4차 산업 혁명의 실상

IT 기술의 실험장이 바로 4차 산업 혁명의 실상이다. 다가오는 미래의 산업을 생각해봅시다.

4차 산업 혁명의 황파(荒波)
18세기 후반으로부터 19세기 전반까지 일어난 제1차 산업 혁명은, 증기기관(蒸氣機關)의 발명으로 기계에 의한 대규모 생산이 가능해졌다. 19세기 후반으로부터 20세기 초반에 걸쳐 일어난 제2차 산업 혁명은 전력(電力)의 사용과 T형 포드(Ford)생산방식-콘베이어식-자동화를 통해 자동차의 대량생산을 가능하도록 하여 자동차의 대중화를 촉진시키는 계기가 되었다.
20세기 후반에 시작된 제3차 산업 혁명에서는 반도체의 발명으로 대형 컴퓨터가 등장하고, 그 후 기계와 전자기술이 융합한 메카트로닉스(Mechatronics)의 응용으로 CNC (Computer Numerical Control) 공작기계와 같은 메카트로닉스제품이 등장하고 기계의 지능화로 발전되어 산업용 로봇이 생기게 되어 꿈의 제어기술인 무인화 공장이 등장하게 된다. 이 시기는 한마디로 생산기술의 혁명기라 할 수 있다. 이후 컴퓨터기술 반도체 소자의 정밀화가 진척됨으로 제품 제조기술의 소형화와 정도혁명(精度革命)인 나노기술(Nano Technology)이 일어난다. 정밀기술의 발상은 나노기술 개발로 정도 혁명을 일으킨 것이었다. 가공기술의 정밀화는 마침내 1980년 IBM에서 ‘주사형(走査型)터널현미경 STM (Scanning Tunneling Microscope)’의 개발로 이어졌으며, 이 실험 장치를 개발한 게르트 비니히(Gerd Binnig)와 하인리히 로러(Heinrich Rohrer)는 1986년에 노벨 물리학상을 수상한다. 이 기술은 후에 원자력 현미경, AFM (Atomic Force Microscope) 개발을 하게 되는 진보의 기초가 된다. STM은 물질표면의 원자를 하나하나씩 분해해서 볼 수 있게 해 준다. 즉 전자현미경보다 작은 것이 보이게 되어, 눈으로 볼 수 없었던 물질의 최소 단위인 원자를 볼 수 있게 되었고, 기존 과학의 상식을 깨어가면서, 아날로그 기술시대가 디지털 기술시대로 과학기술이 발전되어간다. 그 결과물로서 PC (Personal Computer)가 개발되고 개인에게 보급이 되면서, 인터넷을 통해 세계가 수시로 연계가 가능해지고 스마트폰에 의한 수십억대의 단말기가 네트워크로 연계되어 글로벌 정보화 시대가 열리게 된다.
나는 최근 관심이 많은 제4차 산업 혁명을, 기존의 제3차 산업 혁명의 완성기의 미래기술을 이야기하는 단계라 생각하고 있다.
이유는 제3차 산업 혁명 시대의 기술을 보다 구체적으로 효율 있게 사용한다는 기술 응용 혁명이라 생각하기 때문이다.
예를 들어 최근의 IoT (Internet of Thing)가 종종 들리는데 이것은 여러 가지의 장비가 인터넷에 접속이 되어 지금의 것보다 한 자릿수, 두 자릿수 많이 단말에 연계시키려는 의도인 것이다. 이것은 앞서 언급한 제3차 산업 혁명의 흐름에 타고 있는 기술 혁명이라 할 수 있다.
인터넷과 스마트폰으로의 보급은 전자상거래(e-Commerce), 공유경제(Sharing Economy) 등의 새 비즈니스가 생기고 있다. 이들 광범위한 분야로 컴퓨터 기술 응용이 확장되고 있는 것이 4차 산업 혁명인 것이다. 간단히 요약하면 정보화 시대로 사회가 변해가고 있다는 것이다. 그러므로 이를 효과적으로 발전시키려면 각종 센서의 개발이 있어야하며, 인공지능(AI, Artificial Intelligence)기술, 학습기술, 심층학습(Deep Learning) 등의 정보화기술(Computer Software Technology)이 보다 진보해야 하며, 산업분야에서는 자동운전, 전기자동차 수소자동차 등의 실용화가 제4차 산업 혁명의 마무리라 생각하고 있다.

FANUC의 성공 비결
FANUC은 CNC, 산업용 로봇 분야에서 일본은 물론 세계 시장의 점유율이 50% 이상 차지해 이 분야 세계 선두에 있는 기업이다.
필자는 이 회사의 상무, 생산기술 연구소장겸 기초기술 연구소 부소장, 이(李)연구실 실장을 지낸 후도 15년을 비상근 기술 고문으로 있어 이 분야에서 직접 연구를 수행해온 주요 연구원이었다. 그래서 이왕이면 실제의 살아있는 현장을 소개하는 것이 유용하다고 생각해 경험을 소개하고 싶은데 이미 필자의 저서 “정보 지성 시대 1917, 문운당, pp. 199~209”¹ 를 읽어 보기를 권하고 싶다. 여기에선 어떻게 해서 FANUC이 세계적인 회사가 될 수 있었나하는 기업의 이념과 그것을 행한 실제를 소개하는 것이 더 유익하리라 생각한다.

그 비결의 하나는 전기전자종합메이커에서 전업(專業)메이커로 전환한 것을 들 수 있다. FANUC은 그런 면에서 일본의 대표적인 기업이라 할 수 있다.
1972년에 설립한 FANUC은 원래 후지쓰(富士通)의 산업기계부문이었다. 작년 작고한 명예회장 이나바 세이우에몬(稲葉 清右衛門)씨가 선두에 서서, 후지쓰 산업기계부문을 스핀 아웃(Spin-Out, 친 회사로부터의 자본 관계를 거절 하고 새 회사를 창립하는 것)의 형태로 창업한 회사가 FANUC이다.
FANUC은 매출의 영업이익(營業利益)으로 30~40%이라는 숫자를 내고 있다. 후지쓰 속에 소속되어 있었으면 틀림없이 이와 같은 이익은 날수 없었을 것이다. 친정회사 후지쓰의 주식이 한 주당 50엔으로 하여 2~3천엔 단위 인데, FANUC의 주식은 50엔으로 하여 2만엔 단위로 관련업계 최상위 주가(株價)가 유지되고 있다. 여기에 2000년대에 들어서면서 매출은 배로 늘고 있다. 무엇이 매상을 올리고 있는가를 보면 많은 부분이 해외에서의 매출이다. 지금은 국내 매출 비율은 전 매출의 20% 전후, 해외 매출이 80% 전후가 되는 정도로, 매출기준으로도 글로벌 회사가 되어 있는 것이다. FANUC이 성공 할 수 있었던 것은 자사의 기술을 업계 표준으로 만들어 글로벌화한 것이었다. 제품의 기술력이 세계의 인정을 받아 자연스럽게 시장을 장악하고 매출을 상승시키고 기술의 표준을 만들어 간 것이다.
이에 관한, 나의 사적 이야기이지만, 필자가 한국으로 귀국을 권유 받아, FANUC을 떠나 한국에 귀국했었다. 그러나 여러 상황상 뜻이 맞지 않아 입사를 약속한 회사에 부임을 거절하고 스스로 회사를 설립하게 되었다, ‘리엔지니어링’을 설립한 것이다. 국내 업계에 자동화에 관한 엔지니어링을 본격적으로 시작 한 것이었다. 그렇던 어느 날, 서울대학교 계측제어과에서 강사로 나오던 삼성의 김성호 전무와 알게 되었고, 삼성의 전자제품의 신뢰성 용역을 부탁받아 해드린 일이 있었다. 이 신뢰성 문제를 해결한 공을 인정받아 부사장이 되었다며, 그로부터 부사장 승진 감사의 대접을 받게 되었었다.
‘어째서 평소 나를 괴롭히던 삼성의 CNC 메이커를 도와달라고 했었는데 그것은 어떻게 되었나.’
하고 물었더니 그는 포기 했다는 것이었다. 이유는,
‘삼성이 CNC메이커를 기도(企圖)하였으나, FANUC의 기술 특허 넷을 해치고 하는 대엔 역부족을 느껴 단념했다’
는 것이었다. 이것이 FANUC 자사의 기술 표준이 글로벌화한 된 것은 FANUC의 기술 개발력에 있었고, 이나바 사장의 기업가정신이 있었기에 가능한 것이라 생각하고 있다. 당시는 필자도 이나바 사장과 같은 연구를 하는 바람에 기술에 관한 대화를 나누는 유일한 사우(師友)관계를 가지고 있어, 필자는 그를 KIST에 초청해 연구소에서 강연을 해 받은 일이 있다. 그때 그는 나에게 말하기를 ‘자기도 회사를 위해선 독재를 하게 되는데, 박정희 대통령도 자기처럼 독재를 하고 있다. 자기는 이것을 말해 「선의의 독재」라고 부른다는 이야기를 나에 해주었다. 지도자의 선견성의 중요함을 강조하는 것이었다. 선견성이 결여된 지도자는 불행할 수밖에 없다.
FANUC이 친정사로부터 독립하게 된 것은 이나바 사장 스스로가 강력히 원해 독립되었다고 한다. 자신의 능력과 선견지명(先見之明)이 있어서인지도 모른다. 이와 같은 이야기를 하면 정신론(精神論)을 강조하는 것 같지만 도전한다는 것은 「자신의 능력과 손으로 해보겠다.」는 기업가 정신이 무엇보다도 중요함을 알 수 있다.
일본에서 시장 점유율이 높고 성공한 회사는 FANUC 말고, KEYENCE, 일본전산 등이 있다. 경영자가 다수의 주식을 보유하는 오너(Owner)형 기업이 많지만 FANUC은 다르다. 그들은 개성이 강해 나는 이런 회사를 만들고 싶다는 명확한 이념 하에 회사를 만들고 시종 초지일관으로 기업가 정신을 유지한다는 점이다.
제조업 외에 눈을 돌려보면, 재일동포 손정의(孫正義)씨의 소프트뱅크(Soft Bank)도 특징이 있다. 그를 보아도 그렇듯이 성공한 회사는 오너형 기업가 정신을 가지고 있다. 성공한 화사는 거의가 이런 회사들이다.
어째서 오너형 회사가 강한가하면 오너는 꿈과 이념을 가지고 있기 때문이다. 「이와 같은 회사를 만들고 싶다.」, 「이와 같은 사회에 기여하고 싶다」, 또는 「세상에 기여하고 싶다」등의 생각이 있기 때문이라 생각한다. 그것도 손님이 찾는 가치 있는 창의적인 것을 실현하려는 마음이 있다. 동시에 도와주는 종업원을 행복하게 하고 싶다는 마음가짐이 있다. 필자는 늘 회사에서 사장과 이야기 나누는 입장에 있었는데, 직원은 물론 청소 아주머니를 만나도 그에 존댓말을 쓰며 응답함을 보았다. 이를 배워 나도 귀국해서는 이와 같은 언행과 행동을 진심으로 한다. 세계일류를 만들려면 무엇인가 달라도 다르다. 서로 인간을 존중하는데서 양호한 품질이 나온다는 자기 것을 만드는 마음으로 만들고 공을 들이기 때문이다. 실로, 회사의 근로 문화에도 신경 쓰는 사장을 보고 함께 일하고 느끼며 귀국한 것이었다, 위에 상술했던 귀국 후 국내기업에 입사를 고사한 이유가 바로 상대를 존중하지 않은 분위기가 있던 그 회사에 견딜 수가 없을 것 같아 약속한 회사에 부임을 거절한 것이었다.
결론적으로 제3차 산업 혁명을 생각해보면 메카트로닉스라는 기계의 메커니즘과 전자기술의 융합체에 컴퓨터기술을-주로 IT기술을 융합한 CNC 공작기계와 인간을 대신하는 산업용 로봇 개발로 이들 기계가 합심해 가공하는 사상 처음의 무인자동화 기술을 탄생시킨 것은, 마치 어머니가 애를 낳아 키워 교육시키고 성공시키는 것과 같다. 제3차 산업 혁명이 바로 영리한 애를 낳아 교육시키고 공부시켜 자립하게 한 것이면, 제4차 산업 혁명은 지능기계에 지식과 지혜를 넣어 주어 더 높은 지능과 지혜를 키워주는 기술 혁신이라 나는 생각하고 있다. 모든 기술의 변모는 인간을 위한 것이나 실재로는 인간이 우선이다 하는 사람이 알고 보면 사탄임을 알고 슬퍼하고 있다. 원래 기술혁신 산업 혁명이라는 것이 별게 아니다. 다 인간사회에 기여하기 위한 소수 인간의 지혜가 대중에 공감 받는 것이다. 그래서 제4차 산업 혁명은 이전 보다 더 지능화시켜 제조 능률을 형상시켜 사회에 부를 가져다주는 과정이라 생각하게 된다.
제조기술에 이런 날이 온다는 이야기는 1988년 무인자동시스템을 개발하고 나서, 제4차 국제공작기계기술자 회의(1991년)에 오사카(大阪)인덱스 국제회의 홀에 “앞으로의 공작기계”라는 제목으로 초청 강연한 바가 있다.²
요지는 「공작기계가 고정된 곳에서 제품을 만드는 시대에서 가동성을 가진 공작기계가 개발 되어야한다」는 강연이었다.
제4차 산업 혁명의 첫 테이프를 끊은 나라는 독일이었다. 그때 국제 전시 전에 독일이 들고 나온 전시품이 물건의 가공 성격에 따라 제조공정 구성이 순시로 가공 제조 모듈 구성이 지능기계와 로봇이 일손 빌리는 일 없이 꾸며지는 시스템을 보여준 것이었다. 가공의 효율과 기계의 가동률을 높이는 아이디어의 실현이었다. 제4차 산업 혁명의 기폭제였다.
고국에 와보니 민노총이 왜 존재하는가를 늘 생각하게 된다

파괴적 이노베이션- 창조에의 길
제3, 4차의 파괴적 이노베이션을 간략히 보면 오스트리아의 경제학자 조지프 슘페터는 창조는 파괴적 이노베이션으로 시작된다고 했다. 제 3, 4차 산업 혁명에선 어떤 파괴적 창조가 이루어 졌는가를 간략히 살펴보기로 한다.
1960년 필자가 대학을 나올 무렵 미국에서 태어난 반도체, 대형 컴퓨터는 창조적 파괴의 기폭이 되었고, 이를 통해 제3차 산업 혁명이 일어나게 된다. 기계와 전자기술 융합으로 생긴 메카트로닉스 기술은 기계의 지능화를 가능케 하고, 숙련 노동자의 일을 대신해주는 CNC 공작기계가 개발되었으며, 작업 채비를 해주는 숙련공역을 대신해주는 산업용 로봇의 등장으로 공장은 무인화(Factory Automation, FA)가 가능해졌다. 신속하게 이 기술을 개발한 일본은 1980년대 까지 성능 ‧ 품질개선으로 미국세를 몰아내고 전자 제품의 왕자가 되었다. 1980년대까지는 제조기술은 일본이 압도적으로 미국을 앞서고 있었다.
그러나 제3차 산업 혁명 후반부터 컴퓨터 세계가 개인용 컴퓨터(PC), 인터넷, 스마트폰의 출현으로 일본의 전자제품은 미국에 몰리게 된다.³ 결국 일본은 제4산업 혁명을 위한 창조적인 파괴가 미국에 뒤졌던 것이었다.
그 후로는 전부라 해도 과언이 아닌 제4차 산업 혁명의 창조적인 파괴도 미국이고, 이로 생기게 된 전자제품은 물론 자동차, 금용 등 광범위한 분야에 제4차 산업 혁명의 핵심기술인 IoT, 인공지능, 전기자동차, 자동주행, 3D 프린팅 외에 크라우드펀딩(Crowdfunding), 크라우드소싱(Crowdsourcing), 블록체인기술(Block chain Technology), 핀테크(FinTech) 등이다. 이하 이를 간략히 소개하면,⁴

① 크라우드펀딩과 크라우드소싱
크라우드펀딩은 군중(Crowd)으로부터 자금을 조달하는 의미이다. 신제품 개발 또는 아이디아 개발 등에 인터넷상에서 불특정인 것으로부터 출자금을 모집하는 것을 말한다. 한편 크라우드 소싱은 군중으로부터 조달한다는 뜻으로 인터넷상에서 불특정 다수인으로부터 아이디어를 모집하는 것을 의미한다. 크라우드소싱으로 생긴 성과는 의뢰한 주체의 것이 되는데, 성과물에 대한 아이디어를 제공한 사람에 금전적인 보수를 지불하는 일도 있다. 혹은 아이디어 제공자가 스톡옵션을 요구하는 일도 있기도 하며, 금전적인 보상은 사양하고 사회적인 과제 해결에 기여함으로 만족하는 이도 있다. 또는 아이디어를 대학 연구자와 공동으로 연구해 시장 가치를 올리는 일을 선택해 결과에 대한 마무리도 가지각색이라 할 수 있다.

② 블록체인기술과 핀테크
블록체인 기술도 제4차 산업 혁명 중 주요한 파괴적 가술의 하나라 할 수 있다.
블록체인은 분산형(分散型) 네트워크시스템으로, 모두가 감시할 수 있으므로 개찬(改竄, 고의로 일부 글자나 구절을 고침)을 할 수 없게 설계가 되어있다. 기존의 기록(Block)에, 새로운 기록을 추가할 때는 차례로 체인처럼 추가 할 수 있다. 그러므로 ‘블록체인’이라 불러지는 것이다. 이 기술을 쓰면 종래의 중앙에서 관리ㆍ감시하는 금용시스템을 일변 시킬 수 있어 지금까지 제3자 기관, 은행, 카드사에 맡겼던 것을 블록체인을 활용하면 직접 자신이 관리 감시할 수 있다.
또 하나의 데이터 관리 베이스로 관리하던 중앙관리형에 대하여도 분산형에 선정한 데이터를 복수의 데이터로 보관할 수 있어 관리가 안전하다.
한편 이 기술은 여러 가지 무역, 거래든 여러 가지에 이용이 가능함으로 응용력이 크다. 기존의 시스템을 쉽게 바꿀 수 있다는 것이 효율화라 생각되지만 잘못하면 달리 사용될 가능성을 숨겨져 있는 것이 결점이라 하겠다. 오늘의 미국, 한국에서 말이 많은 선거 투표 조작은 이 기술이 이용되고 있다. 우리나라 컴퓨터 IT 기술도 알아주어야한다.
또 최근에 와서 금융 핀테크(Finance Technology = Fintec)와 IT기술을 연계하면 스마트폰으로 신용카드 결제가 가능해진다. 이와 같은 기술의 보급은 앞으로의 사회변화가 크게 달라지리라 생각이 든다. 이외에도 공유경제(Sharing Economy)역시 제4차 산업 혁명에 중요한 요소가 된다고 한다, 택시 배차 서비스 같은 개인의 유휴(遊休)활성화는 더 편해지리라는 것이다.

③ 전기자동차와 자동운전
100년이라는 역사를 가진 자동차 산업은 크게 변하리라는 생각을 하게 된다. 10~20년 사이에 전기자동차가 본 귀도에 오르면 자동차산업의 구조가 달라지리라 생각이 든다.
전기자동차와 자동운전이 주류가 되면 신흥 전기자동차 메이커인 ‘테슬라’(Tesla Motor) 뿐만 아니라 지금까지 자동차를 만들어보지 못하였던 새로 참여 하는 회사가 생기리라 생각한다. 구글(Google), 웨버(Weber), 그리고 애플(Apple)등이 새로 참여 하는 후보자가 될 것이다. 물론 그 외에도 후보자가 나오리라 생각이 든다. 이유는 전기자동차의 구조가 단순해지고, 부품수가 대폭 줄어들어 종전의 엔진조립 등과 같은 고도의 조립기술이 필요 없게 되고, 변속기와 같은 트랜스미션이 불요해져 종전의 기술이 불필요하게 된다. 즉 자동차의 심장이라 생각되는 가솔린 엔진은 없어지고, 대신 모터와 배터리가 엔진을 대신 하게 돼 자동차의 구조가 간단해진다. 결국 자동차의 제조비도 낮아질 수 밖에 없다. 결국 차 판매 경쟁과 평가는 다양해져, 차 겉모양 즉 차체의 미적 호응, 자동운전 소프트웨어의 우열, 자동운전의 수준은 자동차 가치의 결정적인 기준이 된다.
차 값을 좌우할 자동운전은 센서와 인공지능의 기술력이 가장 중요하다. 이는 불특정 다수인의 기여를 필요로 하는 서비스와 아이디어, 또는 Contents를 얻는 프로세스인 크라우드소싱 (Crowdsourcing) 도입의 상조효과(相助效果)도 있어 자동운전의 기술진보가 가속되고 있다.
한편 IT기업 그룹도 독자의 Google Map 과 인공지능 서비스기술을 구사한 자동운전 기술이 더욱 진화되고 있다. 그리고 자동차에 탑재하는 센서와 카메라로 얻는 정보와 Google Map과의 조합으로 상세한 3D Map 작성이 구글의 Map 데이터와 화상 데이터를 이용하며 인공지능과 학습을 반복하면서 자동 도행의 실현을 목표로 개발 되고 있다. 구굴이 앞으로의 자동차 메이커를 생각하고 있는지 모르겠다. 오늘의 朝鮮日報에 애플사의 자율 주행자 ‘Apple Car' 의 상상도가 기사에 나온 것을 보면서 생각하게 된다. ( ‘21. 1,9, A14).
여러 자동차 메이커의 자동운전 기술의 정거장 역을 하는 것만은 사실이다.
한편 요즘 화제가 되는 수소차가 미래의 전기차의 라이벌이 될 가능성이 크다. 관심 있는 분은 필자의 저서(“Collections Communication with My Revered Friends” PP.63~70, 2020,11. 문운당)⁵을 참고해주었으면 한다.