인공지능(AI)이 제조업의 생산방식을 바꾸고 있다. 정부는 2027년 AI와 피지컬 AI 등 첨단산업에 대한 투자를 확대하고, 2030년까지 5조원 이상의 국가자원을 투입해 중소 제조기업의 디지털·AI·로봇 전환을 추진할 계획이다. 그러나 중소기업과 스타트업에 중요한 것은 투자 규모보다 실제로 어떤 지원을 받을 수 있고, 이를 어떻게 경쟁력과 사업 기회로 연결하느냐다.

더스타트는 ‘2027 제조 AI 대전환, 중소기업의 기회가 열린다’를 주제로 5회에 걸친 기획시리즈를 연재한다. 정부 정책과 지원사업을 분석하고, 제조기업의 AI·로봇 도입 전략부터 기술 스타트업의 사업화 기회, 지원사업 신청 방법과 정책의 실효성까지 짚는다. 이번 기획을 통해 제조 AI 전환의 기회와 과제를 진단하고, 중소기업과 스타트업이 실질적인 성장 전략을 마련하는 데 필요한 정보를 제시하고자 한다/편집자주.

▲ 사진제공=청와대

정부의 인공지능(AI) 투자 방향이 연구개발과 디지털 인프라 구축을 넘어 중소 제조기업의 생산현장으로 확장되고 있다. 설비를 연결하는 스마트공장에서 데이터를 분석하고 로봇을 움직이는 ‘피지컬 AI’ 체계로 전환하겠다는 구상이다.

이재명 대통령은 지난 2일 국회에서 2027년 예산안 시정연설을 통해 AI와 반도체·피지컬 AI·AI 데이터센터 등 3대 메가프로젝트에 21조 3천억 원을 투자하겠다고 밝혔다. 제조·스마트팩토리·국방 등 8대 분야의 피지컬 AI 현장 실증에는 5천억 원을 편성했다.

이는 정부가 국회에 제출한 예산안 기준이다. 국회 심의와 개별 사업 시행계획에 따라 최종 규모와 집행방식은 달라질 수 있다.

▲ 사진제공=중소벤처기업부

스마트공장 다음 단계는 ‘데이터로 판단하는 공장’

중소벤처기업부는 지난 10월 29일 ‘중소제조 피지컬 AI 확산 전략’을 발표했다. 2030년까지 스마트제조혁신에 국가자원 5조 원 이상을 투입해 디지털 전환(DX), 인공지능 전환(AX), 로봇 전환(RX)을 결합하는 ‘3X 전략’을 추진한다는 내용이다.

목표는 중소 제조기업 3만 곳의 디지털 전환과 6천 곳의 AI 도입이다. 제조현장의 디지털 전환율을 30%에서 50%로, AI 도입률을 1%에서 10%로 끌어올리겠다는 계획도 제시했다.

▲ 사진제공=중소벤처기업부

예를 들어 생산설비에서 수집한 데이터를 AI가 분석해 불량 발생 가능성을 예측하고, 로봇이 작업을 조정하는 방식이다. 그러나 센서와 데이터를 확보하지 못한 공장에 고도화된 AI만 설치한다고 성과가 보장되지는 않는다.

제조 AI가 기존 자동화와 다른 지점은 단순히 정해진 동작을 반복하는 데 그치지 않고, 생산 과정에서 얻은 정보를 바탕으로 판단을 보조한다는 데 있다. 다만 AI가 작업을 스스로 조정하는 수준까지 가려면 설비 제어 권한과 안전장치, 오류 발생 시 책임 범위를 함께 설계해야 한다.

공정별 출발점도 다르다. 생산정보가 종이 장부에 머무는 공장은 데이터 수집이 우선이고, 이미 설비 데이터를 축적한 공장은 품질 예측이나 설비 이상 감지부터 시도할 수 있다. 정부의 일률적 지원보다 기업별 진단이 중요해지는 이유다.

중소 제조기업의 투자 판단에는 기대효과뿐 아니라 도입 중 생산 차질 가능성도 반영돼야 한다. 시험 가동과 실제 생산을 분리하고 작업자의 현장 경험을 설계 단계부터 반영하지 않으면, 고가의 시스템이 현장에서 외면받을 수 있다.

국가 AI 연구성과, 중소기업 현장에 연결

정부는 KAIST의 피지컬 AI 기반 무인공장 운영체계인 ‘모두의 AI 공장장’과 제조현장 숙련자의 경험을 학습하는 암묵지 기반 AI 모델 등 국가 연구개발 성과를 중소 제조현장에 확산할 계획이다.

중기부 전략은 제약바이오·기후테크·K-소비재 등 신성장 분야와 지역 유망기업을 대상으로 단계별 지원을 강화한다. 중소기업은 기술 수요자가 되고, AI·로봇·센서 기업은 기술 공급자로 참여하는 구조다.

▲ 사진제공=중소벤처기업부

핵심은 투자액보다 현장 성과

정책의 파급효과는 생산성 개선과 인력난 완화, 제조 AI 솔루션 시장 확대 등으로 예상된다. 반면 기업부담금, 데이터 품질, 전문인력 부족과 사후 유지비는 중소기업이 해결해야 할 과제다.

기업은 먼저 불량률·설비가동률·작업시간·에너지 사용량을 측정하고, 개선할 공정을 특정해야 한다. 2027년 제조 AI 지원사업의 출발점은 기술 구매가 아니라 해결할 문제의 정의다.

핵심 정리: ① 21조 3천억 원은 2027년 정부 예산안의 관련 투자 규모다. ② 중기부의 5조 원 이상은 2030년까지의 스마트제조혁신 투자계획이다. ③ 두 수치는 기간과 범위가 달라 합산하거나 동일 사업 지원금으로 이해해서는 안 된다.

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