사이버-물리시스템(CPS, Cyber-Physical Systems)의 개념/산업특징
작성자 : nhk2050 분류 : 시제품 | 공통지식 작성일 : 2018.03.15 10:37:24 조회 : 16818 키워드 : 사이버물리시스템,스마트팩토리,CPS,4차산업혁명,시제품
(요약/배경)
CPS는 모든 사물들이 서로 연결되어 정보를 교환하는 사물인터넷(Internet of Things)에서 컴퓨팅을 이용한 사이버세계와 물리세계가 발전된 IT기술을 통해 유기적으로 융합되어 사물들이 서로 소통하며 자동적, 지능적으로 제어되어 지는 시스템이다. 기존 임베디드 시스템의 미래지향적이고 발전적인 개념으로써 기존의 전통적인 산업에 ICT기술이 결합되어 기존 산업과 서비스에 새로운 부가가치를 부여하고자 융복합 산업을 구현하기 위한 핵심기술이다.
(CPS란?)
CPS는 컴퓨팅 장치와 같은 사이버 시스템(Cyber System)을 통해 실세계의 사람·운영환경·기계장치와 같은 물리시스템(Physical System)을 네트워크로 통합하여 신뢰성 있게 자율제어 하는 시스템임. CPS를 적응형/지능형/실시간/분산기술이 융합된 제어시스템으로 정의하고, 핵심필요기술로써 하이브리드 모델링 기술, 시뮬레이션 및 검증 기술, 자율제어 기술, 사이버보안, 통신 및 연동 기술, 무선센싱 등이 있음.
스마트 제조 CPPS(Cyber Physical Product System)는 위의 CPS 기술들을 제조를 위한 공정별 기술로 다시 재분류될 수 있음. 이는 제품 기획/수요조사 -> 공정 설계 -> 생산 ->출시/유통의 과정으로 제품 Life Cycle을 Loop하는 제조업의 공정에 맞추어 고신뢰성의 산업네트워크 기술과, IoT산업보안강화기술, Cyber제품설계기술,Mass Customization공정시스템기술, 지능화된 자율 제어가 가능한 스마트생산/스마트유통기술 등으로 정의한다.
(스마트팩토리 CPS산업의 특징)
사이버시스템과 물리시스템간의 정밀한 모델링 및 시뮬레이션 기술을 적용해 각종 산업 분야에서 새로운 서비스 및 가치 기회를 창출함. 인간과 기술적 시스템 사이의 쌍방향 협업은 숙련된 노동인력의 부족 문제와 점증하는 작업장내의 다양성(연령, 성, 문화적배경 등)을 해결함으로서 지속적인 생산성을 유지할 수 있음. 일반적으로 OS 기술이 갖는 한계점인 기술 지원 및 유지보수 문제를 해결함으로서 새로운 시장개척 기회를 확보함.무인자동차, 무인항공기 등 조립 산업이 CPS로 진화함에 따라 자율제어를 위한 시스템, SW, 부품수요가 폭발적으로 성장할 것으로 예상되는 상황에서 솔루션 공급산업의 주도가 가능함.
국내원천기술을 확보하여 외산대비 저렴한 가격으로 고신뢰 OS를 제공함으로서 국산화를 통한 가격경쟁력 확보함. CPS시스템의 기반 연동 미들웨어 플랫폼 확보를 통하여 전산업분야에서의 대규모 복합 CPS시스템에 대한 신속한 개발 및 각 산업의 스마트화 조기 달성함. 각 산업에서 가치 사슬상에 존재하는 시스템들 간 연동을 통하여 가치사슬 통합을 조기에 달성하고 이를 통해 다양한 새로운 비즈니스모델 및 산업생태계 창출함. 소비시장의 글로벌화로 소비의 표준화가 촉진되는 동시에, 개인화에 따른 개인맞춤형 소비추세로 대량생산과 맞춤형 유연생산요구 증대함.
기능품질에서는 글로벌 표준을 요구하면서도 개인화 요구에 따른 다양한 수요 변화를 실시간 반영하고 유연생산을 통해 신속한 대응 필요하다. ZARA, UNIQLO 등의 SPA는 1)현장수요파악 2)스피드와 타이밍, 3)생산의 효율화를 통해 좋은 제품을 대중적 가격에 파는 대량 맞춤 생산을 선도하고 있다.
(스마트팩토리 CPS산업의 시장성)
4차산업혁명의 가속화와 함께 세계주요국가의 정부, 주요 기업들의 참여로 CPS시장은 향후 가파른 성장이 예상됨. CPS기술의 세계 시장 규모는 향후 2020년 약 1.99조 달러로 전망된다.
Tip
CPS시장은 가파른 성장을 통해 차량용 반도체 등 자동차 관련 시스템을 제외한 전통적 임베디드시스템 시장을 능가할 것으로 예상됨. 국내 CPS시장은 2015년 약4.1조원에서 2020년 약17.1조원규모로 성장할 것으로 전망하고 있다.
<참고자료> ☞ 본문 답변과 관련된 사이트, 문헌자료
- smroadmap.smtech.go.kr/.../중소기업%20기술로드맵_전략보고서_12_스마트팩토리....
- www.k-smartfactory.org/dokuwiki/lib/exe/fetch.php?...스마트팩토리...pdf