분석 대상 기술은 제조설비 OEE(Overrall Equipment Effectiveness) 성능평가지표 표준, 제조설비 소프트웨어 및 펌웨어 관리 기술 표준, 설비 및 Tool Life Cycle 관리를 위한 정보모델과 인터페이스 표준, 실시간 4M1E 생산정보 데이터 교환 표준, 디지털 공장 모델링 및 시뮬레이션 기술 표준, 클라우드 기반 산업 IoS 기술표준, 중소 제조기업용 ERP와 MES 통합 모델 표준, 수직통합 및 수평통합을 위한 생산관리 시스템 통합 연동기술, 스마트제조 클라우드 서비스를 구축 및 운영하기 위한 산업IoS 플랫폼 모델과 인터페이스 표준 개발과 관련된 기술들에 대해서 특허분석을 했다. 이 글은 국가기술표준의 최근 자료를 바탕으로 그 내용을 정리했다. 공정 모델 분야의 전체 특허출원 동향을 보면, 2000년대 초반에 가장 많은 출원량을 보이다가 현재까지 최고점 대비 80% 수준의 출원 활동을 하고 있는 것으로 나타났다. 연도별 출원량의 차이가 20건 정도 내외의 차이만 존재하여 출원량이 감소하는 것으로 판단하는 것은 무리가 있으며, 각자의 기술 분야에서 양보다는 질적인 특허 활동에 집중할 때 나타나는 그래프의 형태로 볼 수 있다.
스마트공장 기술 주도권 확보를 위한 세계 각국의 특허전쟁이 시작됐다. 국가기술표준원이 최근 발표한 보고서에 따르면, 스마트공장 관련 유효 특허는 총 1,842건이며, 공정모델의 경우 미국이 157건으로 가장 많았고 산업 데이터는 일본 173건, 스마트 커넥티비티는 미국과 유럽이 각각 179건, 134건이었으며, 보안은 미국이 350건 등 선진진영의 출원이 봇물을 이뤘다. 이 보고서는 전문가들의 도움을 받아 분석 대상을 공정모델, 산업 데이터, 스마트 커넥티비티, 산업용 통신 보안 4가지로 진행됐으며, 분석 대상 특허는 2015년 10월까지 공개된 특허이고 한국, 미국, 일본, 유럽 및 국제특허(PTC)를 포함했다. 그 내용을 정리했다. 공정모델 특허동향 공정모델 분야의 전체 특허출원동향을 보면 산업발달과 함께 우상향으로 점진 증가하고 있으며 미국의 출원(157건, 46%)이 많은 영향을 끼치고 있다. 산업 데이터 분야(35건, 9%)나 보안 분야(25건, 4%)와는 다르게 한국 내 출원 건이 71건(21%)으로 비교적 많은 것과 점유율을 보이고 있는 것이 차이점이라 하겠다. ▲ 그림 2. 공정모델 각 출원인의 출원 점유율 현황 국가별 출원 추이를 보면 좀 더
스마트공장에 가장 기반이 되는 공정모델은 수요정보 면에서 본 생산 형태에 따라 고객이 제품 시방을 결정하는 주문생산방식과 생산자가 제품의 시방을 결정하는 예측 생산으로 분류할 수 있다. 또한, 생산의 반복성으로 본 단속 생산, 개별 생산, 로트 생산, 연속 생산 및 대량 생산 형태로 구분하고, 품종과 생산량에서 본 소품종 대량 생산, 다품종 소량 생산 형태, 생산 흐름의 연속 여부에서 본 단속 및 연속 생산 형태와, 생산량과 기간에서 본 프로젝트 생산, 개별 생산, 대량 생산 형태로 구분할 수 있다. 여기에서는 공정모델의 표준화 주요기술과 시사점을 소개한다. 스마트공장은 연관된 전방 및 후방산업 주체들과 기능 등이 서로 연동되어 하나의 제품에 대해 주체들이 하나의 가치 사슬을 공유하게 되며, 이를 위해 수평과 수직 간의 고도화와 지능화가 필요하다. 스마트공장은 궁극적으로 제품의 기획, 설계, 생산, 유통판매 등 전 과정이 IoT, CPS, IoS 등의 ICT와 융합하여 자동화 정보화되어 가치사슬 전체가 실시간 연동 통합됨으로써 생산성 향상, 에너지 절감, 인간 중심의 작업환경을 구현하고, 최적 비용과 시간으로 고객 맞춤형 제품을 생산하는 공장이라고 볼 수 있
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