고자 하였다.

스마트팩토리 모델의 국제적 비교는 독일 RAMI4.0, 미국 IIRA, 한국 스마트팩토리 3.1을 대상으로 하였다. 이 연구는 주로 문헌 연구로서 국내외 논문 및 각 정부의 정책 자료를 분석하여 그 특징을 비교하였다.

실증분석은 한국의 제조업 클러스터(경상남도)에 소재한 스마트팩토리 추진 기업 96개사를 대상으로 실행되었다. 실증분석에서는 기업의 내부역량 및 외부환경과 기업 경영성과 간 상관관계에 있어서 스마트팩토리 요소의 조절효과를 검증하였다. 이 연구모형에서의 종속변수인 기업경영성과는 균형성과지표인 재무, 고객, 프로세스 및 학습 성과로 설정하였다.
본 연구의 결과는 다음의 4가지로 요약될 수 있다. 첫째 한국 참조모델은 다른 해외모델과 달리 근거 표준이 불분명하여 상호운영성이 제한적이다. 둘째 한국 모델에는 경영학적 관점이 반영되지 않아 공학적인 공장 자동화의 확장단계에 머물러 있다. 즉, 가치흐름, 수명주기, 데이터 통합 등의 개념이 설명되지 않고 있다. 셋째 한국 스마트 팩토리 참조모델은 미국 IIRA보다는 독일 Rami4.0과의 상호보완성이 커다는 결론을 도출하였다. 이에 따라 분석 기준이 될 스마트팩토리 요소로 수평통합, 수직통합 및 IT축 통합 등 세 가지로 정하였다. 넷째, 이와 같은 요소들의 조절효과는 기기 간 통합인 수직통합에서 통계적으로 가장 뚜렷하게 나타났다. 반면, 수평통합과 IT축 연결요소의 조절 효과는 분명하지 않았다.

성과형 스마트팩토리 구축을 위한 본 연구의 시사점은 다음과 같다. 우선 한국형 스마트팩토리 참조 모델은 표준을 기반으로 보완 설계하여야 할 것으로 보인다. 이는 한국형 모델이 다른 모델과의 상호운영성을 확보하는 기반이 될 것이다. 두 번째로 기술경영학 관점에서 논리적 완결성을 높여야 한다. 즉, 스마트팩토리는 공장자동화의 단순한 확장이 아니라고 볼 때 제품의 생애주기와 가치 흐름 등의 개념이 충분히 서술되어야 한다. 마지막으로 한국 모델에서도 IT축의 통합 또는 데이터의 통합은 스마트팩토리 요소 중 가장 핵심적인 부분이므로 이에 대해 충분히 설명되고 그 기술적인 구현 방법이 제시되어야 한다.

본 연구의 한계점으로는 우선 스마트팩토리를 구축한 경상남도 기업의 도입 기간이 짧고 이에 따라 응답자들의 인식이 충분치 않아 정확한 측정이 쉽지 않았다. 또한 코로나 19의 영향으로 기업성과가 전반적으로 하락하여 정상적인 상관관계 분석에 한계가 있었다. 따라서 정상적인 기업 환경에서 후속 연구를 있어야 할 것이다.

Since the 2008 global financial crisis, traditional manufacturing powerhouses have been striving to revive the manufacturing industry. As one of these efforts, governments in many countries are adopting the introduction and spread of smart factories ...

Since the 2008 global financial crisis, traditional manufacturing powerhouses have been striving to revive the manufacturing industry. As one of these efforts, governments in many countries are adopting the introduction and spread of smart factories as one of the important industrial policies. They are creating smart factory reference models, presenting them to their manufacturers and making them to follow. The Korean government also proposed smart factory reference models by industrial sector in 2014 to encouraging Korean firms to adopt them.

The purpose of this study is to supplement the theoretical basis of the Korean smart factory model and to suggest its development direction. To achieve this objective, this study was conducted in two directions. The first analysis was to find differences between models through international comparison of smart factory reference models and to determine components applicable to Korean companies. Second, the effect of the previously derived components on the business performance of Korean companies was empirically analyzed. The purpose of this analysis was to find implications for the Korean model to supplement.

For the international comparison, Germany's RAMI4.0, US IIRA were chosen as the targets for comparison. This study was mainly conducted with literature studies about domestic and foreign academic papers and policy data of each government.

The empirical analysis was carried out on 96 smart factory companies located in the manufacturing cluster (Gyeongsangnam-do) in Korea. In the empirical analysis, the moderating effect of smart factory factors was verified in the correlation between the company's internal capability factors, external environment factors and corporate management performance. As the dependent variables of this model, BSC performance indicators such as financial, customers, process and learning indicator were set.

The results of this study can be summarized in the following four. First, the Korean reference model, unlike other foreign models, has limited interoperability due to unclear standards. Second, the Korean model does not include a business perspective, so it remains just in the expansion stage of factory automation. In other words, in the Korean model, the concepts of value stream, life cycle, and data integration are not evident. Third, it was concluded that the Korean smart factory reference model is more complementary to Germany's Rami4.0 than the US IIRA. Therefore with reference to the RAMI 4.0 model, three smart factory elements, which will be the basis of analysis, were defined: horizontal integration, vertical integration, and IT axis integration. Fourth, among above mentioned factors, the moderating effect was statistically most evident in vertical integration, which is the integration between devices. On the other hand, the effect of horizontal integration and IT axis connection elements was not clear.

The implications of this study are as follows. First of all, it seems that the Korean smart factory reference model should be redesigned based on the standard. This will serve as a basis for securing interoperability with other foreign models, Second, from the perspective of technology management, logical completeness should be improved. In other words, considering that the smart factory is not just an extension of factory automation, the concept of product life cycle and value stream should be sufficiently described. Lastly, since the integration of IT axis or data integration in the Korean model is also the most essential part of the smart factory element, it should be fully explained and the technical implementation method should be proposed.

As for the limitations of this study, it was not easy to accurately measure the moderating effect because smart factories in Gyeongsangnam-do were introduced not long ago and therefore the level of understanding about the smart factory was low. In addition, there was a limit to the normal correlation analysis due to the overall decline in corporate performance caused by the impact of COVID-19. Accordingly, there should be follow-up studies in a normal corporate environment.

▣(연구 목적) 해외 스마트팩토리 참조모델과의 국제적 비교를 통해 한국 스마트팩토리 모델의 이론적 바탕을 검증하고 기업 경영성과에 대한 영향을 실증분석하여 보완점을 찾아냄으로써 한국형 모델의 완결성을 높이고자 함.
▣(스마트팩토리 참조모델의 국제적 비교) ...

▣(연구 목적) 해외 스마트팩토리 참조모델과의 국제적 비교를 통해 한국 스마트팩토리 모델의 이론적 바탕을 검증하고 기업 경영성과에 대한 영향을 실증분석하여 보완점을 찾아냄으로써 한국형 모델의 완결성을 높이고자 함.
▣(스마트팩토리 참조모델의 국제적 비교) 우선 해외 스마트팩토리 참조 모델과의 한국 모델의 구성요소를 비교 분석함. 비교대상은 독일 RAMI4.0과 미국 IIRA로 함. 그 결과, 독일과 미국 모델과는 달리 한국 모델은 근거 표준과 아키텍처가 불분명함. RAMI 4.0은 Smart Grid Architecture Model (SGAM)을 기반으로 하고 있고 IIRA는 소프웨어 아키택처인 ISO/IEC/ IEEE42010을 근거로 함.
ㅇ 참조모델의 구조를 살펴보면 RAMI4.0은 수평통합, 수직통합, IT축으로 이루어진 3차원 모델로 설계됨. IIRA참조모델은 관심(Concerns)과 관점(Viewpoint)을 바탕으로 문제 해결에 중점을 둔 구조를 택함. 독일과 미국의 참조 모델은 사회과학적 논리를 기반으로 공학기술을 적용한 것으로 사료됨.
ㅇ 한편, 한국 모델은 그 근거 표준이 불분명하나 중소·중견기업들의 빠른 도입을 위한 실용적인 목적에 충실함. 따라서 한국 모델은 전체적으로 이론적 완결성이 부족하여 기존의 ‘공장자동화’에 ‘공급사슬관리(Supply Chain Management)’ 개념을 덧붙인 형태임. 그 이유는 스마트팩토리의 전제조건인 ‘스마트 제품’과 ‘연결’에 대한 인식이 부족하기 때문임.
ㅇ한편 상호운영성(interoperability) 관점에서 모델간 구성요소를 비교하였을 때 한국모델은 IIRA보다 RAMI 4.0과 유사한 부분이 더 많은 것으로 나타남. 특히 수직통합요소에서 두 모델의 유사점이 많은 바 이는 두 모델이 제조업을 대상으로 하고 있기 때문임. 반면 한국모델에서는 IT축 통합과 수평통합등의 요소에 대해 별도로 설명하지 않아 공장자동화의 확장 수준에 벗어나지 못한 것으로 평가됨.
▣ (실증분석) 스마트팩토리 구성요소가 기업의 경영성과에 미치는 영향을 검증하기 위하여 실증분석을 실시함. 경남 지역에 소재한 스마트 팩토리 기업 96개사를 대상으로 스마트팩토리 구성요소의 성과에 대한 조절효과를 검증함.
ㅇ 연구 모형에서는 독립변수로 자원기반관점의 내부역량요인, 산업구조론 관점의 기업 외부환경요인을 각각 설정하였음. 내부역량요인으로는 기업가정신, 생산역량, R&D역량, 마케팅 역량을 채택하였으며 외부환경요인으로는 지방정부의 정책환경과 지역산업환경을 변수로 함. 한편 종속변수인 성과지표로는 재무, 고객, 프로세스 및 학습 등 균형성과지표(Balanced Scored Card)를 사용하였음. 조절변수인 스마트팩토리 구성요소로는 RAMI4.0을 참조하여 수평통합, 수직통합, IT축의 연결 등 3개 요인을 조절변수로 투입함.
ㅇ 이중 조절 효과가 가장 뚜렷하게 나타나는 변수는 수직통합요소임. 수직통합요소의 경우 가설 24개중 11개의 가설이 채택됨. 수직통합요소가 기업가정신, 마케팅역량, 정책환경, 지역환경 등과 결합되었을 때 재무적인 성과와 프로세스 성과에서 유의한 정(+)의 영향이 나타남. 또한 R&D 역량과 결합되었을 때는 고객성과에 유의한 영향이 확인되었으며 마케팅 환경과 정책환경과의 관계에서는 학습성과가 유의하게 확인됨. 다른 구성 요소의 조절 효과는 미미하게 나타남.
▣(성과형 모델 구축을 위한 시사점) 우선 한국형 스마트팩토리 참조 모델은 표준을 기반으로 보완 설계하여야 할 것임. 이는 한국 모델과 다른 모델 간의 상호운영성을 높이기 위해서는 필수적인 것으로 보임. 두 번째로 기술경영학 관점에서 논리적 완결성을 높여야 함. 즉, 스마트팩토리는 공장자동화의 단순한 확장이 아니므로 생애주기(Life Cycle)와 가치흐름(Value Stream)등의 개념이 추가되어야 함. 마지막으로 스마트 팩토리의 핵심적인 부분인 IT축 통합 또는 데이터 통합에 대해 설명하고 그 기술적인 구현 방법이 제시되어야 함.
▣ (연구의 한계점) 먼저 스마트팩토리 도입 기간이 짧고 응답자들의 인식이 낮아 정확한 측정이 쉽지 않았음. 또한 코로나 19의 영향으로 기업성과가 전반적으로 하락함으로써 정상적인 상관관계 분석에 한계가 있었음. 따라서 지속적인 후속 연구를 통해 보다 정확한 분석이 가능할 것으로 보임.

(1) 연구결과

▣(정성적 결과)우리나라 스마트팩토리 참조 모델을 해외모델과 비교하여 보완점으로 찾아내고 구성요소의 영향을 실증분석함으로써 한국모델의 발전방향을 제시하였음. 이러한 연구 결과는 향후 실무적 또는 정책적인 기여가 적지 않을 것으로 사료됨. 아 ...

(1) 연구결과

▣(정성적 결과)우리나라 스마트팩토리 참조 모델을 해외모델과 비교하여 보완점으로 찾아내고 구성요소의 영향을 실증분석함으로써 한국모델의 발전방향을 제시하였음. 이러한 연구 결과는 향후 실무적 또는 정책적인 기여가 적지 않을 것으로 사료됨. 아울러 학문적으로도 스마트팩토리 구성요소와 전사적 경영성과의 관계를 검증하였는바 향후 기술경영학 차원의 후속 연구를 기반이 될 것으로 평가함.

▣(정량적인 결과)본 연구를 수행하는 과정에서 중간 연구결과를 지속적으로 전달하고 확산시킴.
ㅇ 논문 작성 : 2편
- 1편은 「글로벌 경영지」에 게재(21년 6월)
- 나머지 본 논문 1편은 등재지 게재 추진중
ㅇ 강의교재 작성(기 실기) : 2회 (경상국립대학교 기술경영전문대학원, 국내 MOT 대학원 통합 수업등에 교재로 활용)
ㅇ 학회 발표 : 한국기술혁신학회 제2회 기술혁신과 무역 Forum 발표(21.12.8)

(2) 향후 활용 계획

▣ 강의 교재 작성 및 할용 . 수업 진행 및 학회 발표(기 시행)
ㅇ「경상 국립대학교 기술경영전문대학원」 수업 진행
ㅇ「국내 MOT 대학원 통합 수업」 실시
ㅇ한국기술혁신학회 주최 「제2회 기술혁신과 무역 포럼」발표 및 토론

▣ 학술지 게재
ㅇ중간 연구결과로 탐색적 논문 작성 학술지 게재 1편(기 게재)
- 제목 : 스마트팩토리 참조모델에 대한 탐색적 연구
(부제: Rami4.0, IIRA, 한국형 모델을 중심으로)
ㅇ 최종 논문 등재지 투고 계획(추진중)
- 실증 분석 결과를 포함한 최종 논문을 등재지에 투고할 예정임.
- 대상 학술지 : 22년도 상반기중 국내 학술지(등재지)에 투고할 예정이나 국제학술저널(SSCI)인 Substantiality의 Special Issue에 투고도 모색중임.

▣ 정책 당국 제공
ㅇ 완성된 연구 결과물은 경남지역의 스마트팩토리 추진 담당 부서에 제공할 예정임.
ㅇ 이를 통해 성과형 스마트팩토리 구축에 참고케 하고자 함.

▣ 후속 연구의 기초 자료로 활용
ㅇ 본 연구는 코로나-19라는 특수 상황에 수행되었던바 기업여건의 정상화된 후 연구가 필요할 것으로 사료됨.
ㅇ 금번 연구는 후속 연구의 기초 자료로 활용할 계획임.