4차 산업혁명이란?

2016년 1월 20일 스위스 다보스에서 열린 '세계경제포럼(WEF)'^각주1) 은 '4차 산업혁명의 이해(Mastering the Fourth Industrial Revolution)'을 주요 의제로 설정했다. 그간 저성장, 불평등, 지속가능성 등 경제 위기 문제를 다루어온 다보스포럼에서 과학 기술 분야가 의제로 꼽힌 것은 포럼 창립 이래 최초였다.

4차 산업혁명이라는 용어는 앞서 독일이 2010년 발표한 '하이테크 전략 2020'의 10대 프로젝트 중 하나인 '인더스트리 4.0(Industry 4.0)'에서 '제조업과 정보통신의 융합'을 뜻하는 의미로 먼저 사용됐다. 이후 WEF에서 제4차 산업혁명을 의제로 설정하면서 전 세계적으로 주요 화두로 등장하게 되었으며, 포럼 이후 세계의 많은 미래학자와 연구기관에서 제4차 산업혁명과 이에 따른 산업·사회 변화를 논의하기 시작했다.

4차 산업혁명

정의

4차 산업혁명의 주창자이자 WEF 회장인 클라우스 슈밥은 자신의 책 <4차 산업혁명>에서 4차 산업혁명을 '3차 산업혁명을 기반으로 한 디지털과 바이오산업, 물리학 등 3개 분야의 융합된 기술들이 경제체제와 사회구조를 급격히 변화시키는 기술혁명'으로 정의했다.

그는 "우리는 지금까지 우리가 살아왔고 일하고 있던 삶의 방식을 근본적으로 바꿀 기술 혁명의 직전에 와 있다. 이 변화의 규모와 범위, 복잡성 등은 이전에 인류가 경험했던 것과는 전혀 다를 것이다"라고 말했다.

이전의 1,2,3차 산업혁명은 △제1차 산업혁명(1760~1840년) : 철도·증기기관의 발명 이후의 기계에 의한 생산 △제2차 산업혁명(19세기 말~20세기 초) : 전기와 생산 조립라인 등 대량 생산체계 구축 △제3차 산업혁명 : 반도체와 메인프레임 컴퓨팅(1960년대), PC(1970~1980년대), 인터넷(1990년대)의 발달을 통한 정보 기술 시대로 정리된다.

3차 산업혁명을 기반으로 도래할 4차 산업혁명은 ‘초연결성(Hyper-Connected)’, ‘초지능화(Hyper-Intelligent)의 특성을 가지고 있으며, 사물인터넷(IoT), 클라우드, 등 정보통신기술(ICT)을 통해 인간과 인간, 사물과 사물, 인간과 사물이 상호 연결되고 빅데이터와 인공지능 등으로 보다 지능화된 사회로 변화될 것으로 예측된다.

이와 관련해 슈밥이 제시한 '4차 산업혁명'이라는 개념이 타당한가에 대한 일종의 '세대 논쟁'이 있다. '3차 산업혁명'이라는 용어는 2011년 미국의 미래학자 제러미 리프킨이 '인터넷에 의한 커뮤니케이션 발달과 재생 에너지의 발달에 의해 수평적 권력구조로 재편되는 혁명'이라고 처음 제시했다.

리프킨은 슈밥의 '4차 산업혁명' 주장에 대해 "제4차 산업혁명을 언급하는 것은 시기상조다. 현재 일어나는 놀라운 변화들은 제3차 산업혁명인 정보화 혁명의 연장선에 불과하다"고 비판한 것으로 알려졌다.

융합의 선도기술

슈밥은 4차 산업혁명을 이끄는 10개의 선도 기술을 제시했는데, 물리학 기술로는 무인운송수단·3D프린팅·첨단 로봇공학·신소재 등 4개, 디지털 기술로는 사물인터넷·블록체인·공유경제 등 3개, 생물학 기술로는 유전공학·합성생물학·바이오프린팅 등 3개다. 이러한 기술을 기반으로 클라우드 컴퓨팅, 스마트 단말, 빅데이터, 딥러닝, 드론, 자율주행차 등의 산업이 발전하고 있다고 봤다.

사물인터넷(LoT)은 다양한 플랫폼을 기반으로 사물(제품, 서비스, 장소)와 인간을 연결하는 새로운 패러다임을 창출하고 있고, 이러한 환경에서 생성되는 다양한 데이터를 처리하기 위한 클라우드 컴퓨팅 및 빅데이터 산업이 발달한다는 것이다. 또 이에 인공지능(AI)이 더해지며 다양한 서비스 제공이 가능해진다는 것이다.

이러한 기술이 제조업 현장에 적용되면 사이버물리시스템(CPS·Cyber-Physical System)^각주2) 으로 운영되며 생산성이 극대화된 '스마트 공장'이 만들어진다. CPS는 컴퓨터와 네트워크 상의 가상세계와 현실의 다양한 물리, 화학 및 기계공학적 시스템을 치밀하게 결합시킨 시스템이다. 이러한 체계가 적용된 공장인 '스마트 팩토리'는 자체적으로 정보를 교환하고, 독립적으로 작동할 수 있다.

독일 남동부 바이에른 주에 있는 지멘스 암베르크 공장은 독일의 인더스트리 4.0을 대표하는 스마트 팩토리로, 부품 제조업체·조립공장·물류·판매회사 등이 인터넷으로 연결되어 있고 공장 내 생산 장비와 부품, 제품도 센서와 바코드 정보 등을 통해 실시간으로 관리, 제어된다.

고용

4차 산업혁명은 생산성 향상 이면에 일자리 감소가 우려된다. 로봇이 저급 및 중급 기술자들의 업무를 대체하고, 언어와 이미지로 구성된 빅데이터 분석 등 인간만이 가능하다고 여겼던 업무들도 인공지능이 대체할 것으로 예상되면서, 빈곤이나 노동시장 붕괴 등의 파장이 예상된다. 또 노동시장 내에 '고기술/고임금'과 '낮은기술/낮은 임금'간의 격차가 커져 사회적 불평등이 확산되리라는 예상도 있다.

세계경제포럼은 2016년 1월 '4차 산업혁명'을 화두로 던지면서 이로 인한 일자리 영향을 분석한 '일자리의 미래 보고서'를 발표했다. 향후 5년간 세계 고용의 65%를 차지하는 선진국 및 신흥시장 15개국에서 일자리 710만개가 사라지고, 4차 산업혁명으로 210만 개의 일자리가 창출되어 500만 개의 일자리가 감소할 것으로 전망했다.

가장 큰 타격을 받을 직군은 사무관리직으로, 빅데이터 분석과 인공지능 기술을 갖춘 자동화 프로그램과 기계가 일자리를 대체해 앞으로 5년간 475만9000개의 일자리가 줄어들 것으로 전망됐다. 로봇과 3D프린팅의 위협을 받는 제조·광물업 분야 일자리도 160만9000개 감소할 것으로 예상됐다. 반면 전문지식이 필요한 경영·금융 서비스(49만2000개), 컴퓨터·수학(40만5000개), 건축·공학(33만9000개) 등의 직군에선 일자리가 늘어날 것으로 전망됐다.

한국고용정보원은 2016년 3월 국내 주요 직업군 400여 개 가운데 인공지능과 로봇기술 등에 따른 직무 대체 확률을 분석해 발표했다. 화가 및 조각가, 사진작가, 작가 등 감성에 기초한 예술 관련 직업은 자동화 대체 확률이 낮을 것으로 분석됐다. 음식서비스 종사원, 대학교수, 출판물기획전문가, 초등학교 교사, 귀금속 및 보석 세공원 등 직업들도 확률이 낮은 쪽이었다.

반면, 콘크리트공, 정육원 및 도축원, 고무 및 플라스틱 제품 조립원, 청원경찰, 조세행정사무원 등은 인공지능과 로봇 등 자동화로 대체될 가능성이 가장 높은 직업군으로 분석됐다. 사람들과 소통하는 일이 상대적으로 적고 정교하지 않은 동작을 반복적으로 수행하는 직업군으로 평가됐다.

또 스마트 팩토리의 등장은 제조업에서 노동력의 필요성을 낮추어 기존에 인건비가 싼 개발도상국의 공장을 선진국으로 생산기지를 이동하는 리쇼어링(Reshoring) 현상이 나타날 것으로 예상된다. 이미 제너럴일렉트릭(GE, General Electric Corp.)은 세탁기와 냉장고, 난방기 제조공장을 중국에서 켄터키 주(州)로 이전했다.

각국의 4차 산업혁명 전략

독일, 미국, 일본 등의 주요 국가들은 4차 산업혁명에 선제적으로 대응하기 위한 전략을 수립해 추진 하고 있다. 각국은 독일의 인더스트리 4.0, 미국의 산업 인터넷, 일본의 로봇 신전략, 중국의 제조 2025 등 자국의 산업 강점에 4차 산업혁명의 선두기술을 접목해 제조업 혁신을 도모하는 정책을 내놓고 있다.

독일은 제조업 비중이 높은 독일은 중국이나 인도의 저비용 대량생산에 점차 우위를 점하기 어렵고, 노동자들의 평균 연령이 높아지는 등의 문제에 봉착하자 2010년 10대 프로젝트로 이뤄어진 '하이테크 전략 2020'을 발표했다. 이중 '제조업과 정보통신의 융합'을 뜻하는 '인더스트리 4.0(Industry 4.0)'가 많은 주목을 받았다.

독일은 특유의 잘 갖춰진 물류·생산설비에 사물인터넷(IoT), 사이버물리시스템, 센서 등을 접목한 완전한 자동화 생산체계를 도입해 '스마트 팩토리'를 만들었다. 독일은 오는 2025년까지 자국 내 제조업 전체를 거대 단일 가상공장으로 연결하고 전세계 시장환경을 실시간으로 파악하는 유비쿼터스 맞춤형 생산을 실현하겠다는 방침이다.

미국은 인터넷을 활용하는 클라우드 서비스를 중심으로 내세우고 있다. 제조업과 인터넷 기업에서 축적된 빅데이터를 바탕으로 플랫폼을 만들고 부가가치를 창출한다는 계획이다. 2012년 '산업인터넷'을제시한 제너럴일렉트릭(GE)는 항공기, 철도, 발전기 등 산업기기와 공공인프라 등에 설치한 센서 데이터를 수집,해석해 기업 운영에 활용한다는 구상이다.

일본은 경쟁 우위에 있는 로봇 기술을 중점으로 두고 있다. 2015년 1월 일본은 로봇신전략(Robot Strategy)을 발표하고 제조업 현장에서 로봇을 활용하는 한편 간병, 인프라 등 다양한 분야에서 로봇을 이용해 데이터를 축적하고 인공지능기술까지 강화하겠다는 전략을 세웠다.

중국은 향후 10년 전략인 '중국제조 2025'를 발표하고 현재의 노동 집약적인 제조방식에 IT를 더해 지능형 생산시스템을 실현하고 제조강국 대열에 진입하겠다는 목표를 밝혔다. 이를 위해 중국은 연구개발에 2014년 1조3312억위안(약240조원) 등 막대한 투자금을 쏟아붓고 있다.

한편 스위스 글로벌금융그룹은 2016년 4차 산업혁명에 잘 대응할 것으로 생각되는 국가들의 순위를 분석한 보고서를 내놓았다. 이 보고서에서 순위의 상위권을 차지한 국가들은 선진국이거나 기술 기반의 신흥국이고, 저숙련 및 저비용 노동을 강점으로 삼던 후발국들의 경우 경쟁력을 상실하고 선진국과의 격차가 더욱 벌어지는 결과가 예상됐다. 한국은 총 139개국 중 25위를 기록한 것으로 나타났다.