21. Fraunhofer IOSB 연구소

▣ 기관 개요

o 1949년 설립된 독일 최고의 연구 재단

o https://www.iosb.fraunhofer.de

o 주소 : Fraunhoferstraße 1 76131 Karlsruhe

▣ 기관 특징

o 프라운호퍼 IOSB연구소는 독일 최고 연구재단인 프라운호퍼 연구재단이 독일의 Industry 4.0시대 자동화산업의 R & D를 주요 연구 주제로 설립한 연구소

- 다양한 고객의 요구에 맞는 개방적이고 혁신적인 소프트웨어 솔루션을 실현.

- 연구소에서 개발한 기술연구 개념과 솔루션은 새로 등장한 "Internet of Things"의 기술과 패러다임에 사용하며 Industru 4.0 이니셔티브 및 환경 정보 시스템 분야를 포함한 개발을 추진하고 있음.

- 이 연구소의 포괄적인 프로세스 및 개발 체인은 모든 분야에서 자동화, 검사 또는 민간 보안과 같은 다양한 용도로 사용되고 있음.

- 특히 무인 개발 기술은 주요 상황에서 운전자 또는 의사를 지원하고 공공장소에서는 위험을 탐지 및 분석하며 수중 무인 비행기를 이용한 심해 연구에 혁명을 일으키고 있음.

o IOSB는 산업자동화의 측정 및 제어 기술부터 임베디드 시스템, 복잡한 제어 및 MES 시스템에 이르기까지 산업용 애플리케이션에 대한 선구자적 기여를 설계, 개발 및 제공하고 있음.

o IOSB는 자동화 분야의 모든 자동화 역량을 요약하여 기업체와 공공기관 그리고 대학과의 컨소시움을 통하여 단일소스에서 서비스를 제공하고 있음.

o IOSB는 완벽한 자동화 피라미드를 위한 번들 된 서비스 범위를 통해 제조 및 공정 산업, 시스템 통합 업체 및 자동화 제공 업체의 제조 회사에 대한 미래 지향적인 솔루션을 제공하고 있음.

o 특히 Industry 4.0의 주제는 Fraunhofer IOSB에서 중요한 역할을 하고 있음

o ISOB의 자동화 사업부는 통합 데이터 및 정보 관리의 비전을 통해 모든 산업 자동화 수준에서 기능하는 시스템 솔루션을 의미하고 복잡한 생산 프로세스를 위한 실시간 IT. 서비스를 한눈에 보여주는 서비스를 하고 있음

o 또한 IOSB연구소는 Karlsruhe대학과 공동으로 ( Lemgo    Model Factory) 의 모델 공장을 설치, 자동화를 위한 정보 통신 기술 (ICT)의 미래 솔루션을 시험, 시연하고, 그 과정을 대학과 공동으로 연구하고  있음.

o IOSB는 자동화의 프로덕션을 위한 프로젝트 학습    (ML4P) 의 선도적인 연구소로 관련 산업계의 파트너와 “Fraunhofer Excellence " 이라는 인지 인터넷 기술등을 학습센터에서 연구하여, 그 내용을 대학, 기업등과 공유하고 있음.

o 특히 IOSB는  Karlsruhe 공대 (Karlsruhe Institute of Technology (KIT))와 함께 제조 공정을 생산 성숙 단계로 신속하게 가져갈 수 있는 4,500m²의 공장을 건설 하여, 산학연구의 모범 사례로 평가 받고 있음.

o 이러한 프로젝트로 건설된 ”Karlsruhe Research Factory“에서는 학교측과 연구소측이 기계 학습 및 현대 제어 기술을 사용하여 체계적인 접근 방식을 개발된 기술은 독일 기업과 산업계의 최고 기술로 평가 받고 있음.

o 기계 및 플랜트 엔지니어링 분야의 IT를 통한 효율성을 칼스루에 공대와 함께 공동 연구하고 있음.

o Fraunhofer IOSB는 제조 업계에서 복잡한 소프트웨어 시스템의 설계, 개발, 구현 및 구현에 수년간의 경험을 보유하고 있어 이 분야의 선두주자로 평가받고 있음.

o 소프트웨어의 기본 아키텍처가 IT 솔루션의 성능과 수명을 크게 결정한다는 사실은 IOSB가 반복적으로 제조 산업을 위한 많은 프로젝트를 가져 왔음.

o IOSB의 정보 기술 기술을 바탕으로 우리는 기계 및 플랜트 건설을 위해 특히 다음과 같은 서비스를 제공하고 있음.

- 플랜트 수준의 시각화, 상위 수준의 제어 및 MES 시스템과의 연결, 연결된 시스템의 제어 시스템

- 특히 소프트웨어 구성 요소 및 IT와 관련하여 기계 및 시스템을 적용 할 수 있도록 지원

- 'M2M'시스템의 사양 및 구현, 모바일 장치, 상태모니터렁 및 원격 유지 보수, 대용량 데이터 의 지능형 평가를 비롯하여 전 세계 플랜트 제어 시스템에 대한 안전한 원격 액세스

- 고급 계획 및 스케줄링, 생산 계획 및 제어, 최적화 알고리즘 개발

- 에너지 모니터링 및 에너지 관리 , 데이터 로거의 규격 및 개발

- 신규 및 기존 기계 및 플랜트 및 부품의 측정 및 제어 기술

- 미래 지향적 인 IT 아키텍처, IT 도구 및 기능성 개발, 조직의 정의 및 소프트웨어 개발 서비스 지원

o IOSB의 핵심 연구 주제인 Industry 4.0은 독일을 미래 공장인 "Smart Factory"의 선도 시장이자 선도 공급자의 역할로 독일 산업계를 위한 새로운 IT 기반 솔루션, 공동 프로젝트의 선구적인 연구, 표준화위원회 및 조직 뿐만 아니라 Karlsruhe대학  및 Lemgo의 자체 연구 공장에 대한 참여를 통해 개발을 적극적으로 추진하고 있음.

▣ 혁신 주요 사례

1. 프라운호퍼 연구소와 독일의  4차 산업혁명

1) 조직: 동 연구소는 응용연구를 통한 중소·중견기업의 혁신역량을 제고하기 위한 목적으로 설립됨

소속 연구소와 연구자 모두 응용연구를 목표로 하고 연구의 결과가 기업에 이익으로 실현될 수 있도록 설계됨

1949년 독일연방정부 출범 이후 산업계, 바에에른 주정부, 독일연방정부가 주도적으로 설립함

설립당시에는 바이에른 주의 경제발전을 위한 정부 응용연구 예산의 배분과 관리가 목적이었음

1973년부터 프라운호퍼식 모델을 통해 유럽의 선도적인 연구기관으로 자리매김함

특히 고도로 분권화된 거버넌스 모델을 기초로 하고 있으며 이는 이사회(Senate), 평의원회(General Assembly), 집행위원회(Executive Board), 과학기술위원회(Scientific and Technical Council) 등으로 구성되어 있음

2. 운영: 동 연구소는 지역별 산업 맞춤형 플랫폼을 구축하고 광범위한 연구분야보다는 기업 활용을 목적으로 특정 기술분야에 집중함

프라운호퍼는 지역별 특화산업 맞춤형 통합 플랫폼을 구축하고 있으며 이는 점차 확대되고 있음

프라운호퍼는 생명과학, 방위/보안, 정보통신, 광학 및 표면처리, 소재 및 부품, 전자공학, 생산기술, 혁신연구 등의 8개 그룹으로 구성되어져 있음

지역별로 8개의 그룹 산하에 ‘18년 3월 기준으로 72개의 연구소가 운영중에 있음

‘13년 기준 7개 그룹 산하 67개(1980년대 30여개 → 1990년대 구 동독지역 연구소 10개 흡수 → 2000년 대형연구소 10개 통합 등) 연구소는 현재 8개 그룹 72개로 확대됨

지역별 산업 경쟁력을 고려하여 연구소의 전문 영역에 해당하는 연구소 설립이나 분소를 설립하는 형태를 취하고 있음

독일 전역 80여개의 지역에 산업의 특성을 고려하여 연구소나 분소가 분산 배치되어 있음

독일 뿐만 아니라 해외에도 연구분소를 설립하여 국가간 응용기술 교류에도 노력하고 있음

프라운호퍼는 광범위한 산업 섹터보다는 특정 기술 영역에 특화하여 연구소를 운영하고 있음

생명과학 분야는 7개의 세부 연구분야별로 특화된 연구소를 구성하고 있음

정보통신기술 분야는 10개의 세부연구분야, 15개의 연구소 및 해외지사로 구성됨

산업의 변화와 기업 수요를 반영하여 중점 연구분야를 지정하여 집중적인 투자와 연구가 이루어지고 있음

다양하게 분산된 연구소로 인해 기업 수요자와 연구자의 매칭이 어려울 때, 프라운호퍼 본부가 이를 중재하는 역할을 수행함으로써 기업의 연구협력자 탐색 절차와 비용을 최소화하고 있음

3.경영: 우수 인력 유치와 더불어 산업 지향적 특성을 반영한 전략을 수립하고 있음

(전략) Top-down 방식의 전략 수립이 아닌 bottom-up 방식의 전략 수립과 더불어 조정 과정을 거친 실행력을 극대화함

72여 곳의 개별 연구소에서 각각이 연구 역량과 시장과의 연계성을 고려하여 전략을 수립함

유사한 연구 분야를 가진 연구소들이 그룹을 이루어 전략적 프로젝트나 공동의 마케팅 활동을 기획함

프라운호퍼 연구소를 총괄하는 혁신의 주요 분야에 대한 탐색작업을 수행, 그 과정에서 밀도 있는 내부 토론과 합의, 외부 전문가의 참여와 리뷰를 수행함

개별연구소 차원 전략 → 연구 그룹 차원 통합 → 협회 전체 통합으로 이루어지는 bottom-up 방식의 전략 수립으로 각 지역 산업과 기술 등을 고려한 실행력이 강화된 전략이 수립됨

연구개발 뿐만 아니라 시스템 전체의 진화와 발전을 도모하는 수평적 전략 기획 작업도 수행됨

(확대) 신규 조직의 설립이 아닌 기존 연구소의 통합을 통해 협회 전체의 발전 방향성을 수립함

각 지역의 산업과 기술 수준 등을 고려하여 대규모 투자가 요구되는 신규 연구소 설립이 아닌 기존 연구소의 통합을 통해 조직을 확대함

프라운호퍼의 발전과정과 기업과의 연계 등을 고려한 성과 창출의 결과로 기존의 다수 연구소가 통합을 위해 대기 중에 있음

후보 연구소에 대해서는 프라운호퍼 연구개발 포트폴리오와의 합치 정도, 계약연구 시장의 규모(지역 산업 규모), 계약연구 경험, 펀딩 등 조건에 따라 협회 차원에서 심사 후 병합 연구를 결정함

신규 연구소의 설립에 따른 투자 규모, 조직 안정화 기간, 프로그램 운영 경험, 인력 양성 체계 등 다양한 측면의 리스크가 존재하며 이를 고려하여 기존 연구소의 통합과 변환을 통해 동일한 체계의 프라운호퍼 연구소를 구성 및 확대하고 있음

(펀딩) 예산의 40%는 연방 및 지방 정부 9:1 비율의 보조금으로 획득하며 나머지는 산업체와 특정 지방 기관과의 프로젝트 계약으로 획득함

1973년부터 이른바 프라운호퍼식 모델이라는 이름의 펀딩 모델을 도입하여 현재까지 운영중에 있음

보조금과 프로젝트 예산의 비율을 4:6으로 유지하고 보조금은 선행연구 및 인력양성에 활용하고 있음

즉 즉각적인 성과 도출이 아닌 조직의 경쟁력을 확보하는 부문에 전체 예산의 40%를 안정적으로 제공하고 있으며 60%는 성과를 창출할 수 있는 프로젝트형 사업으로 예산을 확보함

협회의 예산 크기는 프로젝트 계약으로 얻는 수익금이 얼마나 큰가에 따라 결정되며 이 펀딩(funding) 모델은 중앙 협회 자체에 적용될 뿐만 아니라 각 협회 산하 기관에도 적용됨

이는 프라운호퍼의 응용연구 분야의 선도라는 전략적 방향을 결정하는 한 요소로서 작용할 뿐만 아니라 협회의 연구 우선순위를 유연하고, 자율적이며 시장친화적인 어프로치를 통해 결정하도록 촉진함

(예산운영) 확보된 예산은 사전에 수립된 출연금 배분원칙의 근거하여 산하 연구소에 공정 배분됨

출연금의 65%를 성과(민간재원) 기반의 배분체제를 통해 배분함으로써 지역 산업체나 정부기관과의 연계를 강화함

출연금의 15%는 경쟁적인 “내부 프로그램(internal program)”에 사용하며 이러한 프로그램은 내부 및 국제 협력을 증진하고 특히 고위험 연구 등 새로운 분야의 연구를 촉진함

출연금의 10%는 전략적 투자를 위해 신규장비 구입 및 노후장비 교체에 사용함(예: 실험실용 기기, 기계, 컴퓨터 등)

출연금의 10%는 집행위원회의 개별적인 결정사안을 위하여 따로 배정하며 신임 연구소장에 대한 선임 승인 등 기타항목과 재정난을 겪고 있는 연구소의 “활성화(revitalization)” 등이 포함됨

즉 특정 부문의 예산 집중화를 방지할 뿐만 아니라 인근 산업계와의 지속적인 성과 창출 기반을 확보하는 것을 예산운영의 목적으로 수립함

일정 부문의 지속적 인프라 투자 뿐만 아니라 신규 프로그램에 대한 과감한 투자를 통해 내부 경쟁력을 지속적으로 제고하고 있음

향후 기업지원 집적체의 예산 분배에서도 이와 같은 성공사례를 활용하여 예산운영의 기준을 수립할 필요성이 있음

연구소가 수령한 출연금보다 예산을 적게 집행한 경우, 잔액은 다음 연도로 이월되며, 결손금 발생 시에는 다음연도 출연금에서 공제됨

4.인력:프라운호퍼는 독일 혁신시스템에 필요한 인재를 직접 양성하는데 초점을 맞추고 있음

(시스템) 학부생부터 연구소의 공동 연구에 참여하여 실무경력을 축척함으로써 경력자와 같은 인력을 양성함

학생 보조원으로 시작하여 응용연구 과제 참여를 통해 실무 경력을 직접적으로 양성하도록 함

우수한 대학원생들은 추후 정식으로 입사하여 전공에 따라 연구직 및 기술·행정직으로 근무할 수 있는 기회를 얻기도 하나, 일반적으로 대학원생 및 신규 채용자는 기간제 근로계약을 체결함

학사 졸업자(보통 24세∼25세)는 기술·행정직으로 채용, 석사 졸업자(보통 27세~28세)는 박사과정생 또는 보조연구원으로서 연구직에 채용함

즉 (학부생 현장 실습) → (연구소 학생 보조원) → (석박사 진학) → (연구소나 산업계 연구원 취업)으로 연계되는 취업의 선순환 구조가 구축되고 있음

70% 이상의 연구인력은 프라운호퍼에서 산업계에 정착하기 위한 디딤돌로 인식하고 있음

연구소 연구직의 60%는 박사과정 이수 후 연구소를 퇴사하며 이 중 90%는 산업계로 진출하여 연간 약 800명의 연구인력이 양성되고 있음

(연계) 프라운호퍼에서는 겸직임용을 통하여 약 70개 대학과의 인적 연계 기반을 구축하고 있음

교수직이 ‘08년 122명에서 ’12년 191명으로 증가했으며, 이 중 연구소장을 겸직하는 인원이 상당한 비중을 차지함

겸직의 형태는 연구나 강의를 수행하는 방식에 따라 세 가지 형태로 구분됨

* 휴직/Juicher 모델: 학술연가에 따라 교수직에 임명, 대학 내 인프라에 대한 직접 접근권한이 없기 때문에 교수는 대학에서 연구활동을 하지 않고 주 2시간씩 강의, ‘07년 겸직임용의 15%에 Juicher 모델을 적용했으며 ’12년 그 비율은 11%로 하락

* 배상/Berliner 모델: 대학과 연구소 양쪽에서 동시에 연구업무를 부여하며 교수직에 임명, ‘07년 겸직임용의 35%에 Berliner모델을 적용했으며, ’12년 33%로 수준

*  2차적 고용계약/Karlsruher 모델: 프라운호퍼 연구소에서의 2차적 고용을 통한 교수직 임명. 대학에서는 연구와 강의를, 프라운호퍼에서는 업무를 수행하며 대학과 연구소 양쪽 인프라를 모두 자유로이 사용. ‘07년 겸직임용의 50%에 Karlsruher 모델을 적용했으며 ’12년 그 비율은 56%로 상승

대학에서는 기초연구 및 교육에 초점을 맞추고 있기 때문에 프라운호퍼가 대학과의 협력으로 얻을 수 있는 과학적 가치는 기초연구의 최신 결과에 대한 접근 및 협력 프로젝트를 수행할 수 있는 가능성에 초점에 맞추고 있음

대학은 뛰어난 학생 연구보조원을 유치할 수 있으며, 평균적으로 프라운호퍼 전 직원의 39%를 차지하는 학생 연구보조원 및 박사과정은 차세대 과학인력의 기반임

인근 기업의 혁신역량을 제고하기 위해서는 인프라, 프로그램 뿐만 아니라 지속성을 유지할 수 있는 인력 수급이 필수적으로 뒷받침되어야 함

단순히 지원의 역할이 아닌 인력 양성 기반을 동시에 갖춤으로써 기업에서 요구하는 전체 영역의 집적체 역할을 수행함

5.프로그램: 프라운호퍼에서 산업계에 제공하고 있는 서비스는 크게 5개 영역으로 분류됨

(구분) 프라운호퍼에서는 지역 중소·중견기업을 위한 연구개발, 시험분석 및 인증, 기술자문, 창업 및 스핀오프, 교육훈련 등 5개 영역에 대한 서비스를 제공하고 있음

연구개발에서는 기업부설연구소를 보유하고 있지 못한 중소기업들의 제품개발 및 기술혁신 등을 지원할 뿐만 아니라 공정의 체적화 및 제품개발, 시제품 생산을 제공하고 있음

시험분석 및 인증에서는 기술에 대한 예비타당성조사, 환경/경제성/시장동향분석, 시험분석/인허가 검증, 화학검증 및 평가, 관련 기술 및 제품에 대한 인증 서비스를 제공함

기술자문에서는 최신장비를 활용한 데모, 현장에서 고객대상 교육, 사용자 교육 및 서비스, 새로운 공정 및 제품에 대한 소개 등 비교적 간단하게 처리될 수 있는 지식 전달 형태의 자문을 실시함

창업 및 스핀오프에서는 창업자 대상 전문적 비즈니스 서비스(비즈니스기획, 기업의 형태 선정, 금융지원 및 협력 파트터 확보 등) 제공함

교육훈련 부문에서는 프라운호퍼 아카데미를 운영하여 연구조합 소식 경영진, 종사자 뿐 아니라 기업 종사자를 대상으로 한 다양한 교육 프로그램을 운영하고 있으며 총 5개 영역을 구분하고 있음

* 경영진 대상: 기술과 혁신과정 (Technology and innovation)

* 지속 개발을 위한 전문가 대상: 에너지/지속성 (Energy and Sustainability)

* 역동적 산업환경을 위한 새로운 지식: 물류/생산 (Logistics and Production)

* 품질, 표준: 생산/테스트 기술 (Manufacturing and testing technology)

* 디지털 미래: 정보통신 (Information and communication)

(특성) 단순한 기술개발 차원에서 머물지 않고 기업의 혁신 잠재력 발굴, 산업계 니즈 충족 등과 같은 과학기술 컨설턴트 역할을 수행함

일반적으로는 기술의 최종수요자인 제품개발자들과 함께 일하면서 컨설팅의 역할을 수행하지만 시장 수요 파악 및 신제품 설계·개발 위한 단독 컨설팅도 수행

과학자로서의 역할과 더불어 이러한 컨설팅 또는 촉진자로서의 역할수행을 통해 기술이전, 기술예측, 특허평가 등의 측면에서 경쟁력 보유함

6.차별화: 프라운호퍼는 철저히 산업계의 니즈를 반영한 운영 전략을 보유하고 있으며 특히 중소기업 지원을 위한 프로그램 집적체를 구성함

(시스템) 프라운호퍼는 산업계와의 긴밀한 협력 관계를 유지하기 위해 인접성, 인력, 협력체계 등 다양한 측면을 플랫폼을 결합하고 있음

산업계의 니즈를 파악하고 지속적인 교류를 통한 성과 창출을 위해 무엇보다 중요한 요소를 물리적 인접성임

프라운호퍼는 각 지역별로 산업현황 분석을 통해 지역특화산업을 파악하고 동 분야에 대한 전문성을 보유한 연구소를 설립하거나 기존 연구소를 통합함으로써 성과를 극대화할 수 있는 물리적 기반을 구축함

중소·중견기업에서 요구하는 다양한 분야의 니즈를 충족하기 위해, 특히 인력, 기술, 장비활용, 교육 등의 서비스를 제공코자 대학과 연계된 클러스터를 활용한 시스템을 구축하고 있음

대학과 기업으로 구성된 클러스터를 활용한 공동연구 시스템을 구축함으로써 다양한 서비스를 제공할 수 있는 집적체의 역할을 수행함

물리적 인접성과 다양한 서비스를 제공하기 위해 프라운호퍼의 지역연구소는 대부분 대학교 내나 인근에 위치하고 있음

프라운호퍼의 실질적 운영을 위해 개별 연구소의 연구소장직은 현직 대학교수들이 겸임하는 것을 원칙으로 함

개별 연구소 소장들은 우수한 석·박사 연구원을 확보하고 기업들로부터 연구용역을 수주하는 등의 역할을 수행함

프라운호퍼 개별 연구소들은 대학과 클러스터로 연결된 기업체들로부터 연구 용역을 발주 받아 대학과 기업 간의 산학연 공동연구를 수행하고 그 결과물로서 기업체로 기술이전 실시함

만일 기업에서 원하는 기술이 프라운호퍼연구소에서 이미 개발한 기술인 경우 연구소에서 일정한 교육 과정을 통하여 기업체에 기술이전을 수행함

(집적화) 프라운호퍼는 중소·중견기업에 대한 서비스 창구를 일원화할 수 있는 집적화 플랫폼을 구축함

연구소들은 신제품 개발 현장 또는 고등교육기관으로 연구인력을 공급함으로써 기초과학과 산업계간 기술이전 촉진함

대학의 과학자 및 기술 이전 촉진을 위한 기술혁신제도와도 긴밀한 관련되어 있음

독일 금융회사 수탁사업 일환으로 벤처 사업 제안 평가 서비스 제공하고 있음

즉 중소중견기업에서 필요로 하는 기술·인력·금융·창업(Spin-off 포함)·수출에 대한 모든 서비스를 제공하고 있을 뿐만 아니라 이를 내부에서 소화할 수 있는 집적화 플랫폼을 구축하고 있음

금융을 포함한 다양한 서비스를 제공하는 중소기업지원기관, 기술에 대한 전문성을 보유한 연구소, 전문인력을 제공하는 대학, 인증을 전문으로 하는 공인기관, 다수의 활용 장비를 보유한 기관 등이 동일 공간에 집적화된 플랫폼을 이루고 있음