사이버 물리 시스템(CPS, Cyber-Physical Systems)은 4차 산업혁명의 핵심 인프라로, 제조업뿐만 아니라 교통, 국방, 에너지, 헬스케어 등 다양한 산업에서 필수 기술로 자리잡고 있습니다.
이 가운데 중국은 CPS 기술의 전략적 중요성을 누구보다 빠르게 인식하고, 정부 주도의 대대적인 투자와 기술 내재화를 추진하고 있습니다. 특히 ‘중국제조 2025(中国制造2025)’ 전략 이후, CPS는 디지털 제조, 스마트 공장의 중심 기술로 국가 차원의 육성 대상이 되었습니다.
이 글에서는 중국의 CPS 기술이 어떤 속도로 발전하고 있으며, 구체적으로 어떤 전략 아래 움직이고 있는지를 심층 분석합니다. 또한 세계 시장에서 중국 CPS 기술의 위상이 어디까지 와 있는지, 한국과의 비교를 통해 전략적 시사점을 도출합니다.
1. 중국의 CPS 기술 발전 속도: 정부 주도형 가속 전략
중국의 CPS 기술 확산은 민간 주도보다 정부 주도 모델이 중심입니다. 2015년 발표된 ‘중국제조 2025’와 이후 정책들은 단순한 스마트팩토리를 넘어, CPS 기반의 자율 제조 체계를 국가 전략으로 명확히 설정했습니다.
주요 정책 로드맵:
- 2015년: ‘중국제조 2025’ 발표 – CPS, IoT, AI 기술을 제조업 중심에 배치
- 2017년: 스마트제조 시범 프로젝트 100+ 개 운영
- 2019년: CPS 기반 산업 클러스터(공업인터넷 산업단지) 구축
- 2021~2023년: 5G+산업인터넷 + CPS 융합 추진
- 2025년 목표: 전략 제조 기업 70% 이상 CPS 운영체계 도입 완료
이처럼 중국은 기술 도입 속도, 시범 사례 확산, 산업화 속도 면에서 매우 빠른 진척을 보이고 있습니다.
2. 중국이 선택한 CPS 전략의 4대 축
중국은 CPS 기술 도입을 단순 기술 확보가 아니라, 자국 중심의 디지털 제조 생태계 구축으로 접근하고 있습니다. 전략적으로는 아래 4가지 축을 기반으로 움직이고 있습니다.
① 정부-산업-연구기관 삼각 협력체계
- 중앙 정부 주도 + 지방정부 보조 + 국영기업 실증
- 칭화대, 상하이교통대 등과 연계된 CPS 핵심 연구센터 설립
- 화웨이, 하이얼, 시노펙트 등 대기업이 공업인터넷/CPS 플랫폼 개발 선도
② CPS 기반 산업인터넷 플랫폼 확대
- ‘인터넷 + 제조’ 전략 하에 CPS+AI+클라우드 통합 플랫폼 개발
- 하이얼 COSMOPlat, 화웨이 FusionPlant 등 대표 플랫폼 다수 등장
- 공장별 플랫폼이 아닌, 산업군 단위 CPS 플랫폼 구조 확대
③ 통신 인프라와 CPS 통합
- 5G 전국망 조기 완성으로 초저지연 CPS 통신망 확보
- 5G+PLC+센서+AI 통합 설계가 가능한 CPS 실증 센터 운영
④ 국제표준 주도 시도
- IEC, ISO, ITU 등 국제표준 기구에 CPS 기반 산업 자동화 기술 제안
- 중국 독자 규격을 세계 표준으로 만들기 위한 표준외교 강화
이러한 전략은 단순 기술 흡수가 아니라, 중국 중심의 CPS 기술 패권을 확보하려는 구조적 접근이라 볼 수 있습니다.
3. 산업별 CPS 도입 현황과 실제 사례
중국은 다양한 산업군에서 CPS 기술을 적용하고 있으며, 단순 모니터링을 넘어 자율 판단과 제어까지 확장되고 있습니다.
① 제조업 – ‘스마트공장’에서 ‘자율공장’으로
- 하이얼: CPS 기반 대량 맞춤형 생산 시스템 구축
- 샤오미: CPS+AI 기반 스마트폰 완성공정 자율 운영
- BYD: 배터리 공정에 디지털 트윈+CPS 통합 운영
② 에너지 – 발전소, 변전소의 자율 운전
- 국영 전력사 SGCC가 CPS 기반 스마트 그리드 설계
- 태양광/풍력발전소 자동 유지보수 시스템에 적용
③ 교통 – 지능형 교통 체계
- 베이징-상하이 고속도로 구간: CPS 기반 도로 제어 시스템 적용
- 자율주행차와 도로 인프라의 실시간 통합 운영
④ 도시 관리 – 스마트시티 실현의 핵심
- 우한, 선전, 항저우 등에서 CPS 기반 도시 운영 플랫폼 실증
- 도시 내 쓰레기, 교통, 조명, 보안 등 모든 센서 데이터 통합 관리
이처럼 CPS는 중국 산업 디지털화의 실질적 실행 수단으로 자리잡고 있습니다.
4. 기술 내재화와 독자 생태계 구축
중국은 CPS의 핵심 기술을 외국 의존 없이 자국 내에서 내재화하려는 시도를 빠르게 진행 중입니다.
진행 전략:
- AI 알고리즘: 바이두, 텐센트, 알리바바가 자체 CPS용 모델 개발
- 엣지 디바이스: 화웨이, 샤오미가 칩셋-디바이스-OS 통합 생태계 구축
- 디지털 트윈 엔진: 국영 연구기관 주도로 독자 시뮬레이션 플랫폼 개발
- 운영체계: 리눅스 기반의 국산 CPS RTOS 상용화 추진
중국은 향후 CPS 분야에서 기술 종속을 최소화하고, CPS 플랫폼의 공급자에서 ‘표준 제공자’로 올라서는 것을 전략 목표로 설정하고 있습니다.
5. 한국과의 비교 및 전략적 시사점
한국은 CPS에 대한 기술적 우위는 확보하고 있지만, 정부-산업계의 일관된 로드맵 부재, 통합 생태계 미흡, 실증 사업의 속도 저하가 문제점으로 지적됩니다.
비교 요약:
| 구분 | 중국 | 한국 |
|---|---|---|
| 정부 지원 | 중앙-지방 연계 대규모 예산 | 부처별 분산, 지원 규모 적음 |
| 기술 개발 | 자국 기술 내재화 집중 | 외산 장비·기술 의존 높음 |
| 실증 사업 | 100+ 개 대규모 실증 완료 | 시범사업 규모 작고 단기 |
| 산업 적용 | 국영기업 중심 대규모 도입 | 중소기업 위주, 도입 속도 느림 |
한국은 기술 경쟁력은 갖추고 있지만, 시스템 통합과 산업 확산 속도 면에서 중국과 격차가 벌어지고 있는 상황입니다. 향후 공공 주도의 CPS 실증사업 확대, 민관 데이터 공유 체계 강화, CPS 표준화 주도 등이 전략적으로 요구됩니다.
결론: CPS는 중국 디지털 전략의 핵심 축
중국은 CPS를 단순한 기술이 아닌, 국가 산업 경쟁력의 핵심 인프라로 인식하고 있으며, 2025년 이후 CPS 기반의 ‘디지털 자립’ 실현을 목표로 하고 있습니다.
정부의 대대적 지원, 통신 인프라와의 통합, AI+제조 융합, 표준화 전략까지 포함된 CPS 추진 구조는 매우 전략적이며, 글로벌 시장에서 기술 패권 확보를 위한 장기적 수 싸움이라 할 수 있습니다.
한국을 포함한 다른 국가들은 중국의 CPS 전략을 ‘추격’이 아닌 ‘차별화’와 ‘초협력’ 관점에서 재정의해야 할 시점입니다.