제조업, AI로 다시 설계되다

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  • March 2026

한국 제조업은 지금 구조적 전환의 갈림길에 서 있습니다. 고원가 구조, 숙련 인력 감소, 글로벌 공급망 재편, ESG 규제 강화 등 복합적인 압력이 동시에 작용하면서, 기존의 자동화·효율 중심 제조 방식만으로는 더 이상 경쟁력을 유지하기 어려운 상황입니다. 이러한 환경 속에서 제조 AI(Manufacturing AI)는 단순한 신기술을 넘어, 제조업의 생존과 성장을 좌우하는 핵심 인프라로 부상하고 있습니다.

 

본 보고서는 제조 AI를 “공정을 스스로 인식·판단·최적화하는 지능형 제조 체계”로 정의하고, 기술 설명을 넘어 국내 제조 현장의 실제 활용 수준과 한계, 그리고 실행 가능한 전환 전략에 초점을 맞추었습니다. 특히 글로벌 제조 선도기업들이 제조 AI를 어떻게 운영 전반의 표준 인프라로 내재화하고 있는지, 그리고 국내 중견·중소기업은 왜 여전히 초기 단계에 머물러 있는지를 데이터와 사례를 통해 분석하며, 국내 제조업의 AI 활용 확산을 위해 국내 주요 players(정부, 공급기업, 대기업, 중견·중소기업)가 선택해야 할 실질적 대응 방향을 마련함과 동시에 국내 중견·중소기업의 AI 도입 방향과 실행 전략을 제시하고자 합니다.

1. 제조 AI의 정의 및 특징

  • ‘제조 AI(Manufacturing AI)’는 제조 현장에서 발생하는 방대한 데이터를 분석하여 공정을 최적화하고, 불량을 예측하며, 설비의 이상을 감지하는 산업 맞춤형 AI 기술을 의미
  • 첨단 기술이 적용된 공장을 일반적으로 ‘스마트팩토리(Smart Factory)’라고 부름. 스마트팩토리의 첨단 기술의 활용 수준 및 역량 등에 따라 스마트화 수준을 ‘기초-중간1-중간2-고도화’로 구분하고 있는데, 제조 AI가 적용된 스마트팩토리는 여기서 ‘고도화’수준에 속함
    → 제조 AI가 적용된 고도화 수준의 스마트팩토리는 스스로 판단하고 결정하는 공장

제조 스마트팩토리 단계별 구분: 제조 AI 도입을 통해 스마트팩토리의 ‘고도화’를 실현

 

2. 국내 제조업의 AI 활용 실태

  • ’24년 기준 제조업의 AI 활용률은 23.8%에 그쳐, 서비스업 분야의(53%)의 절반에도 못 미치는 수준으로 나타남
  • 특히 스마트팩토리를 도입한 중소기업은 18.6% 수준이며, 제조 AI 도입률은 0.1%에 불과
  • 중소기업이 AI를 적용하지 않은 이유 1순위가 ‘필요성 낮음’이었으며(80.7%), 2순위가 ‘경영에 어떻게 도움이 되는지 모르겠다’였음(출처: 중소기업중앙회)

국내 중소 제조기업 스마트팩토리 도입 현황

 

3. 해외·국내 스마트제조 정책 분석

  • 글로벌 스마트제조의 패러다임은 개별 공장의 자동화 → 산업 생태계의 연결 → 국가 간 데이터 협력으로 진화하고 있음
  • 국내 스마트제조 정책은 단순 보급 중심에서 벗어나 기업별 스마트제조 성숙도 제고, 데이터 플랫폼 활성화, AI 전문인력 확충, 대기업-중소기업 공급망 연계로 진화해야 할 것임

 

4. 대기업 vs. 중견·중소기업들의 제조 AI 활용 현황

  • 글로벌 제조 대기업들이 정의하는 제조 AI는 더 이상 ‘파일럿 기술’이 아니라, 제조 운영 전반을 재설계하는 핵심 인프라로 자리 잡고 있음
  • 대기업은 이미 데이터가 축적된 통합 시스템을 기반으로 AI를 도입하고 시범하는 단계를 넘어 활용하는 단계에 진입했다고 볼 수 있음
  • 반면에 국내 중소기업의 AI 전환은 여전히 초기 단계에 머물러 있으며, 이로 인해 대기업과 중소기업 간 디지털 전환 격차는 구조적으로 확대되고 있음
  • 현재 제조 중소기업의 AI 전환 수준은 대기업이 이미 수년 전에 구축한 디지털 제조 기반을 이제 막 따라가려는 단계에 가깝다고 평가할 수 있음

 

5. 결론 및 시사점

  • 한국 제조업이 글로벌 경쟁에서 우위를 지속하려면, 기술 도입 이전에 AI ready 인프라(데이터·표준·인력)를 먼저 구축하고, 공급망 단위의 플랫폼 전략으로 격차를 해소해야 함
  • 대기업은 이미 AI 기반 제조 혁신을 빠르게 진행 중이지만, 중소기업 다수는 아직 자동화 초기 단계에 머물러 있어 격차가 더 커지고 있음. 이 격차를 줄이기 위해서는 ① 데이터 기반 구축, ② 현장 중심의 실질적인 지원, ③ 표준화 및 생태계 정비, ④ 중소기업의 단계별 실행 전략, ⑤ 대기업·정부·공급기업의 협력이 필수적임

정부·공급기업·대기업·중견/중소기업간 협력 생태계

제조업, AI로 다시 설계되다

더 자세한 내용은 pdf 파일에서 확인하실 수 있습니다.

(PDF of 5.62MB)

삼일PwC 경영연구원

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