지금이 대한민국 과학기술의 미래를 준비할 적기이다!

창업처럼 창학도 어려운 일이지만 새로운 도전을 장려해야 한다!
미래 사회에 도움이 되는 쓸모 있는 연구와 새로운 연구를 하자!

이 책은 카이스트 기계공학과 해양시스템공학대학원 교수인 저자가 그동안 다양한 지면을 통해 발표했던 총 32편의 기고문들을 정리한 내용이다. 크게 세 부분인 교육, 기술창업, 해양조선산업으로 나누어져 있다.

교육을 통해 연구 중심 대학 만들기
첫 번째는 2008년부터 2014년 사이에 저자가 맡았던 ‘해양시스템공학과’의 설립과 학과장으로서 참여하면서 활동하고 그 이후에 학과가 통합되는 모습까지 지켜보면서 느꼈던 점들에 관련된 글들이다. 1장에 해당한다. 그는 1993년 정부출연연구소인 선박연구소에서 카이스트로 발령을 받아 간 곳이 카이스트 서울분원의 ‘자동화설계공학과’였다. 그런데 서울분원 프로그램은 3년여 만에 대전의 기계공학과로 통합되었다. 당시에 젊은 교수로서 가졌던 의문들이 담겨 있다. 대학에서의 퍼스트무버 방안들, 세계적 수준의 연구 중심 대학을 만들기 위해 필요한 노력들, 특히 우리 교육에 빠져 있는 ‘실패 용납’의 필요성 등을 자세하게 다루고 있다. 더 나아가 우리는 어떤 연구를 해야 하는지도 논의하고 있다.

기술 창업으로 연구 중심 벤처의 육성과 활성화
두 번째는 저자가 2005년부터 2007년까지 카이스트의 산학협력 단장으로 있었던 기간에 쓴 글들이다. 책의 2, 3, 4장에 해당한다. 주로 벤처 창업과 관련된 글들이다. 기술창업 활성화 방안들과 산업 혁신, 특히 인더스트리 4.0에서 국제 표준 부분을 자세히 다루고 있다. 독일 인더스트리 4.0의 개요와 해외 추진 현황으로 일본의 모노즈쿠리와 미국의 리쇼어링까지 소개하고 있다.

4차 산업혁명 시대 해양조선산업을 어떻게 이끌 것인가
마지막 세 번째는 2017년에 시작한 ‘조선 4.0 연구모임’과 2018년부터 2019년 사이에 맡았던 대한조선학회 산하의 ‘중소조선위원회’의 활동 때 쓴 글들이다. 4차 산업혁명 입장에서 조선산업을 위한 5가지 제안과 수출형 중소조선을 살려야 하는 이유 등을 주요 내용으로 다루고 있다. 또한 2010년 천안함 사건과 2014년 세월호 사고를 겪으면서 고민했던 해양 안전에 관한 내용이 담겨 있다.
우리나라가 지난 50년간의 압축성장에서 택한 방식은 패스트 팔로어fast follower 전략이었다. 하지만 이제는 그 전략의 수명이 다하여 퍼스트 무버first mover 전략으로 바꿔야 한다는 얘기가 많다. 그렇다면 패스트 팔로어에서 퍼스트 무버로의 변신은 기업에게만 해당하는 것일까? 기업만 혼자 선진국으로 갈 수는 없을 것이다. 우리 사회 전체가 같이 변해야만 선진국의 문턱을 넘을 수 있을 것이다. 세계적 기업에서 근무하게 될 인력을 양성해야 하는 대학도 마찬가지로 선진화되어야 한다.
--- p.15

우리나라가 선진국이 되기 위해서는 하버드, 스탠퍼드, MIT와 같은 세계 수준의 연구 중심 대학이 필요하다. 선진 한국을 이끌고 나가야 하는 글로벌 인재의 양성이 필요하기 때문이다. 세계 일류 기업을 이끌어갈 글로벌 인재를 양성하는 방법으로서 세계 최고 수준의 교과서를 강의하는 것으로는 2% 부족하다. 대신에 세계 최초 및 최고의 문제를 해결하는 세계 수준의 연구가 진행되는 연구 현장을 체험하는 학생들과 그들을 지도하는 교수들로 구성된 연구 중심 대학이 글로벌 인재를 길러 낼 수 있다.
--- p.20

과학기술의 발전 모델로 기술 주도Technology Push 모델과 시장 견인Market Pull 모델이 있다. 기술 주도 모델은 전혀 새로운 기술 의 개발이 산업기술의 발전을 선도하므로 연구개발 투자는 원천기술 연구에 중점을 두어야 한다는 것이다. 미국의 아폴로 계획과 같은 국방 관련 연구에서 모델을 찾을 수 있다. 이 모델에서는 기술 예측이 중요하고 몇몇의 엘리트 지도자들이 방향 설정에 중요한 역할을 하게 된다. 시장 견인 모델은 ‘필요는 발명의 어머니’ 논리에 따라 기술개발의 경제성 평가를 통하여 한정된 자원의 배분을 시급히 필요로 하는 분야에 먼저 투입해야 한다는 것이다. 수요라는 보이지 않는 손에 의해 연구의 방향이 제어된다고 생각한다.
--- p.49

실패에 관대한 문화가 필요하다. 카이스트에서는 하이 리스크 하이 리턴이라고 불리는 연구과제들을 수행하고 있다. 한 개의 기술이 개발되어 상업화되는 과정 속에는 많은 수정 사항들이 발생하게 된다. 그런데 그 수정이 전체 과정 중의 초기에 발생하면 적은 비용이 들고 최종 단계에 도달한 후에 발생하면 막대한 수정 비용이 필요하다. 따라서 모험적인 도전, 실패, 그리고 실패를 바탕으로 수정 계획을 마련하는 것은 초기단계에 허용된다. 정부가 시행하는 정책들은 그 결과가 미치는 영향이 크므로 쉽게 실패를 허용하기 어렵다. IMF 경제 위기나 성수대교 붕괴는 가볍게 해 볼 수 있는 실험이 아니다. 기업도 마찬가지로 대기업보다는 벤처기업들이 다양한 도전과 실패를 부담하기에 손쉬운 영역에 있다.
--- p.130

독일은 전통적으로 세계 최고의 제조 기술력을 보유하고 있다고 자부하는 국가이다. 그런데 세계 1위의 제조업 강국이라는 타이틀을 일본, 한국에 이어 중국에 빼앗기고 있고 또한 저성장, 소득의 양극화, 그리고 고용불안을 겪고 있다. 그래서 그 해법의 하나로 인더스트리 4.0을 추진하고 있다.
독일이 보유한 세계 최고의 제조기술에 첨단 정보통신기술을 융합하여 지난 20여 년간 일본, 한국, 중국 등의 추격 국가들에 잠식당했던 제조업 강국의 지위를 유지하겠다는 목표를 가지고 있다. 이 프로그램은 국가적인 차원에서 강하게 추진하고 있어 그 영향력이 다른 나라에 비해 크게 느껴진다. [그림 4]는 독일에서 추진하는 인더스트리 4.0을 보여주는데 요소기술로는 사물인터넷IoT, 사이버물리시스템CPS, 스마트 팩토리, 그리고 표준이 있다.
--- p.168

미래의 무인 공장을 가정해본다면 사람 대신에 로봇들이 작업장에서 일을 하게 된다. 그 로봇들은 자동차와 같은 하나의 제품을 완성하기 위해 협력해야 한다. 이때 문제가 되는 것은 그 로봇들이 사용하는 언어가 통일되어야 한다는 것이다. 지금도 한국의 산업 현장에 동남아에서 취업한 외국인 근로자들이 많이 근무하기 때문에 이들 간의 의사소통은 문제로 여겨지고 있다. 사람과 마찬가지로 로봇들도 특화된 기능이 필요하며 로봇의 특수 기능에 따라 다양한 국가나 조직에서 로봇이 제작되기 때문에 사용하는 언어가 서로 다르다. 따라서 [그림 9]와 같이 자동차 조립을 위해 다양한 로봇들이 협력하기 위해는 표준화된 자동화 언어의 사용이 필수적이다.
--- p.175~176

새로운 시장과 일자리를 창출하기 위해 4차 산업혁명에서 많이 거론되는 단어 중에 ‘스마트 제품’과 함께 ‘스마트 서비스’라는 단어가 있다. 2005년경에 미국 GM자동차에서 자체 분석을 통해 매출과 수익 구조의 분포를 조사한 결과가 있다. 분석의 결과로 GM자동차는 원래의 사업 영역인 자동차의 개발과 생산에서 얻는 이익보다는 판매 이후의 서비스에서 얻는 이익이 대부분을 차지하는 것을 발견하였다. 그 이후로 회사의 역량을 판매후 시장after sales market에 더 많이 투입하여 애프터서비스, 리스, 렌탈 부문에 더 많은 노력을 하고 있다. 이를 스마트 서비스라고 부른다.
제조업에서 부가가치를 창출하는 단계별 차이를 보여주는 스마일 곡선이 있다. [그림 8]을 보면, 제조나 생산 단계는 부가가치 창출이 적다는 것을 알 수 있다. 부가가치의 창출은 오히려 초기에 제품의 기획 단계와 제품의 판매와 판매 이후의 서비스 단계에서 크다는 것을 보여준다. 따라서 미래의 제조업체들은 스마트 서비스에서 더 많은 수익을 내는 방향으로 사업을 변화시키는 것이 필요하다. 하지만 스마트 서비스 시장을 확보하기 위해서는 차별화된 스마트 제품의 공급이 기본적으로 요구된다. 명품 브랜드를 가지고 있는 제조업체가 서비스 시장에서도 우월한 지위를 가질 가능성이 높다.
--- p.203

우리나라가 지난 50년간의 압축성장에서 택한 방식은 패스트 팔로어fast follower 전략이었다. 하지만 이제는 그 전략의 수명이 다하여 퍼스트 무버first mover 전략으로 바꿔야 한다는 얘기가 많다. 그렇다면 패스트 팔로어에서 퍼스트 무버로의 변신은 기업에게만 해당하는 것일까? 기업만 혼자 선진국으로 갈 수는 없을 것이다. 우리 사회 전체가 같이 변해야만 선진국의 문턱을 넘을 수 있을 것이다. 세계적 기업에서 근무하게 될 인력을 양성해야 하는 대학도 마찬가지로 선진화되어야 한다.
-p. 15

우리나라가 선진국이 되기 위해서는 하버드, 스탠퍼드, MIT와 같은 세계 수준의 연구 중심 대학이 필요하다. 선진 한국을 이끌고 나가야 하는 글로벌 인재의 양성이 필요하기 때문이다. 세계 일류 기업을 이끌어갈 글로벌 인재를 양성하는 방법으로서 세계 최고 수준의 교과서를 강의하는 것으로는 2% 부족하다. 대신에 세계 최초 및 최고의 문제를 해결하는 세계 수준의 연구가 진행되는 연구 현장을 체험하는 학생들과 그들을 지도하는 교수들로 구성된 연구 중심 대학이 글로벌 인재를 길러 낼 수 있다.
-p. 20

과학기술의 발전 모델로 기술 주도Technology Push 모델과 시장 견인Market Pull 모델이 있다. 기술 주도 모델은 전혀 새로운 기술 의 개발이 산업기술의 발전을 선도하므로 연구개발 투자는 원천기술 연구에 중점을 두어야 한다는 것이다. 미국의 아폴로 계획과 같은 국방 관련 연구에서 모델을 찾을 수 있다. 이 모델에서는 기술 예측이 중요하고 몇몇의 엘리트 지도자들이 방향 설정에 중요한 역할을 하게 된다. 시장 견인 모델은 ‘필요는 발명의 어머니’ 논리에 따라 기술개발의 경제성 평가를 통하여 한정된 자원의 배분을 시급히 필요로 하는 분야에 먼저 투입해야 한다는 것이다. 수요라는 보이지 않는 손에 의해 연구의 방향이 제어된다고 생각한다.
-p. 49

실패에 관대한 문화가 필요하다. 카이스트에서는 하이 리스크 하이 리턴이라고 불리는 연구과제들을 수행하고 있다. 한 개의 기술이 개발되어 상업화되는 과정 속에는 많은 수정 사항들이 발생하게 된다. 그런데 그 수정이 전체 과정 중의 초기에 발생하면 적은 비용이 들고 최종 단계에 도달한 후에 발생하면 막대한 수정 비용이 필요하다. 따라서 모험적인 도전, 실패, 그리고 실패를 바탕으로 수정 계획을 마련하는 것은 초기단계에 허용된다. 정부가 시행하는 정책들은 그 결과가 미치는 영향이 크므로 쉽게 실패를 허용하기 어렵다. IMF 경제 위기나 성수대교 붕괴는 가볍게 해 볼 수 있는 실험이 아니다. 기업도 마찬가지로 대기업보다는 벤처기업들이 다양한 도전과 실패를 부담하기에 손쉬운 영역에 있다.
-p. 130

독일은 전통적으로 세계 최고의 제조 기술력을 보유하고 있다고 자부하는 국가이다. 그런데 세계 1위의 제조업 강국이라는 타이틀을 일본, 한국에 이어 중국에 빼앗기고 있고 또한 저성장, 소득의 양극화, 그리고 고용불안을 겪고 있다. 그래서 그 해법의 하나로 인더스트리 4.0을 추진하고 있다.
독일이 보유한 세계 최고의 제조기술에 첨단 정보통신기술을 융합하여 지난 20여 년간 일본, 한국, 중국 등의 추격 국가들에 잠식당했던 제조업 강국의 지위를 유지하겠다는 목표를 가지고 있다. 이 프로그램은 국가적인 차원에서 강하게 추진하고 있어 그 영향력이 다른 나라에 비해 크게 느껴진다. <그림 4>는 독일에서 추진하는 인더스트리 4.0을 보여주는데 요소기술로는 사물인터넷IoT, 사이버물리시스템CPS, 스마트 팩토리, 그리고 표준이 있다.
-p. 168

미래의 무인 공장을 가정해본다면 사람 대신에 로봇들이 작업장에서 일을 하게 된다. 그 로봇들은 자동차와 같은 하나의 제품을 완성하기 위해 협력해야 한다. 이때 문제가 되는 것은 그 로봇들이 사용하는 언어가 통일되어야 한다는 것이다. 지금도 한국의 산업 현장에 동남아에서 취업한 외국인 근로자들이 많이 근무하기 때문에 이들 간의 의사소통은 문제로 여겨지고 있다. 사람과 마찬가지로 로봇들도 특화된 기능이 필요하며 로봇의 특수 기능에 따라 다양한 국가나 조직에서 로봇이 제작되기 때문에 사용하는 언어가 서로 다르다. 따라서 <그림 9>와 같이 자동차 조립을 위해 다양한 로봇들이 협력하기 위해는 표준화된 자동화 언어의 사용이 필수적이다.
-pp. 175~176

새로운 시장과 일자리를 창출하기 위해 4차 산업혁명에서 많이 거론되는 단어 중에 ‘스마트 제품’과 함께 ‘스마트 서비스’라는 단어가 있다. 2005년경에 미국 GM자동차에서 자체 분석을 통해 매출과 수익 구조의 분포를 조사한 결과가 있다. 분석의 결과로 GM자동차는 원래의 사업 영역인 자동차의 개발과 생산에서 얻는 이익보다는 판매 이후의 서비스에서 얻는 이익이 대부분을 차지하는 것을 발견하였다. 그 이후로 회사의 역량을 판매후 시장after sales market에 더 많이 투입하여 애프터서비스, 리스, 렌탈 부문에 더 많은 노력을 하고 있다. 이를 스마트 서비스라고 부른다.
제조업에서 부가가치를 창출하는 단계별 차이를 보여주는 스마일 곡선이 있다. <그림 8>을 보면, 제조나 생산 단계는 부가가치 창출이 적다는 것을 알 수 있다. 부가가치의 창출은 오히려 초기에 제품의 기획 단계와 제품의 판매와 판매 이후의 서비스 단계에서 크다는 것을 보여준다. 따라서 미래의 제조업체들은 스마트 서비스에서 더 많은 수익을 내는 방향으로 사업을 변화시키는 것이 필요하다. 하지만 스마트 서비스 시장을 확보하기 위해서는 차별화된 스마트 제품의 공급이 기본적으로 요구된다. 명품 브랜드를 가지고 있는 제조업체가 서비스 시장에서도 우월한 지위를 가질 가능성이 높다.
-p. 203

머리말

1장 교육 혁신

1. 대학에서의 퍼스트 무버 방안

2. 세계적 수준의 연구 중심 대학 만들기

3. 이중 구조 학과 제도의 제안
이중 구조를 가진 학과 제도란 무엇인가? / 기존 학과 제도의 문제점은 무엇인가? / 유사한 사례가 있는가? / 학생들에게는 어떤 도움이 되는가? / 예상되는 부작용은 무엇일까? / 실험적인 도입은 어떻게 할까?

4. 우리는 교육의 실패를 용납할 수 있는가
교육도 연구처럼 시행착오로 진행된다 / 개인적인 몇 가지 교육의 실패 사례 / 우리는 서남표식 교육 실험을 다시 해볼 수 있을까? / 새로운 학문 분야의 자율적인 생성과 소멸

5. 자기 표절과 우리 학문의 위기

6. 우리는 어떤 연구를 해야 하는가
머리말 / 평가 전문가 / 우리 학문의 독창성 콤플렉스 / 시장 견인 / 학자와 예술가의 닮은 점 / 쓸모와 새로움 / 연구자로서 돈 벌기 / 맺는말

7. 수요 중심의 교육을 강화하자

2장 넉다운 지식생산

1. 지식의 넉다운 생산방식은 옳은가

2. 지식산업에 있어서 R&D의 역할

3. 대학이 특허를 가져야 하는 이유

4. 표준, 특허, 저널 논문의 닮은 점과 다른 점
학교에서 표준을 연구하는 어려움 / 표준, 특허, 저널 논문의 닮은 점과 다른 점
보호와 공개 / 스마트 제조와 관계

5. 연구개발에서 동료 평가와 사용자 평가

6. 캐드캠학회의 미래
캐드캠학회의 문제점 / 몇 가지 관찰 / 몇 가지 제안

7. 캐드ㆍ캠은 살아남을 수 있을까

8. 영국동북부해안조선학회를 생각하며
퀴즈 NECIES / 두 가지 배울 점 / 저자 답변 / 산업이 없으면 학회도 없다

9. 어떤 글이 논문집에 실려야 하는가
머리말 / 조선공학이란 무엇인가? / 논문의 종류 / 현장 기술자의 의무 / 실험 논문 쓰는 법 / 맺는말

3장 벤처의 실패

1. 모범생이 성공 못 하는 이유

2. 실패에서 배우기

3. 쇼트트랙과 연구개발

4. 벤처기업에서 품질관리

5. 기술창업 활성화 방안
기술창업 활성화의 필요성 / 연구 중심 기업 육성 필요성 / 연구 중심 기업 육성 방안 / 카이스트 창업센터에서 제공하는 추가적인 지원

6. 국방 첨단 연구

4장 산업 혁신

1. 융합 비빔밥

2. 대기업이 중소기업에 더 의존해야 하는 이유

3. 인더스트리 4.0에서 국제표준
배경과 문제점 / 해외 추진 현황 / 인더스트리 4.0을 위한 국제표준 / 한국STEP센터

4. 인생의 똘레랑스

5. 인천공항까지 가는 KTX

5장 해양조선

1. 4차 산업혁명 입장에서 조선산업을 위한 5가지 제안
조선해양산업의 특성 / 4차 산업혁명의 이해 / 노사정학을 위한 5가지 제안 / 마무리: 노사정학의 협력으로 불황을 극복하자

2. 공장을 만드는 공장
과거에 더 어려운 시절도 있었다

3. 수출형 중소조선을 살려야 하는 이유
중소조선의 현황 / 원인의 분석 / 중소조선의 가능성 / 중소조선을 위한 정책의 제안 / 제안 활동 / 마무리

4. 세월호와 천안함의 다른 점과 닮은 점
배경 / 세월호와 천안함의 기술적인 사실 모음 / 세월호와 천안함의 기술적인 면 분석 / 사고의 재발 방지를 위한 방안

5. 제2의 세월호를 막으려면 안전기준을 글로벌 스탠더드로 높여야

맺는말
출처
참고자료