저자 서문
2016년 다보스포럼에서 클라우스 슈밥 세계경제포럼(WEF) 회장은 “4차 산업혁명이 가져올 혁신은 이전의 산업혁명과는 차원이 다르다. 4차 산업혁명은 우리가 하는 일을 바꾸는 것이 아니라 우리 인류 자체를 바꿀 것이다”라고 예견한 바 있다.
우리의 과거를 되돌아보면 1차, 2차 산업혁명은 암울한 시대로 마감했지만, 3차 산업혁명 때에는 정보화시대를 대비하여 많은 노력을 기울였으며 그 결과, 전 세계가 인정하는 ICT 강국이 되었다. 4차 산업혁명은 2016년 1월 다보스포럼에서의 논의를 시작으로 전 세계적으로 주목받기 시작하였다. 인더스트리 4.0과 함께 촉발한 4차 산업혁명의 주도권을 잡기 위해 독일, 미국, 중국, EU 등 다수의 선진국은 앞다투어 달려가는 중이며 우리도 발맞추어 나아가야 하는 이유가 여기에 있다.
역사의 거울을 통해 우리는 과거를 들여다볼 수 있다. 지난날의 실수를 되풀이하지 않기 위해 현재의 변화를 통해 다가올 미래를 대비해야 한다. 주도권을 잡지 못했던 과거의 실수를 다시는 경험하지 말아야 할 것이다. 인류의 역사와 우리의 역사를 돌이켜보면 산업혁명이라는 변화의 물결에 동반한 경우, 세계경제의 주도권을 쟁취함과 동시에 풍요와 행복이라는 선물을 가지게 되었다. 이제 4차 산업혁명을 시작으로 전체산업의 구도가 변화하고 있으므로 우리는 세상의 변화를 제대로 이해할 수 있어야 하고 또한 변화해야 하며 주도권을 잡기 위해 세상의 변화를 만들어 나가야 한다.
이처럼 급변하는 환경에서 4차 산업혁명을 이해하고 산업의 변화에 따른 각종 요소기술 및 융합기술의 개념과 방법 등을 중심으로 기술한 책은 찾을 수가 없었다. 4차 산업혁명의 전반적인 이해를 돕고, 새로운 요소기술에 대한 개념과 활용방법에 대해 이해하고, 산업 간 융합을 다루는 분야에 관심이 많은 분들을 위해 작게나마 도움을 주고자 본서를 집필하게 되었다.
본서를 읽는 독자분들은 이 책의 내용을 학습·활용하여 다가올 미래에 대해 폭넓은 관심을 가지길 바라며, 기술의 진보가 우리의 삶과 사회에 어떠한 변화를 가져다주는지 이해할 수 있길 바란다.
현재의 4차 산업혁명을 제대로 이해하기 위해서는 지난 1차, 2차, 3차 산업혁명을 살펴볼 필요가 있다. 1차 산업혁명은 18세기 후반 영국에서 시작되었고, 수공업에서 기계로의 전환을 상징한다. 방직기와 증기기관의 발명으로 새로운 시대를 맞게 된 시기이다. 2차 산업혁명은 19세기 후반에 일어난 기술혁명이다. 전기에너지를 사용하고, 컨베이어 벨트 방식 및 분업화를 통해 대량생산이 이루어졌다. 철강, 자동차, 비행기사업이 주요 핵심 산업이 되었다. 3차 산업혁명은 20세기 중반에 일어난 정보화혁명이다. 즉 컴퓨터와 인터넷 기반의 정보혁명 또는 컴퓨터 혁명, 디지털 혁명이라고도 한다. 이러한 3차 산업혁명을 기반으로 IoT 기술, 빅데이터 기술, 인공지능, 로봇 등의 요소기술과 융합하여 모든 생산수단의 연결성과 실시간 상호작용하는 융합의 세상을 4차 산업혁명이라 할 수 있다.
본서는 4차 산업혁명에 대하여 학습하는 학생과 일반인을 대상으로 4차 산업혁명을 전반적으로 쉽게 이해할 수 있도록 모두 4부로 구성하였다.
제1부는 4차 산업혁명에 대하여 소개하였다. 먼저 4차 산업혁명의 개념과 역사를 소개하였으며, 인더스트리 4.0의 특징과 주요 기술에 대해 다루었고, 인더스트리 4.0의 이점과 응용에 관해서 기술하였다. 또한 인더스트리 4.0에 의한 사회 및 산업의 변화를 살펴보고, 우리에게 주어지는 과제 및 앞으로의 기회에 대해 서술하였다.
제2부에는 4차 산업혁명을 이끄는 각종 핵심적인... 요소기술을 소개하였다. 사물인터넷, 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅, 인공지능, 로봇, 가상혼합현실, 블록체인, 적층제조, 드론, 자율주행 등으로 구성하였다. 각각의 절에서 개념과 정의, 역사 및 발전과정, 기술적 특징 및 장단점, 활용 사례, 미래 및 향후 동향 등을 통하여 4차 산업혁명의 요소기술에 대해 이해를 돕고자 하였다.
제3부에서는 융합에 대한 이해를 돕기 위해 개념 설명과 4차 산업혁명의 요소기술을 활용하여 디지털 융합이 무엇인지, 제품 간의 융합과 산업 간의 융합을 종합적으로 다루었다. 스마트공장, 스마트 SCM, 스마트시티, 스마트홈, 스마트팜, 스마트 에너지, 스마트 스포츠 등의 분야를 세분화하여 개념 설명 및 구축 사례를 통하여 기술과의 융합에 대해 서술하였다.
제4부에서는 4차 산업혁명의 기술과 융합으로 인해 우리 사회에 미치는 영향과 미래에 대해 다루었다. 변화하는 사회와 상호 간의 연결에 대해 설명하고, 그에 따른 일자리와 노동의 변화에 대해서도 소개하였다. 마지막 장에서는 4차 산업혁명이 끝나지도 않았는데 벌써 5차 산업혁명을 거론하기에는 이른 감이 있지만, 인간가치 중심의 사회적 진화가 시작하고 있음을 알리기 위한 내용으로 서술하였다.
본 교재를 활용하여 4차 산업혁명을 학습하고자 하는 많은 독자들에게 많은 도움이 되기를 기원한다.
PART 01 4차 산업혁명의 이해
Chapter 01 4차 산업혁명(Industry 4.0)
1.1 개요
1.2 산업혁명의 역사
1.3 인더스트리 4.0의 정의
1.4 인더스트리 4.0의 특징
1.5 인더스트리 4.0의 주요 기술
1.6 인더스트리 4.0의 이점
1.7 인더스트리 4.0의 응용
1.8 인더스트리 4.0의 과제
1.9 인더스트리 4.0의 기회
PART 02 4차 산업혁명 요소기술
Chapter 02 사물인터넷
2.1 개요
2.2 IoT의 역사
2.3 IoT의 정의
2.4 IoT의 특성
2.5 IoT의 장단점
2.6 IoT 기술
2.7 IoT 응용분야
2.8 연구과제 및 향후 동향
Chapter 03 빅데이터
3.1 개요
3.2 데이터와 빅데이터의 역사
3.3 빅데이터 개념 및 정의
3.4 빅데이터의 특징
3.5 빅데이터의 장단점
3.6 빅데이터의 출처
3.7 다양한 데이터 유형
3.8 빅데이터 기술
3.9 빅데이터 사용 사례
3.10 빅데이터의 미래 동향
Chapter 04 클라우드 컴퓨팅
4.1 개요
4.2 클라우드 역사
4.3 가상화와 클라우드 컴퓨팅의 정의
4.4 클라우드 컴퓨팅의 특성
4.5 클라우드 컴퓨팅의 장단점
4.6 클라우드 서비스의 종류
4.7 클라우드의 유형
4.8 클라우드의 과제들
4.9 클라우드 컴퓨팅의 미래
Chapter 05 인공지능
5.1 개요
5.2 인...공지능의 역사
5.3 인공지능의 정의
5.4 인공지능의 핵심 요소
5.5 인공지능의 장단점
5.6 인공지능의 종류
5.7 인공지능시스템의 분류
5.8 인공지능의 연구분야
5.9 인공지능의 응용분야
Chapter 06 로봇
6.1 개요
6.2 로봇의 역사
6.3 로봇의 정의
6.4 로봇의 특성
6.5 로봇의 장단점
6.6 로봇의 종류
6.7 로봇의 응용분야 및 미래
Chapter 07 가상현실(VR)ㆍ증강현실(AR)ㆍ혼합현실(MR)
7.1 가상현실
7.2 증강현실
7.3 혼합현실
Chapter 08 블록체인
8.1 개요
8.2 블록체인의 역사
8.3 블록체인의 정의
8.4 블록체인의 기술적 특성
8.5 블록체인의 장단점
8.6 블록체인의 유형
8.7 블록체인의 응용분야
8.8 블록체인의 연구과제 및 향후 동향
Chapter 09 적층제조
9.1 개요
9.2 적층제조의 역사
9.3 적층제조의 정의
9.4 적층제조의 필요성
9.5 적층제조의 장단점
9.6 적층제조기술
9.7 적층제조 응용분야
9.8 적층제조의 연구과제 및 향후 동향
Chapter 10 드론
10.1 개요
10.2 드론의 역사
10.3 드론의 정의
10.4 드론의 장단점
10.5 드론의 기술
10.6 드론의 종류
10.7 드론의 응용분야
10.8 드론의 향후 동향
Chapter 11 자율주행
11.1 자율주행의 개념 및 정의
11.2 자율주행의 역사
11.3 자율주행기술의 수준 정의
11.4 자율주행자동차의 기술 요소
11.5 자율주행자동차의 이점
11.6 자율주행자동차의 국내외 기술
11.7 자율주행자동차의 연구과제
PART 03 4차 산업혁명 융합기술
Chapter 12 융합의 이해
12.1 융합의 정의
12.2 디지털 융합
12.3 4차 산업혁명 융합
Chapter 13 스마트공장과 스마트 SCM
13.1 스마트공장
13.2 스마트 SCM
Chapter 14 스마트시티와 스마트홈
14.1 스마트시티
14.2 스마트홈
Chapter 15 기타 융합
15.1 스마트팜
15.2 스마트 에너지
15.3 스마트 스포츠
PART 04 4차 산업혁명의 영향 및 미래
Chapter 16 초연결사회와 노동의 변화
16.1 초연결사회의 개요
16.2 초연결사회의 정의
16.3 초연결사회의 특징
16.4 서비스와 서비스의 연결
16.5 디바이스 간의 협업과 연동
16.6 노동시장의 환경변화
16.7 일자리 문제
16.8 일하는 방식의 변화
16.9 4차 산업혁명 시대의 필요 역량
Chapter 17 5차 산업혁명
17.1 5차 산업혁명(Industry 5.0)의 개념 및 정의
17.2 5차 산업혁명에서의 협동 로봇
17.3 인간중심의 5차 산업혁명
17.4 5차 산업혁명의 구현기술
17.5 5차 산업혁명의 핵심 가치
17.6 5차 산업혁명은 진행 중
황인극 [저]
미국 Texas A&M University 대학원 산업공학 박사다. 공주대학교 종합인력개발원장, 학생부처장, 취업지원본부장, 한국프로젝트경영학회 회장, 대한설비관리학회 회장을 역임했다. (현) 공주대학교 산업시스템공학과 교수다.
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