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농업 : 스마트 농업의 확산
날짜2014.11.20
조회수17348
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  • 가. 농업 현황 및 동향
    • 배경
    • 국내 농업, 농업 인구 고령화, 인력 및 농경지 감소, 생산액 비중 감소 등 문제점에 봉착
    • - 농업인구 고령화 : 2013년 총 농림어업 취업자 152만 명 중 약 61%에 달하는 92.6만 명이 60세 이상으로 집계
    • - 농업 인력 및 농경지 감소 : 국내 농경지는 2000년 19.0%에서 2013년 17.1%로 지속적으로 하락하고 있으며 전체 취업자 중 농림어업 종사자 비중도 10.6%에서 5.7%로 빠르게 감소
    • - 생산 비중 감소 : 국내 총생산 중 농림어업이 차지하는 비중, 2000년 4.4%에서 2013년 2.3%로 급감해 국내 농업 활성화를 위한 대책 마련이 시급한 상황
    • 국내 농림어업 현황
    • ICT(정보통신), BT(바이오), ET(환경) 등 첨단 기술과의 융합이 농업 문제 해결방안으로 빠르게 부상
    • - 현대 농업은 선진국들의 주도 하에 기존 식량 생산 위주에서 벗어나 1차, 2차, 3차 산업과 결합되어 6차 산업1)으로 확대
    • - ICT(정보통신), BT(바이오), ET(환경) 등 첨단 기술이 융합된 6차 + α 산업으로 진화 중
    • - 고품질, 고효율화 지원이 가능한 IT 기반 스마트 농업이 노동인구 및 농지 감소, 기상이변 등의 문제해결 방안으로 대두
    • 스마트 농업의 적용 분야
    • 미국, 일본, 네덜란드 등 농업 선진국들의 스마트 농업 확산 노력 강화, UN의 기후관련 기술과 스마트 농업을 융합한 ‘Climate-Smart Agriculture Action Plan’ 공개 등 스마트 농업에 대한 국제적인 관심이 빠르게 증가
    • - 국내 농업 스마트화 : 농업·ICT 융합 지원을 목표로 2002년 1차 농업·농촌정보화 기본계획 수립, 2012년에는 5개 SMART 주요 정책 및 16개 세부 추진 과제를 포함한 제 3차 정보화 기본계획(2012~2016)을 추진
  • 나. 스마트 농업 동향 및 기술 현황
    • 생산·가공·유통·소비 등 농업의 전 가치사슬에 걸쳐 ICT와의 융합 가속화
    • - 생산 단계의 효율성, 품질 등 제고에 ICT 활용이 증가하는 추세, 최근 가공, 유통 단계 및 관리 경영 영역으로 빠르게 확장
    • 스마트 농업 가치사슬 및 ICT 기술의 역할
    • 센서/네트워크, 메카트로닉스(Mchatronics)2), 인공지능(AI), 로봇, 스마트디바이스 등이 대표적인 농업·ICT 융합 기술
    • - 최근 빅데이터, IoT, 클라우드 등 신기술 활용에 대한 관심도 빠르게 증가
    • 스마트 농수산업을 구성하는 기술
    • 생산 관련 기술 및 시장 동향
    • 센서 및 네트워크 기반의 스마트 농업생산 시스템(스마트팜), 식물공장 기술, 지능형 농작업기 등이 생산 영역의 주요 산업 기술
    • - 스마트팜 : 각종 센서 기술을 이용해 농축산물의 생장·생육 단계부터 정보 관리에 기초하여 최적의 환경 조성 및 병충해 등 피해 방지를 위한 시스템 기술, 최근 네트워크, 분석 SW, 스마트기기와의 연계를 강화하는 추세
    • 스마트팜/스마트팜 패드 구조도
    • - 식물공장 : 저비용·고효율 생산을 위해 작물의 상태에 따라 영양·온도·광원 등 생장 환경을 실시간 모니터링하고 제어·관리하는 기술, P·L·A·N·T가 5가지 핵심 기술
    • 식물공장의 핵심 기술 'P.L.A.N.T'
    • - 지능형 농작업기 : 무선통신 및 농기계 원격제어, 항법장치 기반 농기계 자동제어, 무인제어 및 모니터링 시스템, 스마트 농작업 통신 플랫폼, 지능형 농작업기 기술 등이 핵심요소 기술
    • 국내 스마트 농업 생산 관련 시장, 2012년 2조 4,295억 원에서 연평균 14.5%씩 성장하여 2016년에는 4조 1,699억 원 규모가 될 전망(중소기업청)
    • - 2012년 스마트팜(생산시스템) 관련 시장은 1조 3,378억 원으로 전체 시장의 약 55%를 차지
    • - 2012년 지능형 농작업기 관련 시장은 전체 시장의 약 42%를 차지하고 있으나, 연평균 20%씩 성장해 2016년 전체 시장의 약 52%를 차지할 전망
    • - 식물 공장 관련 시장은 시장 형성 초기 단계로 2012년 500억 원 규모에서 연평균 53.3%씩 성장하여 2016년 2,759억 원 규모가 될 전망
    • 국내 스마트 농업 관련 시장 현황 및 전망
    • 유통 및 경영 지원 기술 동향
    • 최근 농산물 유통 부문의 경우, ICT 기술 융합을 통해 구조 개선을 위한 다각적인 시도를 추진
    • - 바코드, QR코드 등의 광학인식기술 등이 현재 농산물 유통에서 폭넓게 활용
    • - 공급사슬관리(Supply Chain Management, SCM) 자동분류기(Digital Sorter), 자동저장반출장비(Automated Storage and Retrieving System, ASRS) 등 솔루션 도입은 취약
    • - 부패가 용이하고 작은 충격에도 상품 품질이 저하되는 농산물의 물리적 특성이 IT 기술 도입의 한계로 작용
    • - 공산품과 동일한 수준으로 적용 가능한 ICT 기술 개발 노력이 필요
    • 유통경로 다각화 부문에서 인터넷, 모바일 등 ICT 기술 적용이 확대
    • - 인터넷이나 모바일 기기를 활용한 농산물 직거래가 보편화
    • - 생산자와 소비자 간 거래(B2C)가 중심이나, 온라인 환경에서의 기업 간 거래(B2B)로 확대되는 추세
    • 공급사슬관리(SCM) 등 유통부문 ICT 융합 촉진을 위해서는 국내 농업 시장의 거래 관행의 개선이 필요
    • - 거래 성사 이후에야 출하자와 구매자가 확정되는 농식품 도매 시장의 보편적인 거래 방식인 경매로 인해 사전적으로 유통 정보를 공유해야 하는 SCM의 도입이 불가능
    • - 농업 선진국의 경우 생산자조직이 패킹하우스와 공판장을 연계한 정보시스템을 구축하여 산지유통의 효율성을 제고예) 프랑스 브레따뉴 : 5개 조합 공판장과 조합 보유 선과장을 정보시스템으로 연계하여 효율적인 수급 관리를 구현, 전자경매를 통한 노동력 절감 및 진열 시 발생하는 품질 저하 방지 등 효율적인 관리를 지원
    • 농업의 생산·가공·유통 등 농업 경영 과정에서 필요한 모든 정보를 다양한 ICT 시스템을 통해 활용함으로써 경영효율화 지원이 가능
    • -스마트 농업 경영을 위해서는 시간·장소의 제약 없이 정보 접근이 가능한 정보화 기반 구축, 정보 통합 및 표준화, ICT 융복합 기술 개발, 정보 활용도 제고를 위한 교육 및 정보 제공 시스템 등이 필요
    • - 농장 경영 합리화를 위한 경영정보시스템(ERP) 도입 사례가 늘고 있으며 최근에는 클라우드, 빅데이터 등의 신기술과의 컨버전스 노력도 점차 확대되는 추세
    • 클라우드/빅데이터 활용 사례
    • 후지쯔 : 경영·생산 등 농업 관리 통합 솔루션 ‘食·農 클라우드 서비스 Akisai(秋彩)’ 제공
    • - 경영부문 : 회계 관련 소프트웨어 제공, 자산관리, 농업전문 세무사 서비스 등 제공
    • - 생산부문 : 클라우드 기반 데이터 수집/축적/분석 서비스, 생산물 품질향상, 비용 절감, 기술력 강화, 영농 지도 등을 지원
    • - 첨단 센서 기반의 농산물 생산 관련 데이터 수집, 축적, 분석까지 농업 전 영역에 걸쳐 클라우드 및 빅데이터 서비스를 적용함으로써 정확한 수확 예측과 경영 효율성 제고를 지원
  • 다. 주요 스마트 농업 활용 사례
    • 미국 스마트 농업 사례
    • 농업 부문의 성장이 식량안보에 직접적인 해결방안이 된다는 인식 하에 90년대부터 장기 지속가능한 농업 및 환경 촉진을 주요 전략으로 설정3)
    • - 그 영향으로 미국 농업은 영농규모가 크고 첨단기계의 사용이 활발해 농산물 생산량 및 교역량 측면에서 세계적으로 높은 비중을 차지
    • - 농무부(U.S Department of Agriculture)를 중심으로 농업IT융합 R&D 정책을 추진 중, 장기적이고 위험도가 높은 고비용의 기반기술 개발에 주력
    • - 상업화 기술 R&D 영역은 대학 및 산업체와의 공동 연구 및 기술이전을 지원하는 방식으로 추진
    • 존디어(John Deere)의 ‘시드스타 모바일(SeedStar Mobile)’과 듀퐁 파이오니어(DuPont Pioneer)의 ‘Pioneer Field360 Select’ SW 등이 미국 스마트 농업 관련 서비스 및 솔루션의 주요 사례
    • - 존디어 : 자사 파종기와 연동하여 파종 수행 현황 및 결과 데이터를 ‘MyJohnDeere.com’으로 실시간 전송, 공간정보 연동, 영상 정보 기록·이력관리 등을 지원하는 SW 제품‘SeedStar Mobile’ 상용화
    • - 듀퐁 : 1999년 종자 회사 파이오니어를 인수한 후 식량산업 개발을 본격 추진, 2013년 기후 데이터 분석 플랫폼 ‘Field360’공개 이후 웹 기반 경작기 관리 도구 ‘Field360 Select’, 모바일 앱 ‘Field360 Notes’등 상용화
    • - Field360 Select : 수십년간 축적된 토양 및 기상, 강우량 정보를 바탕으로 경작지별 데이터와 실시간 농경·기상 정보와 결합하여 관리를 지원하는 SW
    • - Field360 Notes : GPS 태그로 메모 및 사진 활용 기능 제공, 언제 어디서나 자신의 농장 데이터에 접속해 농경관리가 가능
    • Pioneer Filed360 Tools
    • 네덜란드 스마트 농업 사례
    • 우리나라 면적의 1/2에 불과하지만 ICT를 활용해 한계를 극복한 대표적인 농업 수출 국가, 농산물 수입액의 1.5배를 수출
    • - 축산물과 화훼가 농업 총생산의 74%를 차지, 생산량의 절반 이상을 수출(화훼부문은 생산량의 대부분을 수출)
    • ICT 기반의 경매시스템과 우수한 물류 인프라의 결합이 성공 요인
    • - 이미지 경매를 통해 기존 경매시계를 전자 스크린으로 대체, 경매장 내 컴퓨터와 입력기를 통한 클릭만으로 경매에 참여 가능
    • - 스크린과 실물이 없는 공간에서도 가상 경매 시스템을 통해 입찰이 가능해 인적·물적 이동의 최소화 및 경매 접근성을 향상
    • - 24시간 접근이 가능한 온라인 직거래(Direct Trade) 시스템 활성화, 중간 유통의 비효율성 및 불합리성을 차단
    • - 전자주문시스템(Electronic Odering System) 구축을 통해 판매자-구매자 간 전자정보교환방식(EDI) 규격의 전자납품서로 의사 전달, 신속 정확한 소통 및 거래 촉진을 현실화
    • 네덜란드 화훼 경매 시스템
    • 2010년 1월부터 4년에 걸쳐 민·관 공동 출자에 기반해 친환경농업기술 개발을 위한 ‘정밀농업(Precision Farming)’ 프로젝트 추진
    • - 정밀농업 : 공간정보와 ICT에 기반, 각종 농사관련 정보의 수집·전달을 통한 생산성 유지 및 경제성 향상을 목표로 하는 환경 친화적 농업 기술
    • - ‘정밀 작물 재배 관리를 위한 GPS 기반 지리정보 융합’, ‘실시간 센서 데이터 기반 비료 공급 및 관수 등 토지 비옥화’, ‘제초제 관리 및 전염병 예방 등 작물 보호’ 3개 테마 관련 사업을 지원
    • 일본 스마트 농업 사례
    • - 2001년 e-Japan 전략, 2004년 u-Japan 전략을 거치면서 농업·ICT 융합 기반을 마련, 2011년 i-Japan 전략에서 농업을 6대 중점분야 중 하나로 선정하면서 본격화
    • - 기계화·자동화 등을 통한 생력화, 편리성 도모, 수익향상, 건강증대, 안전성 확보 등이 농식품 IT 융합 기술 개발의 주요 목표
    • - Smartagri 시스템, 영농 정보관리 시스템(FARMS, Fram Management System) 등이 대표 기술 사례
    • - Smartagri 시스템 : 농업과 관련된 여러 가지 정보(환경, 생체 등) 수집, 분석 및 디지털화를 통해 식물 생육을 최적으로 제어하는 시스템
    • - FARMS : 농작업 이력 축적 및 DB화를 통해 GIS의 지도정보와 밀접하게 관련시키는 종합적 관리 시스템, 작업 진척상황 파악을 통한 작업 계획 수립 등 대규모 영농의 효율적 수행을 지원
    • - 그 외, 영상·센서 기술 기반의 무인감시시스템, 착유 로봇 시스템 등 기술을 개발
    • Smartagri 시스템 개념도
    • 민간 영역의 경우, 농기계 제조업체, IT서비스 기업 등이 스마트 농업 제품/서비스 개발 노력을 강화
    • - 쿠보다(Kubota), 얀마(Yanmar), 이세키농기(井関農機) 등 일본 농기계 제조업체들은 스마트 농기계(트랙터, 헬기, 이양기 등) 개발을 촉진
    • - 토요타미디어서비스4) : 2014년 4월부터 도요타 생산관리 시스템 기반의 클라우드 농업 IT 관리 솔루션 ‘농작계획(農作計劃)’의 대규모 테스트 진행
    • - 후지쯔 : 2012년 10월, 농업 경영을 지원하는 클라우드 서비스 ‘아카사이(Akisai)’ 상용화, 식물공장 관련 사업 추진 등
    • - 도시바, 샤프, NEC, NTT 등 기업들도 스마트 농업 및 식물공장 사업에 진출
    • 국내 스마트 농업 추진 현황
    • 농수축산 생산·유통·소비 분야에 적용 가능한 ICT 융합 기술 개발을 목표로 다양한 R&D 시범사업 추진
    • - USN, RFID, LED, GIS/GPS, QR코드 등의 기술을 기반으로 클라우드, 빅데이터, IoT 등의 신기술 영역으로 확대
    • 농림축산식품부 : ‘농식품 ICT 융복합 확산 대책’을 통해 2017년까지 2,249억 원을 투자할 계획
    • - ICT 융복합 모델 확산 현황 : 2010년부터 추진된 시설원예의 경우 일부 품목의 확산이 가능한 수준, 축산 분야는 도입 단계, ERP, 품질 모니터링, 소비 이력 추적, 농촌 관광정보 등도 가능
    • ICT 융복합 모델 개발 현황
    • 정책 연계, ICT 전문인력 양성, 농기업·IT 기업 간 기술 협력을 위한 산·학·연·관 협력 네트워크 구축 및 운영 등 ICT 산업 생태계 조성 노력 강화
    • - 하드웨어(컨트롤러, 센서)와 소프트웨어(ERP 등)의 표준화 및 통합 정보 활용 체계 구축 추진
    • - 민간 업체의 현장 적용 모델 확산을 위해 자본이 부족한 ICT 기업에 대한 펀드 지원을 검토할 계획
    • 미래창조과학부 : ‘신산업 창조 프로젝트5)’의 일환으로 IoT와 농업의 융합 프로젝트를 선정
    • - 사물인터넷 기반 농작물 최적 생육환경 제어를 위한 개방형 IoF(Internet of Farm) 핵심 플랫폼 개발 사업을 추진(2014. 6. 30)
    • - 지능적인 농업 서비스 제공을 위한 인프라로 직거래·자급자족·도시농업 관련 제품 및 서비스 상용화, 수산업·축산업 등 확대 적용 등이 주요 목표
    • 스마트 그린하우스 도입, 로컬푸드 직거래 통합관리 시스템 구축 등이 스마트 농업 주요 사례
    • - 스마트 그린하우스 : 센서 정보 수집(온도/습도/CO2 등), 생장관리SW(실시간 생장환경 모니터링 및 분석), 환기/난방 제어 시스템 등 기반의 복합 환경 시설원예 시스템의 구현
      - 노동 시간·비용 절감, 소득 증대 등의 긍정적인 효과 발생
    • - 로컬푸드 직거래 통합관리 시스템 : 생산부터 판매까지 지원센터 담당자의 생산성 향상을 위한 경영정보시스템 및 통합 물류 정보 시스템 구축
      - 포장오류 검수시간 단축, 관리비용 20% 절감, 소득 증대 등의 효과가 나타남
    • 로컬푸드 직거래 통합관리 시스템 구축 내용
  • 라. 결론 및 시사점
    • 스마트 농업을 통한 기계화 및 자동화 및 지능형 관리 시스템의 구축으로 농식품 생산성 및 품질이 향상될 전망
    • 기계화 및 자동화는 인력 부족으로 시달리는 농업 현장의 문제 해결에 기여, 지능형 관리 시스템은 생산 및 유통 최적화로 농식품 산업의 매출 확대에 기여
    • 관광정보, 지역정보, 유통 채널로 확대되어 신규 비즈니스 기회 창출과 지역 경제의 활성화에 긍정적 영향 예상
    • 기술 및 비즈니스 모델에 대한 표준화, 관련 기업의 영세성 탈피 등이 민간 기업 주도의 스마트 농업 활성화의 전제 조건
    • 대부분의 농업·ICT 융합 기술 개발이 단발성 프로젝트로 진행되어 ICT 융합부품(센서, 제어기, 통신장치 등)의 상호 호환성이 미흡
    • 국내 스마트 농업 활성화를 위해서는 장기 마스터플랜에 기반한 하드웨어, 소프트웨어, 데이터 등 기초 영역 R&D 시범사업의 체계적 추진과 해당 사업 결과물에 기초한
    • 6차 산업 : 1차 산업인 농수산업과 2차산업인 제조업, 그리고 3차 산업인 서비스업이 복합된 산업을 의미
    • 기계와 전자를 복합적으로 적용하는 새로운 개념의 공학. 오늘날 자동차, 항공기, 기계, 생산가공, 시험/계측 등 대부분의 기계 및 공정은 전기와 기계적 본질이 어우러진 복합체로 이러한 산업에 대응하기 위해 공학의 여러분야가 복합된 형태(두산백과)
    • 한국 농촌경제연구원, ‘세계농업’p47, 2014. 6
    • 토요타 자동차의 IT 비즈니스 자회사
    • 미래 유망 신사업의 발굴 및 육성을 통한 신시장 개척 프로젝트, 2년내 신제품 서비스 개발 및 창업 지원