INTRO - 4차 산업혁명의 동인! 산업용 로봇과 전문서비스 로봇
▲ 계중읍 수석전문위원
산업통상자원R&D전략기획단
4차 산업혁명에 대응하여 글로벌 경쟁력을 갖출 수 있는 로봇 산업 분야는 산업용 로봇인 첨단제조로봇과 전문서비스 로봇인 의료로봇, 무인이송로봇, 소셜로봇, 안전로봇 및 농업로봇 등이 있다.
이 글에서는 로봇산업 동향을 살펴보고, 기술별, 업종별 로봇 산업에 대한 효율적인 투자 방안과 공통기술 확보를 위한 로봇 산업 발전 방안을 제시하였다.
로봇 산업 동향
4차 산업혁명! 어떻게 대응할 것인가? 정부의 고민이 깊어지고 있다.
정부는 로봇 전문기업을 통한 유망품목을 조기 상용화하기 위해 산업용 로봇과 5대 전문 서비스 로봇을 선정하여 신상품 개발을 통한 시장 출시를 목적으로 연구개발에 집중 투자01하고 있다.
2014년 세계 로봇 시장은 167억 달러 규모로 절대적 규모는 작은 상황이다.
산업용 로봇은 자동차, 전기전자 등에서 용접, 이송로봇 등으로 활용되며, 서비스용 로봇은 의료, 가정(청소), 안전, 국방 및 농업(착유)로봇 등으로 활용되고 있다.
공급 측면에서 산업용 로봇은 유럽과 일본 기업인 ABB(스위스), Fanuc(日), Yaskawa(日), KUKA(獨), Kawasaki(日) 등 5개 기업이 세계 시장의 50~60% 차지하며 시장을 선도하고 있다.
또한, 서비스용 로봇은 미국과 유럽 기반의 기업들이 시장을 선도하고 있으며, Intuitive Surgical(미국, 의료), iROBOT(미국, 청소), LELY(네덜란드, 농업) 등이 각 시장 점유율의 50% 이상을 차지하고 있다.
국내 로봇 산업은 500개 기업이 2.6조 원의 매출규모를 보이고 있으나 대부분 중소기업(93.4%)으로 산업기반은 취약(매출 100억 원 미만 89.4%)한 상황이다.
산업용 로봇은 상위 20개 사 중 한화테크윈, 현대중공업 2개사(29%), 글로벌 기업의 한국지사 4개사(33%) 등이 총 62%를 차지하고 있으며, 서비스용 로봇은 대부분이 개인용 청소로봇 생산으로 상위 10개사 중 LG전자, 삼성전자 2개사 비중이 58%를 차지하고 있다.
국내 로봇 산업은 현재 역량 있는 로봇 전문기업이 부족하고 수요 기반도 매우 취약한 상태이다.
대기업은 1980년대 시장 형성 초기, 계열사 또는 자체 내부 수요를 중심으로 사업을 치중하여 글로벌 시장 선점기회를 놓쳤다는 평가이며, 선도 중소기업인 로보스타, 유진로봇, DST로봇, 두림로보틱스, 삼익THK 등 10여 개 기업은 1990~2000년대에 창업하여, 매출 300~1,000억 원 규모로 성장하였으나, 안정적 수요 기반 부족과 글로벌 기술경쟁력 확보에 애로가 있는 것으로 파악된다.
글로벌 경쟁력을 갖춘 로봇 유망 품목 상용화
스마트 공장의 확산, 서비스 로봇의 수요 증가에 따른 미래 성장 가능성이 크고 기본적 내수 기반이 갖춰져 있는 품목으로 첨단제조로봇과 의료로봇, 무인이송로봇, 소셜로봇, 안전로봇 및 농업로봇 등은 향후 글로벌 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 보인다.
이에 대한 상용화 역량을 집중하기 위해서는 실증 및 인증을 위한 테스트베드와 초기 수요 창출을 통한 Track Record 확보가 필요하다.
이를 위해서는 시장 활성화 기반을 조성하여 글로벌 경쟁력을 갖춘 전문기업 육성을 통해 수출산업화를 위한 상용화 역량에 집중하도록 목표 지향적인 투자방향을 제시하여야 할 것이다.
산업용 로봇인 첨단제조로봇은 스마트 공장 보급·확산을 위해 기존 로봇이 적용되지 못했던 맞춤 유연생산 환경에 적용 가능한 협업로봇과 양팔로봇을 중심으로 수요 확대가 전망된다.
이는 기존 기계, 전자 외 신발, 화장품, 제약 업종 등 로봇 활용 효과가 높은 신규 로봇 잠재 업종에 대한 수요 증가, 로봇 적용 공정개선 방안 도출 및 맞춤형 로봇 시스템 제작·설치를 통한 업종별 표준모델 공장 구축 등의 사례 증가로 이어질 것이다.
따라서 스마트 공장과 연계한 산업용 로봇 도입과 확산을 위해 로봇 엔지니어링 서비스, 로봇 도입지원, 로봇적응 표준 모델공장 및 로봇 활용 교육 등에 정부 투자가 필요할 것이다.
5대 전문서비스 로봇 중 의료로봇은 급속한 고령화 추세와 서비스 인력 부족에 대응하여 고품질 의료서비스를 제공하기 위해 수술·간호·간병·재활 등 의료 분야의 로봇 수요 확대가 전망된다.
무인이송로봇은 각종 이송·물류 작업의 스마트화를 통해 물류 효율화 및 제조업 경쟁력 강화를 위하여 제조공장·유통·빌딩 등에서의 수요 확대가 전망된다.
소셜로봇은 인공지능·ICT 기술 융합을 통해 인간과 교감하고 다양한 서비스를 제공함으로써 접객·홍보·안내·홈서비스 등 서비스 분야 신시장 창출이 가능하다.
안전로봇은 인간이 대응하기 힘든 상황에 투입되어 고난도·고위험 작업을 수행하여 재난대응·보안·방범·시설관리 등 안전 분야에 대한 신시장 창출이 가능하다.
농업로봇은 안전 농산물 생산, 노동력 고투입 농작업, 고역 농작업 및 농산물의 부가가치를 높이는 정밀 농작업 분야에서 산업화가 가능하다.
이상과 같은 산업용 로봇과 5대 유망품목인 전문서비스 로봇 중 첨단제조로봇과 의료로봇 및 무인이송로봇은 단기성장 가능성이 높고, 소셜로봇, 농업로봇 및 안전로봇은 중장기적으로 상용화에 집중해야 할 것이다.
따라서 기존 주력 제품을 통해 확보한 기술력과 사업화 역량을 바탕으로 신규 유망품목에 대한 조기 상용화 및 기술개발에 집중할 수 있도록 추진전략이 확보되어야 할 것이다.
이는 개발 단계부터 공급기업과 수요기업(기관)이 공동으로 참여하여 추진하는 첨단로봇 상용화센터 개념으로 출발해야 할 것이다.
효율적인 로봇 산업 투자 방안
침체된 국내 제조로봇 산업의 활성화를 위해서는 신규 사업자 발굴 및 기존 非로봇 우량 기업의 영입을 통한 세대교체가 필요하며, 대기업의 R&D 투자·마케팅 능력과 중소기업의 로봇 기술을 결합하는 협력모델 구축 및 M&A를 통한 글로벌 대기업과 경쟁이 필요하다.
일례로 삼성전자는 의료기기 분야에 진출하기 위해 2011년 중소기업인 메디슨을 인수하였다.
정부는 벤처기업 육성을 위해 대학 및 연구소 위주의 신규 창업형 과제와, 창업 전제의 소형 Seed-R&D, 우수 R&D 성과를 보유한 Startup 기업을 지원하고, 동종·유사 제품에 적용되는 로봇 부품의 규격화·표준화를 통해 가격경쟁력을 제고하고 제조로봇 시스템의 오픈아키텍처 기반을 마련해야 한다.
전문서비스 로봇 산업은 고령자의 로봇 서비스 수요에 대한 수요자 중심의 전략적 제품개발 로드맵 구축 및 시범사업 연계형 지원이 필요하며, 고령자 일상생활지원, 케어서비스로봇 플랫폼, IoT와 로봇이 융합된 고령자 케어/모니터링, 로봇과 BT(의료·바이오) 기술과의 융합 등 플랫폼 기술 확보와 함께 관련 표준 개발 및 인증제도 연계를 통해 품질 및 신뢰성을 제고하여 수요 증진을 위한 기반 마련이 요구된다.
4차 산업혁명 대응을 위한 비즈니스 모델을 발굴하기 위해서는 산학연의 혁신적 아이디어 창업 우선 지원, IoT와 연계하여 로봇 산업에 새로이 출현할 수 있는 다양한 사업모델의 발굴이 필요하다.
특히 IoT, 빅데이터, CPS, AI 등 융합된 스마트홈, 의료, 제조, 국방 산업 등에서 새로이 출현할 수 있는 다양한 사업모델의 발굴이 요구된다.
이를 위한 사례로 IoT 등 관련 핵심 기술과 플랫폼을 선도할 수 있는 전문 기업(네이버, 다음카카오 등)이 주도하고, 로봇 전문기업이 로봇 플랫폼으로 참여하는 방안도 고려해 볼 필요가 있을 것이다.
기술별 투자 방안
국내 로봇 기술에 대한 투자 중 로봇을 시장 지향적으로 만드는 지능 기술에 대한 지속적 투자가 요구되며, 균등한 연구개발 투자가 이루어져야 할 것이다.
특히, 지능 및 HRI 분야는 타 연구 분야 투자 대비 성과가 우수하여 지속 투자가 필요하다.
로봇 기술의 경쟁력이 완제품보다 부품 및 소재 중심으로 이동하고 있어 국가 경쟁력의 주요 요인으로 대두되나 우리나라의 로봇 기술은 플랫폼 중심으로 이루어져 있는 만큼 로봇부품 기술에 대한 대규모 투자가 필요하다.
로봇은 다양한 기술(지능 기술 - 시스템설계 기술 - 로봇부품 기술 - HRI 기술 등)이 결합된 융합 플랫폼으로 성공적인 로봇 기술 개발을 추진하기 위해서는 정부 중심의 공동연구 형태로 R&D 투자를 추진해야 할 것이다.
로봇 제품의 글로벌 수준 품질 확보 및 경쟁우위 기술의 ISO/IEC 등 국제 표준에 반영하기 위한 관련 연구의 지속적인 투자 추진이 필요하다.
업종별 투자 방안
전문서비스 로봇에서 발생된 투자성과를 산업용로봇과 서비스 분야로 확산시키는 전략이 필요하다.
제조 분야는 중장기 경쟁력 확보를 위한 요소부품 기술(감속기, 모터, 비전, 센싱) 국산화와 저가형 협업로봇 제품화를 위한 집중 투자가 필요하며, 서비스 분야는 고령자 케어로봇 요소부품 등 대부분 수입에 의존하고 있어, 부품 국산화와 인공지능 기술개발 부문 투자 및 상용화 지원 확대가 필요하다.
또한, 범용성을 갖춘 전문서비스용 부품 개발 투자 및 기 개발된 로봇을 활용한 현장 적용 테스트 프로그램 확대가 요구된다.
공통기술 확보 방안
차세대 제조로봇과 의료·헬스케어로봇 등 전문서비스 로봇의 세계 시장 점유율 확대, 로봇 제품의 완성도 및 활용도를 제고하려면 글로벌 경쟁력 확보를 위해 공통기술 적용이 가능한 플랫폼화 및 표준화를 추진하고, 성능 및 안전성을 검증할 수 있는 테스트베드 구축 및 공공 시범사업과 로봇 활용 시나리오 및 타 산업과의 융합 방안을 포함한 다양한 비즈니스 모델 제시가 필요하다.
정부 부처별로는 로봇 기술개발 추진 및 성과 창출이 지속되어 왔으나, 부처 간 연계가 부족하고 개발 제품과의 연계가 미흡했다.
따라서 산업용 및 서비스용 로봇에 적합한 형태의 SW 및 HW 플랫폼 개발을 추진하되, 표준화를 통해 다양한 기업이 제작한 로봇 부품을 테스트할 수 있도록 시스템을 설계해야 할 것이다.
발전 방안
산업용 로봇을 활용하여 맞춤형 유연생산 환경에 적용이 가능하고, 전문서비스 로봇의 조기 상용화를 위해서는 범부처 공동으로 서비스 로봇에 대한 공공수요를 발굴하여 시제품의 테스트 베드를 제공하고, Track Record 확보가 필요하다.
이를 위해서는 시장에서 성장 중인 취약한 국내 산업용 로봇 기업과 시장 진입기인 전문서비스 로봇 기업에 대한 신규 시장 개척을 위한 정책적 배려가 필요할 것이다.
단기적으로는 감속기, 제어기, 모터 등 차세대 제조용 로봇 핵심부품 중심의 국산화·저가화 기술개발 및 기업의 사업화 수요에 기반하여, 시장 성장 및 유망분야에 대한 선도형 제품 중심으로 지원하고, 중·장기적으로는 IoT, 빅데이터, CPS(Cyber Physical System), 인공지능 등 4차 산업혁명과 관련된 기술을 활용한 로봇 기반 기술고도화가 필요하며, 이를 위해 클라우드 컴퓨팅, 빅데이터, AI(머신러닝, 자연어 인식, 고성능 인식) 기술 등 4차 산업혁명과 연계한 유망기술을 발굴하여 추진해야 할 것이다.
01 로봇산업 발전방안, 산업통상자원부(2018. 2. 7)