메카트로닉스 산업현황과 전망 한국생산기술연구원

메카트로닉스란? 메카트로닉스: 기계공학과 전자공학이 복합된 기술 (1970년대, 일본) 기계 전자 정보 메카트로닉스 통신 생명 나노 바이오 메카트로닉스, 나노메카트로닉스, 광 메카트로닉스

메카트로닉스기술 응용제품 메카트로닉스 제품: 현재 사용되고 있는 거의 모든 기계  메카트로닉스 제품: 현재 사용되고 있는 거의 모든 기계 메카트로닉스 분야: 제조업, 비제조업, 서비스 등 전산업

메카트로닉스 패러다임의 변화 21세기 6T산업과 민생제품의 경쟁력을 좌우하는 핵심기술 신상품 출현을 촉진하는 통합기술 신상품 출현을  촉진하는 통합기술 핵심 메카트로닉스 분야의 전략적 육성 중요

2020년경 시장규모 예측결과 – 미쯔비시연구소(1999) 메카트로닉스 세계시장 $5조4500억 $1조4000억 Personal Robot $1조 FA저널 IT BT RT 2020년경 시장규모 예측결과 – 미쯔비시연구소(1999)

FA관련 메카트로닉스 기기 공작기계 산업용로봇 CAD/CAM PLC 센서 공장자동화(FA)

FA관련 세계시장 수요: 유럽 38%, 아시아 35%, 미국 24% 생산: 미국 35%, 일본 25%, 유럽 20% 기종 단위:억불 기종 1990 1995 1997 연평균 증가율 (1991～1997) NC공작기계 129 166 181 5.0 산업용로봇 73 38 53 6.9 CAD/CAM 178 224 283 6.8 PLC 37 52 58 6.6 Sensor류(FA용) 86 123 8.6 계 475 566 678 5.2 자료 : 산업연구원, 『메카트로닉스산업의 발전전략』, 1999. 수요: 유럽  38%, 아시아 35%, 미국 24% 생산: 미국 35%, 일본 25%, 유럽 20%

FA관련 국내시장 구 분 1990 1995 1996 1997 연평균 증가율 NC공작기계 3,244 5,898 6,510 구    분 1990 1995 1996 1997 연평균 증가율 NC공작기계 3,244 5,898 6,510 5,276 7.2 산업용 로봇 248 2,212 2,297 1,874 33.5 CAD/CAM 637 1,532 1,797 1,888 16.8 P L C s 312 1,000 1,100 950 17.2 자 동 창 고 755 - 1,850 1,730 12.6 기       타 1,610 2,354 2,763 2,930 8.9 계 6,806 16,094 16,317 14,648 11.6

FA관련 국내현황 인력 절감을 위한 자동화 투자의 증대(80년대) 자동차 산업으로부터 전 제조업체로 자동화 파급 인력 절감을 위한 자동화 투자의 증대(80년대)   자동차 산업으로부터 전 제조업체로 자동화 파급  국내 공장들의 자동화 율: 55% ,1995년 (일본 83%)    IMF이후, 설비투자 둔화 반도체,이동 전화 등 신규시장 성장

메카트로닉스기술의 구성요소 액츄에이터 구동계 센서 제어기 • CNC • 로봇 제어기 통신, S/W • DC 서보 모터 • AC 서보 모터 • 스텝 모터 • 서보 드라이브 • 인버터 • 감속기 구동계 • 정밀 고속 베어링 • 리니어 가이드 • 볼 스크루 등. 센서 • 엔코더 • 카메라 • 온도, 힘센서 등 제어기 • CNC • 로봇 제어기 • PLC 통신, S/W

메카트로닉스산업 연계 연계성부족 <기술 수요처> <기술 공급처> <핵심부품 공급처> 연구그룹 생산기반 산업체 생산기반 산업체 -Manipulator -공작기계 -SMD -반도체 (단순 반복 작업) -로봇,자동화 -Manipulator -화상인식 -공작기계 -Human Interface -SMD -각종센서 -반도체 연계성부족 (단순 반복 작업) (고기능,신기술) <핵심부품 공급처> 기술요소 부품 -감속기 -모터 -베어링 및 가이드 (고성능, 고정밀)

메카트로닉스 응용기기의 원가 원가의 60%이상 부품수입 20% 5% 30% 10% 15% ( 기타 ) ( 제작비 ) ( 서보모터/드라이버 ) ( 감속기, 가이드 ) ( 제작비 ) ( 기타 ) ( 기타 하드웨어 ) ( 제어기 ) 원가의 60%이상 부품수입

경기도 메카트로닉스 산업 사업체 36.4%가 경기도에 입지 연구개발비 46.4%, 성장잠재력 큼 시흥, 안산, 화성 등 경기 서남부 지역중심 구분 사업체 종사자수 출하액 연구 개발비 전국 2,934 69,947 9,728 257 서울 8.4% 5.9% 4.0% 4.8% 인천 13.8% 11.9% 9.9% 8.3% 경기 36.4% 35.1% 32.6% 46.4%

메카트로닉스산업의 유망분야 나노 자동화 로봇 광 바이오

로봇산업의 변천

로봇 분류 대표 작업 가사, 생활, 여가 지원 철골 조립/용접, 벽체, 수중, 의료, 과일수확 등 용접, 조립, 반송, 도장 일본 개인용 비제조업용 산업용 서비스 필드 IFR 개인용서비스 로봇 전문가용 서비스 로봇 산업자원부 가정용 서비스 / 필드 첨단 제조용

일본의 로봇산업현황 산업용 비제조업용 개인용 Fanac, 야스카와, 카와사키 등 세계시장의 30%이상 점유(세계1위) 건설용(가지마 건설 ), 통신선로보수(NTT) 개인용 생활지원(청소, 경비, 환자이송보조 로봇 등) SONY, Honda, NEC, 미쓰비시, Omron(완구, 안내 로봇)

로봇산업 육성 현황 선진국 로봇 발전은 정부의 정책적 육성으로 큰 혜택을 받음. 일 본 현재 세계 1위의 로봇 강국 - 미국과 유럽에 대한 지속적 우위 확보 전략 구현 (산업용 로봇은 일본정부의 강력한 Drive의 산물) 로봇 전분야에 투자 - H/W dependent S/W에서는 앞서 간다는 기본 전략  SONY AIBO – 가정용 로봇에서 먼저 투자하고 먼저 기술특허를 소유  HONDA Humanoid ASIMO - 최고의 기술을 먼저 개발 “21세기 로봇 챌린저” 계획 – 경제통산성 차세대 로봇 2002년 시작, 목표: 2020년 로봇산업~자동차산업 (모든 가능성에 지원한다) 미 국 지능 로봇은 미국이 반드시 갖추어야 될 6대 기술의 하나로 분류 첨단 로봇 (우주, 군사, 필드 로봇) 위주로 투자 E U 10년 전부터 대규모 산학연 합동 연구 프로젝트 실시 한 국 산업용로봇 위주로 단기성 투자;시기적으로 늦은 투자;기반기술 투자 부족 단기성, 자금을 나누어주는 주는 방식의 투자로 큰 효과를 거두지 못함 서비스 로봇 분야의 소규모 투자가 진행되고 있음 퍼스널 로봇에 대한 투자는 거의 없음

개인용 로봇 시장규모 예측

개인용 로봇 수요 가사지원 주방 조리, 운반, 설거지, 정리 청소 유리창, 벽, 화장실 주택관리 경비, 소방, 안전, 정원, 세차 심부름 운반, 파워보조, 심부름 생활지원 간호간병 배변, 목욕, 의료정보 전달 재활지원 휠체어, 기능회복 정보지원 통신, 인터넷 검색, 교육보조 여가활용 오락 애완, 음악, 게임, 댄스, 대화 스포츠 스포츠 상대, 심판, 훈련 공공복지 도우미 안내, 사무보조, 건물경비 의료 병원내 배송, 간호보조

로봇분야의 시장전망 향후 10년간 로봇 시장을 선도하는 분야는 퍼스널 로봇 시 장 도 입 기 (2000 ∼ 2005) 시 장 폭 발 기 (2006 ∼2015) 시 장 성 숙 기 (2016 ∼ ) $5,000억 Personal 로봇 보급 Pet/청소 로봇 중심의 시장 형성 (예, SONY의 AIBO) Service 로봇 보급 Personal 로봇 본격적인 보급 Welfare 로봇의 등장 Field 로봇 보급 Service 로봇 본격적인 보급 1가구 1로봇 이상 차세대 로봇의 비중 로봇전체 퍼스널 로봇의 비중 $100억 $1,000억 20% 10% 2000년 2010년 2020년 자료: IFR UN-ECE, World Robotics 2000, 미쯔비시 연구소, 21세기 기술과 산업(1999. 4)

로봇 로드맵

로봇 산업에서 한국의 위치 산업용 로봇에 있어서 한국은 로봇 강국 구분 시장 규모 사용 대수 로봇 밀도 1위 (단위 : 백만 달러 , 대 ) 구분 시장 규모 사용 대수 로봇 밀도 1위 일본 ( 2,366) 일본 (402,212) 일본 ( 280 ) 2위 미국 ( 1,210 ) 미국 ( 92,860 ) 한국 ( 116 ) 3위 독일 ( 539 ) 독일 (81,203 ) 독일 ( 102) 4위 이탈리아 ( 318 ) 이탈리아( 34,991) 스웨덴 (69) 5위 프랑스 ( 183 ) 한국 ( 33,656 ) 이탈리아 ( 67 ) 6위 한국 ( 89 ) 프랑스(18,163) 핀란드 (51 ) 주 : 1999년 상황, 로봇 밀도는 산업인구 10000명당 로봇 수 한국의 이탈리아보다 큰 시장이나 IMF 위기 때문에 일시적으로 시장규모가 낮아짐 자료: IFR UN-ECE, World Robotics 2000

퍼스널 로봇의 SWOT 분석 퍼스널 로봇은 한국에 적합한 차세대 산업이며 시기적으로 지금이 바로 투자의 적기이다. S W 강점  좋은 로봇기술기반  강한 IT, 가전기술  로봇문화에 익숙함  빠른 추진력의 문화  로봇의 특성이 한국에 적합 약점  요소부품 기술 취약  기술인력의 부족 장기적 비전과 실천 부족 중소기업위주로 자본력 취약 연구개발 지원 체계 미흡 S W 퍼스널 로봇 산업 육성 내부여건 외부환경 T 기회  IT, 바이오 산업 이후 차세대 산업으로 떠오르고 있음  향후 가장 큰 시장을 형성 로봇 기술은 파급효과가 매우 큼 아직 미국/일본에서 본격적 투자 않았음 위협  시장 미성숙 강력한 해외 경쟁자 미국/유럽/일본에서 정부주도의 과제를 준비 중

업계의 기술개발추이

지역특화 전략 지역특화에 맞춘 Top-down 식 목표설정 문제 목표 극복 전략 1 국가지원 차별화된 센터구축 국가적 HUB 센터 유치 (Top-down) Backbone기술 공유 정부의 사업자금 확보 2 지역산업지원 (인력,자금,기술) 지역활성화 지역산업분석 (SWOT), 선별적 지원 기업진단 체계구축 (자동화 지원) 분야별 네트웍 구축 3 신규산업 조성 우량기업유치 차별화 된 Vision개발, 홍보 최적의 기업환경조성 (인센티브 부여) 기업의 선별적 유치 4 신규제품 개발 연구개발 풍토조성 제품 중심의 개발 전략 (Top-down) 연구개발사업 활성화 공유기술/부품의 최대화 IT,BT기술접목