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스마트팩토리 활성화 정책… 세계 각국의 대응과 전략
KDI 경제정보센터 자료연구팀 2021년 04호
   2008년 글로벌 금융위기 이후, 제조업의 중요성을 절감한 세계 각국은 제조업 부활을 위한 국가 전략을 추진하기 시작했다. 전통적인 제조 강국인 독일, 미국, 일본은 생산효율 증대, 고객 맞춤형 생산, 친환경이라는 측면에서 제조업 경쟁력을 강화하기 위한 스마트팩토리 정책을 추진했으며, 중국과 같은 신흥국도 제조업 강국을 목표로 노력하고 있다. 
    스마트팩토리는 정보통신기술을 활용하여 제품의 기획, 설계, 생산, 유통·판매 등 전체 과정을 통합하고 자동화, 디지털 정보화를 구현하는 지능형 생산공장을 의미한다. 즉, 스마트팩토리는 제조공정만의 자동화에서 벗어나 전체 제조과정을 자동화하고 지능화하는 것이 특징이며, 가치사슬 전체를 실시간으로 연동·통합함으로써 생산성 향상, 에너지 절감, 인간중심의 작업 환경을 구현하고, 최적비용 및 시간으로 고객맞춤형 제품을 생산하는 생산방식이다(정종필, 2020). 

    한편, 코로나19로 인해 ‘비대면’과 ‘원격’이 새로운 화두로 부상하면서 스마트팩토리의 중요성이 강조되고 있다. 또한, 2015년 유엔기후변화협약 당사국총회 이후 5년 만인 2021년 11월에 개최된 특별정상회의에서 120여 개국 정상이 ‘글래스고 기후합의(Glasgow Climate Pact)’를 선언하며 범세계적 기후행동 강화를 약속하는 등 제조업을 둘러싼 글로벌 여건이 급변하고 있다. 이 글에서는 제조업 활성화와 혁신을 위해 주요국이 추진해온 핵심적인 스마트팩토리 정책을 소개하고자 한다. 

연평균 9.6% 성장세 나타내는 글로벌 스마트팩토리 시장, 2024년 2,440억 달러 규모 예상
    글로벌 조사기관 스태티스타(Statista)에 따르면, 2019년에 1,537억달러 규모였던 전 세계 스마트팩토리 시장은 연평균 9.6%의 빠른 성장세를 보이며 2024년 2,440억 달러 규모로 성장할 것으로 예상된다. 한편, 마켓츠앤마켓츠(Markets & Markets)의 국가별 전망치에 따르면, 스마트 제조 분야의 선두주자인 미국의 스마트 제조는 연간 8.83%의 성장률을 나타내며, 2024년에는 413억 달러 규모의 스마트 제조 시장을 형성할 것으로 보인다. 중국은 연평균 12.16%의 성장률을 기록하면서 가장 빠르게 제조 공장의 스마트화가 이루어질 국가로 평가되고 있는데, 2024년 중국의 스마트 제조 시장은 469.7억 달러 규모로 미국을 제치고 세계 최대 규모에 이를 것으로 예상된다. 일본과 독일은 각각 연평균 10.18%, 9.94% 성장해 2024년에는 263.4억, 166.66억 달러 규모의 시장을 형성할 것으로 전망된다. 


    <표 1>와 [그림 2]에서 나타나듯이 미국, 중국, 일본, 독일의 스마트 제조 시장 규모는 기타 국가들의 시장 규모를 앞서고 있고, 이러한 추세는 2024년까지 유지될 것으로 전망된다. 이는 이들 국가가 4차 산업혁명이라는 큰 패러다임 속에서 스마트팩토리 활성화 정책을 적극적으로 추진하고 있음을 시사한다. 따라서 이하에서는 미국, 중국, 일본, 독일을 중심으로 스마트팩토리 육성 및 발전을 이끄는 정책들을 살펴보고, 우리나라에 적용할 수 있는 시사점을 알아보고자 한다.

독일, 스마트팩토리 플랫폼 구축을 통한 민·관·학 협력 모델 
    독일 제조업은 세계적인 기술력에 기반한 높은 경쟁력을 보유하고 있지만, 원가 절감을 앞세운 신흥국의 추격에 따라 위기 인식이 확산되고 있는 가운데 생산인구 감소 및 인구 고령화 등 인구구조 변화를 겪으면서 제조업 혁신 정책을 시작하게 됐다. 독일은 정부가 미래 제조업 전략을 수립하고 있지만, 학계의 지식이 산업계에서 활용될 수 있도록 촉진하고 기업이 자율적으로 혁신을 추구할 수 있도록 기본 인프라를 스마트화하는 데 중점을 두고 있는 민·관·학 협력모델이라고 보는 것이 일반적인 평가다. 

독일 제조업의 핵심 전략: ‘인더스트리 4.0’
    독일 제조업의 핵심 전략인 ‘인더스트리 4.0’은 제조업에 IT 시스템을 결합하여 생산시설을 네트워크화하고 지능형 생산 시스템을 갖춘 스마트팩토리로 전환하려는 것으로, 독일 국가과학위원회는 ‘인더스트리 4.0’을 통해 산업 생산성이 30% 향상될 것으로 전망한 바 있다(김계환 외, 2017). 과거의 산업혁명이 기계의 동력화, 전력, 정보통신의 혁신에 따른 결과라면, ‘인더스트리 4.0’은 사물 및 서비스 인터넷(Internet of Things and Services)이 제조업에 도입되어 완전한 자동생산 체계를 구축하고 생산과정을 최적화하는 것을 의미한다(권준하·이성봉, 2016). 
    <표 2>에서 살펴볼 수 있듯‘인더스트리 4.0’에서 가장 중요한 요소는 사이버물리시스템(Cyber Physical System, 이하 CPS) 기반의 스마트팩토리를 구축하는 데 있다. CPS는 실제로 상품을 제조하는 물리적 세계와 서비스 중심의 사이버 세계를 소프트웨어, 센서 등을 활용하여 통합하고 제어함으로써 제조의 전과정을 네트워크에 연결하는 것이다.


‘인더스트리 4.0’에서 ‘플랫폼 인더스트리 4.0’으로  
    2011년 독일공학협회(VDI)에서 ‘인더스트리 4.0(Industrie 4.0)’이라는 용어를 처음으로 사용한 이후, 독일 정부는 ‘인더스트리 4.0’을 국가과학기술 육성정책인 ‘첨단기술전략(Hightech-Strategie für Deutschland)’에 포함시키고 정책적인 지원을 시작했다. 이후 독일은 2012년 ‘인더스트리 4.0 작업반’을 조직하여 2013년 4월 「인더스트리 4.0의 효과적인 실시를 위한 최종 보고서」를 발간했다. 당시 작업반에는 연방교육연구부(BMBF)와 연방경제에너지부(BMWi) 중심의 정부, 국립과학엔지니어링학회(Acatech) 중심의 학계, 보쉬·티셴크룹·도이치텔레콤·BMW·DHL 등 다수 기업이 참여했다.
    지금은 가장 성공적인 스마트 제조 모델을 갖춘 국가로 평가되는 독일이지만, ‘인더스트리 4.0’의 표준 모델을 제시하기 위한 논의가 2년 이상 지연되면서 컨설팅업체인 T-System의 라인하르트 클레멘스 CEO가 “독일의 인더스트리 4.0은 디지털화의 전반전에서 패배했다”고 평가하는 등 위기의식이 고조되었다. 야심차게 추진됐던 ‘인더스트리 4.0’이 예상보다 부진했던 원인으로는 더딘 표준화, 보안정책의 부재, 중소기업들의 거부 반응, 관련 인력의 부족 등이 지적되었다(임재현, 2015).
    이에 따라 독일 연방정부는 ‘인더스트리 4.0’을 재정비하여 2015년 4월 ‘플랫폼 인더스트리 4.0(Plattform Industrie 4.0)’을 출범하였고, 2016년에는 표준화 로드맵을 개정하여 인간-기계 상호작용, 통신, IT 보안에 중점을 두고 추진했다. 독일 연방정부는 표준, 보안, 인력양성과 같은 제조업의 플랫폼을 정비하는 것이 가장 중요하며, 이러한 기본 여건을 마련하는데 정부가 적극적으로 나서겠다는 의지를 ‘플랫폼 인더스트리 4.0’를 통해 밝혔다. 더불어 ‘플랫폼 인더스트리 4.0’은 기업이 스마트팩토리 관련 지원을 받을 수 있는 통합 창구로서 역할을 담당하는 한편, 500여 개의 테스트베드를 구축하고 성공사례를 공유함으로써 스마트팩토리 확산을 도모했다. 
    또한 독일 연방 경제에너지부(BMWi)는 중소기업의 ‘인더스트리 4.0’ 참여가 부진했던 점을 개선하기 위해 ‘인더스트리 4.0’ 도입 동기 및 장애요인과 관련한 중소기업과 대기업의 차이점을 연구한 「인더스트리 4.0의 중소기업 도입 잠재력에 대한 보고서」를 발간했다. 이를 토대로 독일은 2015년 6월 ‘미텔슈탄트(중소기업) 4.0’ 정책을 수립하고 중소기업 지원 사업을 진행했다. 그 결과, 독일 중소기업의 4차 산업혁명 관련 사업모델 성숙도는 ‘시장성숙’ 단계의 사례가 51%로 가장 많고, ‘플랫폼 인더스트리 4.0’에 등록된 업체 중 중소기업이 전체의 45%에 이를 정도로 중소기업의 참여도가 높아졌다(장현숙 외, 2019).

코로나19 이후의 제조업: 중소기업 디지털화와 사회적 가치에 초점
    최근 코로나19 확산 이후 글로벌 공급망이 중단되고 수급 불균형이 증가하면서, 전세계적으로 제조업의 디지털 전환을 가속화할 필요성이 제기되었다(박찬수 외, 2020). 이에 따라 독일은 ‘중소기업 디지털화 투자 지원사업(Digital Jetzt)’ 및 ‘인더스트리 5.0’ 등의 전략을 통해 포스트 코로나 시대 스마트 제조 대응에 나섰다(오윤환 외, 2021). ‘중소기업 디지털화 투자 지원사업’은 2020년 9월 7일 독일 연방 경제에너지부(BMWi)의 주도로 추진된 대표적 지원사업이다. 디지털화가 시급한 중소기업을 대상으로 디지털 역량 강화를 위한 직원교육에 투자를 촉진하도록 지원한다는 방침이다. 2020년 7월 EU 집행위원회에서 논의가 시작된‘인더스트리 5.0’은 인더스트리 4.0에 사회적 가치를 더한 개념으로, 기존의 기술(CPS) 기반 중심의 발전과 사회적·생태학적 가치를 동시에 추구하려는 시도로 설명된다(오윤환 외, 2021).

미국, 민간기업이 주도하는 스마트 제조 
    2008년 금융위기를 겪은 미국 정부는 고부가가치를 창출하는 첨단 제조업을 육성함으로써 제조업 경쟁력을 제고할 방안을 모색했다. 특히 제조 혁신을 통해 경쟁력 있고 효율적이며 지속성장이 가능한 환경을 구축하고자 했다. 

‘첨단 제조 파트너십(Advanced Manufacturing Partnership, AMP)’과 제조업 혁신 
    2011년 6월, 미국은 대통령과학기술자문위원회(President's Council of Advisors on Science and Technology, PCAST)의 권고로 제조업 육성을 위한 ‘첨단 제조 파트너십 (Advanced Manufacturing Partnership, 이하 AMP)’ 프로그램을 발표하고, 주요 목표를 설정했다.  2013년 1월에는 대학 및 국가 연구소 중심의 연구와 실제 기업의 생산기술 간의 격차를 해소하기 위해 제조 혁신을 위한 국가 네트워크(National Network for Manufac- turing Innovation, NNMI) 프로그램을 발표했는데, 기업들은 제조업 혁신 기술이 상업화되는 데 소요되는 시간을 줄이는 데 초점을 맞추었다. 2013년 9월 미국은 기존의 ‘첨단제조 파트너십’을 개선한 AMP 2.0을 추진하면서, 미국의 글로벌 경쟁력을 향상시키기 위한 신기술 분야의 주도권 확보에 중점을 두었다. 한편, 2014년 12월 미 의회는 ‘미국 제조업과 혁신 재활성화’ 법안을 통과시킨 바 있다. 이렇듯 미국은 정부의 스마트팩토리 생태계 조성 노력에 더해 의회에서 법제화를 통한 예산 편성으로 제조업을 지원하고 있다.
    하지만 미국의 스마트팩토리 도입은 글로벌 IT기업을 중심으로 이뤄지고 있다. GE, MS, 아마존, 시스코 등 IT 대기업을 중심으로 협회나 컨소시엄이 구성되며, 이들은 시장 중심의 표준화를 주도하고 있다. 2011년에 출범한 스마트제조선도기업연합(Smart Manufac-turing Leadership Coalition, SMLC)은 첨단 제조 역량 확보를 목적으로 설립된 협의체 성격의 연구개발 컨소시엄이며, GE, IBM, 인텔, 시스코 등이 주도하여 2014년에 결성한 산업인터넷컨소시엄(Industrial Internet Consor-tium, IIC)은 사물인터넷, 스마트 제조 등 생산망 최적화 및 기술혁신과 신규 비즈니스 모델 개발에 초점을 두고 있다([표 3] 참고). 



일본, 첨단기술을 활용한 사회 시스템 변화 추구 
     일본은 저출산·고령화에 따른 노동 인구 감소 문제를 해결하고 노동생산성을 제고하기 위해 스마트팩토리를 적극적으로 도입하였다. 일본의 스마트팩토리 정책은 초기에 일본이 비교우위를 갖고 있는 로봇 등 첨단기술을 활용한 제조업 고도화를 중심으로 추진됐으나, 이후‘커넥티드 인더스트리’및 AI 활용의 중요성이 강조됐다. 또한 코로나19 이후에는 첨단기술을 활용한 사회 시스템 개혁으로 그 범위가 확장되고 있다. 

‘일본재흥전략’과 ‘미래투자전략’  
    2013년 6월 일본은 장기 경기침체를 극복하기 위해 ‘신성장전략(2010)’, ‘일본재생전략(2012)’에 이은 세 번째 성장전략으로 ‘일본재흥전략’을 수립했다. 일본재흥전략의 핵심은 기업의 첨단설비투자를 촉진하고 규제완화를 추진하는 등 기업 관련 여건을 개선하고, 제조 관련 과학기술 혁신을 지원하는 것이다.‘일본재흥전략’은 과거 추진했던 ‘신성장전략’이나 ‘일본재생전략’과는 달리 문제를 해결하기 위한 세부지침을 마련하고 구체적인 목표를 제시했다는 특징을 가지고 있다. 


‘Society 5.0’과 ‘커넥티드 인더스트리(Connected Industries)’ 
    일본 정부는 2016년 내각부가 제시한 중장기 성장 로드맵에서 ‘Society 5.0 일본 정부는 인류의 발전을 수렵사회→농경사회→공업사회→정보화사회→Society 5.0의 5단계로 구분하고, Society 5.0을 사이버 공간과 물리적 공간이 융합되면서 구성원들이 필요한 재화나 서비스를 필요한 시기에 필요한 만큼 제공 받을 수 있는 사회로 규정했다.
’을 일본의 미래상으로 제시하고, 4차 산업혁명 관련 기술을 활용하여 저출산·고령화, 시장 수요 다변화 등 사회적 과제를 해결하고 지속적인 성장을 달성하겠다는 목표를 제시했다. 일본의 정책은 독일의 ‘인더스트리 4.0’이나 미국의 IIC와는 달리 산업 분야에 한정하지 않고 사회 전체 시스템을 혁신하는 데 중점을 두었다. 이후 일본은 ‘일본재흥전략’의 후속 정책인 ‘미래투자전략(2017)’에서 ‘Society 5.0’ 실현을 위해 ‘규제 샌드박스 제도’를 도입하여 운영하기 시작했다. 한편, 일본 경제산업성은 2017년 3월 ‘커넥티드 인더스트리(Connected Industries)’라는 개념을 제시하고 5대 중점 분야를 선정했다. ‘커넥티드 인더스트리’는 4차 산업혁명 기술로 모든 사물이 연결되고 이로부터 수집된 빅데이터가 새로운 부가가치를 창출하는 미래 산업 구조를 의미하며, 5대 중점 분야는 ①자율주행·모빌리티, ②제조업·로봇, ③바이오·소재, ④플랜트·인프라 보안, ⑤스마트 라이프로 선정했다.  

중국, 장기 전략에 기반한 제조업 경쟁력 강화 
    중국은 세계 최대 제조업 국가지만 핵심기술 부족과 품질 문제가 지속적으로 지적되어 왔다. 이에 중국 정부는 중국 제조업이 ‘대이불강(大而不强; 크지만 강하지 않은 상태)’이라고 정의하고, 제조업에 대한 높은 대외 의존도와 공업에 대한 혁신 부족을 원인으로 지적했다. 또한 과거에 비해 중국의 노동 임금이 상승하고 생산가능인구가 감소하고 있는 가운데, ‘제조업 대국’에서 ‘제조업 강국’으로 발전하고 중장기 성장 동력을 확보하기 위한 ‘중국제조 2025’ 전략을 추진하게 됐다.

중국제조 2025 : 세계 최고 수준의 ‘제조업 강국’으로 도약  
    중국이 2015년 5월 발표한 ‘중국제조 2025’는 제조업 강국을 도약하기 위해 중국이 10년 단위로 총 30년에 걸쳐 추진하는 국가 전략이다. 동 전략의 목표는 기존 대량생산 체제에서 첨단기술 기반 경제로 중국 경제의 체질을 전환시키고, 2035년까지 글로벌 제조 강국을 건설하는 것이다. 초기 10년(2015~2025년) 내에 전 세계 제조강국 반열에 진입하고, 이후 10년(2025~2035년)에는 제조 강국 반열의 중간수준 도달하며, 세 번째 10년(2035~2045년)에는 전 세계 제조 강국 선두로 발돋움하겠다는 전략이다. 중국 정부는 이러한 중장기 비전을 달성하기 위해 스마트 제조, 공업기반 강화, 녹색제조 등을 5대 중점 프로젝트로 제시하고, 제조업 혁신센터 구축 등 정부 차원의 정책 지원을 제공하고 있다(정진우 외, 2015). 

인터넷 플러스 : 인터넷에 기반한 산업 전반의 혁신 
    중국은 2015년 2월 양회(兩會) 정부업무보고에서 제조업과 인터넷의 융합을 촉진하여 빅데이터, 산업 인터넷, 전자상거래 등을 활성화하려는 ‘인터넷 플러스’전략을 발표하고, 7월에는‘인터넷 플러스 행동계획’을 통해 신성장 동력을 창출하기 위한 4대 목표와 11대 중점 분야를 제시했다. 인터넷 플러스는 중국의 IT기업인 텐센트의 제안으로 수립됐으며, 바이두, 알리바바 등 민간기업의 적극적 참여를 요구하고 있다. 
    한편, 중국은 코로나19로 인해 타격을 입은 제조업 분야의 위기를 극복하기 위해 디지털화를 추진하고 있으며, 특히 2020년 3월에는 ‘중소기업 디지털화 역량 강화를 위한 행동 방안’을 발표해서 중소기업에 적합한 통합 디지털 플랫폼, 시스템 솔루션, 제품·서비스 홍보, 네트워크 인프라 등의 지원을 추진했다(오윤환 외, 2021). 또한 중국은 2021년 4월 발표한 ‘스마트제조 발전 “14차 5개년” 계획’에서 일정 규모 이상의 기업들을 대상으로 디지털 트윈, 디지털 전환을 통한 스마트 제조 고도화를 추진하는 한편, 중앙-지방정부 간 정책을 연계·실행함으로써 지역의 특성에 따라 차별화가 필요한 정책은 지방정부로 이관하여 실행하는 방침을 수립했다.

한국 정부의 스마트팩토리 정책과 향후 과제
    앞서 살펴본 독일, 미국, 일본, 중국은 국가별 제조업 특성, 강점 역량, 산업 구조에 따라 서로 다른 형태의 스마트팩토리 전략을 추진하고 있다. 독일은 정부가 스마트팩토리 생태계를 조성하고 민관학이 연계하여 자동차, 기계, 정밀제품 위주의 표준화 전략을 추진하고 있으며, 미국은 IT 대기업 주도 아래 시장 표준화 전략을 추진하고 있다. 일본은 로봇, IoT, AI, 빅데이터 등의 기술에 주목하면서 제조업 경쟁력 강화를 위한 설비투자 지원과 R&D 투자 강화에 초점을 맞추고 있다. 중국은 제조업의 특정 분야가 아니라 제조업 전반에 대해 톱다운 방식의 장기 전략을 마련함으로써 제조업 강국으로 도약을 준비하고 있다. 
    이에 우리나라도 2014년 6월 주요국들의 제조업 혁신 흐름에 발맞춰 ‘제조업 혁신 3.0’ 정책을 수립하고, 제조업 내 IT와 소프트웨어 융합으로 신산업을 창출하여 성장 패러다임을 전환하고자 했다. 또한 2015년 7월에는 스마트팩토리의 개발, 보급 및 확산을 가속화하기 위해 민관합동 ‘스마트공장 추진단’을 신설했다.
    이후 우리나라 정부는 2017년 ‘스마트 제조혁신 비전 2025’를 선포하고 2025년까지 스마트팩토리 3만개 구축을 목표로 제시했다. 또한 대통령 직속 4차 산업혁명위원회 출범과 함께 핵심 선도사업으로 스마트팩토리 구축과 공장 기반기술 R&D 활성화를 추진했다. 2018년에는 ‘스마트공장 확산 및 고도화 전략’과 ‘중소기업 스마트 제조혁신 전략’을 수립하여 중소기업 중심의 민간주도-정부보조 스마트팩토리 생태계 조성을 목표로 삼았다. 한편, 산업통상자원부는 2019년 3월 ‘스마트제조 R&D 로드맵’을 발표하고 스마트 제조기술 역량강화를 통해 기술수준을 높이고 제조업의 세계시장 점유율 제고 목표를 수립했으며, 같은 해 7월 ‘스마트제조혁신추진단’이 출범하여 스마트팩토리 보급, 제조혁신 R&D, 표준화 등의 스마트팩토리 관련 사업도 총괄하고 있다. 그러나 정부가 예산을 투입해 개별 기업을 지원하는 현행 정부주도형 스마트팩토리 거버넌스를 민관학 협의체가 실질적인 권한을 가지고 전략을 개발하는 네트워크 중심의 독일형 플랫폼 방식으로 전환해야 한다는 지적이 제기되고 있다(김민호 외, 2019).  즉, 공장의 실질적인 스마트화를 위해서는 단순히 기술을 도입하는 데 그치지 않고, 기술 도입에 적합한 공정관리와 경영방식의 변화가 필요한 만큼 정부는 기업이 이러한 점을 스스로 인지하고 준비하도록 돕는 역할을 담당해야 한다는 것이다(김민호 외, 2019). 
    최근에는 이러한 지적에 대응해 정부도 스마트팩토리 저변확대를 위해 양적 보급 중심으로 진행되어 온 추진 전략을 수요산업 특성에 맞춘 질적 고도화 전략으로 전환하고 있다.  2020년‘스마트제조 2.0 전략’과 ‘스마트 제조 혁신 실행 전략’을 마련해 내실을 꾀하고‘케이(K)-스마트등대공장’ 사업을 통해 업종을 대표하는 기업을 선정하는 등 체계적인 스마트팩토리 지원 전략을 확산하는데 주력하고 있다. 한편, 우리나라 정부는 스마트팩토리 해외진출을 지원하여 한국형 스마트팩토리 모범 사례를 구축하고자 노력하고 있다. 특히 2018년 7월 문재인 대통령이 인도와 싱가포르를 방문하면서 4차 산업혁명을 ‘신남방정책’의 새로운 협력 분야로 포함하겠다고 밝히면서, 아세안 국가들과의 스마트제조 상생협력의 발판을 마련한 바 있다. 


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