[창간 1주년 기획] 농기계산업의 4차 산업혁명, 어떻게 이뤄낼 것인가!

4차 산업혁명의 개념 및 전망 - 최창현 한국농업기계학회장

“장기적 관점에서 전략수립 필요”

세계각국은 이미 발빠른 대응책 마련…한국도 적극대응 서둘러야
4차 산업혁명은 선택 아닌 필수…인공지능 등 핵심기술 확보해야

최창현 (사)한국농업기계학회장

◇ 4차 산업혁명의 개념정의
최근 전문가들은 물론 우리사회 전반에 ‘4차 산업혁명’이라는 용어가 유행어처럼 사용되고 있으며 이에 관한 많은 논의가 이루어지고 있다. 4차 산업혁명의 본질은 무엇이고, 4차 산업혁명이 우리 농업기계 분야에 어떤 영향을 미칠 것이며, 또한 우리는 무엇을 준비하여야 할지에 관해 여러 전문가, 기관 등에서 제공한 자료를 취합해 분석했다.
4차 산업혁명(4th Industrial Revolution)이라는 말이 처음 나온 것은 2016년 1월 스위스 다보스에서 개최된 ‘제47회 다보스 세계경제포럼(World Economic Forum Annual Meeting)’이었다. 다보스 세계경제포럼에서 제4차 산업혁명이 주요의제로 채택돼 많은 논의가 있었으며, 4차 산업혁명을 인공지능, 로봇기술, 생명과학이 주도하는 차세대 산업혁명이라고 정의했다. 세계경제포럼의 클라우스 슈밥(Klaus Schwab) 회장은 4차 산업혁명을 디지털 혁명인 3차 산업혁명에 기반을 두고 있으며, 디지털(digital), 물리적(physical), 생물학적인(biological) 기존영역의 경계가 사라지면서 융합되는(fusion) 기술적인 혁명이라고 개념적으로 정의했다.
산업혁명은 새로운 기술이 등장해 새로운 산업구조를 만들고, 그것이 인간이 생활하는 방식을 획기적으로 변화시킬 때 붙일 수 있는 개념이다. 산업분야의 변화에 그치지 않고 정치, 사회, 문화에도 혁명적인 변화를 이끌어 낸다. 18세기 이후 영국을 중심으로 일어난 산업혁명은 인간의 물리적 한계를 극복하고 인간의 삶과 사회에 변화를 주었다. 미국의 미래학자 제러미 리프킨(Jerermy Rifkin)은 1760년대 1차 산업혁명은 석탄과 증기기관을 에너지로 해 대량생산 시대를 열고 철도, 인쇄술, 대중교육 등이 결합됐다고 설명했다. 1860년대에는 2차 산업혁명으로 전기와 석유를 에너지로, 전신, 전화, 방송 등 전자통신기술이 널리 경제와 사회를 변화시켰다고 봤다. 1990년대에는 인터넷의 등장으로 정보고속도로, 재생에너지, 분자생물학 등의 발전을 이루는 3차 산업혁명이 등장했다고 했다. 인터넷의 등장은 시간과 공간의 거리를 해소하는데 기여했다. 소통방식이 달라지고, 지구촌은 실시간으로 연결되고, 경제행위를 크게 바꿔 놨다.
클라우스 슈밥 회장은 4차 산업혁명이 속도, 범위, 체제에 대한 충격의 세 측면에서 3차 산업혁명과 확연히 다르다고 강조했다. 4차 산업혁명을 기존의 산업혁명들과 비교했을 때 선형적인 변화가 아니라 완전히 차원이 다른, 지각변동 수준이라고까지 봤다. 새로운 산업혁명은 모든 국가, 모든 산업분야에서 동시다발적으로 이뤄지고 있으며 결국 경제, 사회, 문화에 대한 영향력이 다르다고 강조했다. 슈밥 회장은 4차 산업혁명을 이끄는 10개의 선도기술로 무인운송수단, 3D프린팅, 첨단로봇공학, 신소재와 같은 4개의 물리학기술, 사물인터넷, 블록체인, 공유경제와 같은 3개의 디지털기술, 유전공학, 합성생물학, 바이오프린팅과 같은 3개의 생물학기술을 제시했다. 가까운 시기에 도래할 4차 산업혁명은 인공지능, 사물인터넷, 빅데이터, 모바일 등 첨단 정보통신기술이 경제·사회 전반에 융합돼 혁신적인 변화가 나타나는 차세대 산업혁명으로 초연결성(hyper-connectivity)과 초지능화(super- intelligence)의 특성을 가지고 있기 때문에 기존 산업혁명에 비해 더 넓은 범위에 더 빠른 속도로 크게 영향을 끼친다.

◇ 주요국가의 4차 산업혁명 추진정책
아직도 4차 산업혁명을 정의하는 범위와 이를 바라보는 시각이 매우 다양하기 때문에, 4차 산업혁명의 개념이 상황에 맞게 제대로 쓰이고 있는지 또한 언제 도래할 것인지에 대해서도 명확하지 않다. 그러나 독일, 미국, 일본 등의 주요 국가들은 4차 산업혁명에 선제적으로 대응하기 위한 전략을 수립해 추진하고 있다. 자국의 산업강점에 4차 산업혁명의 선두기술을 접목해 제조업혁신을 도모하는 정책을 내놓고 있다.
2011년 독일은 국가전체의 변화와 미래전략을 추진하기 위한 혁신방안으로 「High Tech Strategy 2020」을 마련하면서 10대 핵심 프로젝트의 하나인 ‘Industry 4.0’을 추진하고 있다. Industry 4.0은 제조업의 혁신을 통해 경쟁력을 강화하기 위한 것으로, 잘 갖춰진 물류·생산설비에 사물인터넷, 사이버물리시스템(Cyber-Physical System), 센서 등을 접목한 완전한 자동화생산체계를 구축하고 전체 생산과정을 최적화하는 목표로 추진됐다. 독일은 2025년까지 자국 내 제조업 전체를 거대 단일 가상공장으로 연결하고 전 세계 시장환경을 실시간으로 파악하는 유비쿼터스 맞춤형 생산을 실현하겠다는 방침이다.
미국은 인터넷을 활용하는 클라우드서비스를 중심으로 내세우고 있다. 제조업과 인터넷기업에서 축적된 빅데이터를 바탕으로 플랫폼을 만들고 부가가치를 창출한다는 계획이다. 2012년 ‘Industrial IOT’를 제시한 제너럴일렉트릭(GE)은 항공기, 철도, 발전기 등 산업기기와 공공인프라 등에 설치한 센서데이터를 수집·해석해 기업운영에 활용한다는 구상이다.
일본은 경쟁우위에 있는 로봇기술을 중점으로 두고 있다. 2015년 1월 일본은 로봇신전략(Robot Strategy)을 발표하고 제조업현장에서 로봇을 활용하는 한편 간병, 인프라 등 다양한 분야에서 로봇을 이용해 데이터를 축적하고 인공지능기술까지 강화하겠다는 전략을 세웠다.
중국은 향후 10년 전략인 ‘중국제조 2025’를 발표하고 현재의 노동집약적인 제조방식에 IT를 더해 지능형 생산시스템을 실현하고 제조강국 대열에 진입하겠다는 목표를 밝혔다.

◇ 우리나라의 4차 산업혁명 추진정책
우리나라의 경우 미래창조과학부는 2016년 말 ‘4차 산업혁명에 대응한 지능정보사회 중장기 종합대책’을 발표했다. 고도화된 정보통신기술 인프라(ICBM: IoT+Cloud+BigData+Mobile)를 통해 생성·수집·축적된 데이터와 인공지능이 결합한 지능정보기술이 초래할 4차 산업혁명은 경제·사회 전반에 혁신적인 변화를 발생할 것으로 예상된다. 이에 미래부는 지능정보기술로 인한 산업·고용구조, 삶의 모습 등의 변화를 전망하고 국내 경제·고용효과를 분석해 ‘인간중심 지능정보사회 실현’이라는 비전 아래 중장기 정책방향 및 추진과제들을 제시했다. 산업통상자원부에서 발표한 정책방향에는 4차 산업혁명과 산업구조 고도화를 주도할 신산업분야의 산업전문 인력양성계획, 인공지능과 빅데이터를 활용한 기계산업 스마트화를 위해 3개 인공지능 프로젝트의 투자계획, 온라인과 오프라인 결합(O2O)을 활용해 세계 최고수준의 석유화학 생산효율을 추가적으로 제고할 계획이 포함돼 있다. 인공지능 프로젝트에는 자율형농기계 플랫폼기술 및 실증모델개발, 인공지능기반 스마트 컨스트럭션 기술개발, 인공지능기반 사출성형시스템개발 등이 있으며, 3D프린터, 자율주행차, 드론이 제4차 산업혁명을 이끌 수 있도록 탄소섬유 복합재, 엔지니어링 플라스틱 등 첨단 화학분야에 대한 연구개발 투자계획이 포함돼 있다.

◇ 우리 농기계산업의 패러다임 변화
인하대학교 김대호 교수는 자신이 저술한 『4차 산업혁명』(2016)에서 4차 산업혁명의 핵심이 ‘연결’과 ‘지능’이라고 했다. 인간과 사물을 포함한 모든 것들이 연결되는 사물인터넷 시대가 되고 빅데이터가 산출된다. 이것을 처리하고 활용하는 인공지능이 발전하며 현실세계는 가상현실, 증강현실과 새롭게 연결된다. 그 결과 소유가 아니라 공유를 기반으로 한 공유경제가 등장하고 기존산업을 혁신하는 패러다임 변화가 일어난다. 아직 4차 산업혁명이 본격화되지 않았지만, 이제 그러한 길로 들어가기 시작했다는 것은 분명하다. 그런데 4차 산업혁명을 기술혁신 중심으로 접근해서는 안 되며, 경제의 변화, 사회와 문화, 교육 등 전 영역에서 사회적 혁신이 함께 뒷받침돼야 한다고 설명하고 있다.
유럽을 중심으로 1, 2차 산업혁명이 진행될 때 한국은 국제적 교류가 미약해 이러한 변화에 적절히 대응하지 못하고 산업화가 늦어졌다. 그동안 한국은 많은 계획과 노력으로 철강, 자동차, 조선 등 중화학공업 중심 산업으로 선진국을 추격해 산업화를 성공적으로 이끌었다. 제조업 중심의 2차 산업혁명과 인터넷 중심의 3차 산업혁명에서 선진국들의 뒤를 빠르게 추격했고, 최근에는 우리사회와 경제가 세계화에 편입돼 오히려 어떤 분야에서는 선도적인 분야도 나타날 정도가 됐다. 아직도 한국은 미국 등 선진국에 비해 인공지능 등 4차 산업혁명 관련기술분야의 발전이 저조하다. 그러나 아직 산업혁명 초기단계인 만큼 기술적·사회적 변화에 적합하게 장기적인 관점으로 차근차근 준비한다면 우리도 선도적 역할을 담당할 수 있다.
지난 50년간 한국의 농업기계 분야는 지속적으로 발전했다. 1960년대 동력경운기를 생산해 보급할 때에는 기술적인 어려움이 있었다. 그동안 산업체를 포함한 농업기계 담당자들의 지속적인 노력으로 기술적 한계를 극복하고 최근에는 우수한 성능의 다양한 농기계를 생산해 농민들에게 보급하고 있다. 추격자로서의 역할은 여기까지다. 과거와 같은 방법으로는 외국 농기계를 앞지르기 어렵다. 4차 산업혁명 시대에 걸맞게 새로운 개념으로 농업기계를 생산하고 보급하며 관리하는 기술을 확보해야 선도적 위치에 설 수 있다.
과거 우리나라 농업기계의 발전은 논농사기계화에 초점을 맞춰 개발해 왔다. 이런 과정에서 포장기계분야는 어느 정도의 수준에 도달했으나, 농산물 저장 및 유통, 시설원예, 축산기계 등에 사용되는 기계장치는 상대적으로 소홀히 취급한 경향이 있었다. 이제 우리 농업기계분야를 ‘농산물의 생산에서 식탁까지에 필요한 모든 기계장치와 시스템’으로 확대할 필요가 있다. 농업기계가 하드웨어 중심에서 사용자의 요구를 반영한 소프트웨어가 융합된 장치로 변화됨에 따라 다양한 시스템이 도입될 것이며 기존의 업체는 물론 새로운 산업체와의 협력체계가 이뤄질 것이다.

◇ 4차 산업혁명이 농기계산업에 미치는 영향
지능정보사회의 기반은 지능을 결합한 ‘연결(connectivity)’의 확대이다. 인터넷은 전 세계를 연결하고 정보화사회를 이끌어 냈다. 온라인산업이 등장하고 온라인으로 인간의 활동범위를 확장했으나, 연결의 중심은 사람이었다. 지능정보사회는 사람, 사물, 공간 등 모든 것들이 인터넷으로 서로 연결되어, 모든 것들에 대한 정보가 생성·수집되고 인공지능이 접목되어 공유·활용되는 지금과는 차원이 다른 시대가 될 것이다. 온라인이 발전을 거듭한 결과 오프라인의 수요와 공급을 혁신시키는 O2O(Online to Offline) 현상이 생겨났다. 브랜드인사이트연구소에 근무하는 박진한은 자신의 저서 『O2O』(2016)에서 O2O에 대한 광의의 정의는 온라인기술이 오프라인 세상에 적용돼 일어나는 모든 현상을 지칭한다고 했다. 온라인기술이 농업에 적용되면 스마트 팜(smart farm)이고, 온라인기술이 생산공장에 적용되면 스마트팩토리(smart factory)가 된다. 생산자와 소비자의 연결은 농산물 및 농업기계의 생산 및 유통에 많은 영향을 줄 것이다. O2O의 서비스자체가 온디맨드(on-demand) 맞춤형이기 때문에 앞으로 산업과 산업 간의 경계, 생산과 유통 간의 경계, 소비자와 생산자 간의 경계가 무너질 것이다. 소비자인 주부가 가정에서 생육시스템을 이용해 간단한 채소를 재배하고, 농민이 3D 프린터를 이용해 간단한 기계부품을 제작해 교체하는 시대가 올 것이다. 우리는 이런 시대에 적합한 생산 및 유통체계와 서비스를 준비해야 한다.
온라인기술이 적용된 농작업기계는 사용자인 농민에게 다양한 서비스를 제공할 것이다. 농기계의 자율주행, 로봇을 이용한 수확작업의 자동화, 주위 작업환경을 고려한 농기계의 작동상태설정, 작물의 생육상태를 고려한 비료 및 농약의 최적살포, 수확량의 예측, 농기계 고장진단 및 정비일정 알림, 문제점 해결을 위한 전문가의 의견제공 등의 서비스가 제공될 것이다. 작물의 생육상태에 따른 온실환경의 자동관리, 축사의 효율적 관리, 농축산물의 저장 및 유통 등에 필요한 다양한 서비스가 농민이 원하는 시기에 원하는 장소에서 제공될 것이다. 농민들이 사용하는 모든 장비들을 센서로 연결한 사물인터넷은 농민들의 모든 작업데이터를 실시간으로 전송해 정보화한다. 업체들은 분석된 자료를 활용해 다양한 서비스를 개발할 수 있도록 노력해야 한다. 향후 농기계 업체들은 농민에게 필요한 서비스를 제공하기 위한 연결채널을 확보해야 하며, 필요할 때 서비스를 제공하는 것은 물론 문제가 일어나기 전에 미리 알아서 해결해 주는 예측서비스를 제공하는 시스템을 갖춰야 경쟁력 있는 업체가 될 것이다.
농민들이 원하는 작업정보와 서비스를 실시간으로 제공할 때 스마트팜이 완성될 수 있으나 갈수록 높아가는 농민들의 요구를 한 업체의 노력만으로는 충족하기 어렵다. 공간적 문제점을 해결하고 필요한 시기에 사용자가 만족하는 다양한 서비스제공을 위해서는 업체 간의 협력체계가 필수적이다. 각 업체들은 자신들의 경쟁력 있는 기술을 모듈화 해 다른 업체들과 협력할 필요가 있다. 우리 업체들은 자신의 기술보호를 위해 많은 노력을 했으나 자료 및 특정기술의 공유에 관해서는 많은 부담을 가지고 있다. 개념의 전환이 기업의 경쟁력향상으로 연결될 것이다.
지능정보시대에 적합한 스마트팜은 관련기술의 적용이 매우 광범위하고 복잡하기 때문에 하나의 기업이 모든 플랫폼을 구축하기 어렵다. 스마트 팜 시장이 성숙하기까지 시간이 걸리므로 필요한 핵심기술부터 파악하고 차근차근 영역을 확대할 필요가 있다. 작물의 재배 및 관리, 농업환경의 보호, 농작업의 안전, 물 등 자원의 확보, 농약 및 비료의 통제, 농산물의 저장 및 유통 등과 같은 핵심분야에 서비스를 제공하고 필요한 플랫폼을 개방해야 한다. 누가 이런 서비스제공을 위한 플랫폼을 완성할 것인가에 따라 향후 스마트팜 시장에서 선도적 위치에 설 것이다.

◇ 4차 산업혁명의 발전과제
지능정보시대는 사물인터넷을 통해 수집된 빅데이터를 인공지능이 분석·처리하는 스마트 세상으로 기존의 사회와 다른 특징을 갖는다. 기술은 기계기술, 정보기술을 넘어 지능정보기술로 진화하며, 사회의 지배양식은 기존의 수직적(vertical) 위계질서를 넘어 연결이자 공유이며 수평적(horizontal) 특징을 가진 지배질서로 변화하게 된다. 한국은 수직적인 문화가 사회 모든 곳에 깊이 내재해 있으며, 공유보다는 소유의 개념이 사회전체에 퍼져있다. 이제 전 세계적으로 4차 산업혁명이 시작하려 한다. 그런데 이 혁명이 어떤 방향으로 진행될지, 어떤 결과를 낳을지는 알 수 없다. 4차 산업혁명의 기본과 근본개념을 살피고, 장기적인 관점에서 전략을 수립해야 한다. 단순히 산업기술의 발전이 아니라 사회적 변화가 필요하므로 기존의 제도와 관행, 문화를 근본적으로 바꿔야 하는 어려움이 있다. 과거와 같이 산·학·연·관이 힘을 모아 이런 어려움을 극복하고 산업혁명을 전략적으로 추진한다면 우리나라도 다른 차원으로 발전할 것이다.

농축산기계신문  webmaster@alnews.co.kr

<저작권자 © 농축산기계신문, 무단 전재 및 재배포 금지>