4차 산업혁명 기술 및 ICT 기반의 농식품 생산, 유통, 관리 시스템의 고도화와 스마트 농업의 발전 사례 doc_id PCY_201904090513245281_6

세계 5위의 유통기업인 메트로 그룹이 독일 뒤셀도르프 인근 크레펠트 지역에 세운 미래형 매장인 레알(real) 퓨처스토어는 첨단장비를 설치해 쇼핑공간이 어떻게 진화할 것인지를 체험하도록 한 매장으로, 고객이 냉장고에서 제품을 집으면 재고관리 전산망에 자동 통보되며, 업체는 어떤 제품을 얼마나 새로 진열해야 하고 유통기한이 임박한 제품은 얼마 정도 남아 있는지를 관리한다. 미국의 블랙베리 생산업체는 블랙베리 제품의 품질을 향상시키고 과일이 부패하는 것을 최대한 감소시키기 위하여, RFID 온도 센서태그를 적용하는 시범 사업을 하였으며, 현재 RFID 온도 센서태그 솔루션을 시설 전반으로 솔루션을 확대하고 있다. RFID 온도 센서태그를 사용하여 멕시코 포장 공장에서 미국 유통센터까지 출하하는 블랙베리를 추적하며, 블랙베리의 수확 시점으로부터 유통센터에 도달하기까지 팔레트에 실려 컨테이너로 이동할 때 RFID 온도 센서태그를 사용하여 주변 온도를 추적하고 있다. 농산물 직거래는 다양한 품목의 주산지가 존재하고, 생산지와 소비지가 분리되어 있으며, 생산과 소비 시점이 일치하지 않는 등 주류 유통경로가 되기는 어려운 문제가 있으나, 주류 유통경로를 보완하는 경쟁 유통경로이자 대안 유통경로로 육성한다는 정부의 정책지원에 따라 농식품 직거래 유통경로는 빠른 속도로 성장해 왔다. 그중 가장 주목할 만한 성장세를 보이는 것이 오프라인 직거래 유형인 로컬푸드 직매장이다. 2012년 전북 완주 옹진농협이 1호점을 개설한 이후로 2016년 연말까지 148개소, 현재는 약 180여 곳으로 빠르게 늘어나고 있다. 판매액 역시 2012년 3개소 62억 원에서 2016년 약 2,530억 원으로 큰 폭으로 성장하였다. 이런 괄목할 만한 성장세에도 불구하고 많은 로컬푸드 직매장이 적자에 시달리고 있으며, 양적인 성장에 걸맞은 질적인 성장을 하지 못하고 있다는 지적도 많이 제기되고 있다. 일반 농산물 유통 가공 분야의 현안은 수급 안정, 유통 효율화, 품질 향상으로 요약될 수 있으며, 유통 효율화는 다시 물류시스템 정비, 판매 촉진이 핵심이다. 유통 가공 분야의 핵심인 수급 안정을 위해서는 수급예측, 계약재배, 생산 유통(ERP), 저장 및 가공기술, 가축이력 축적 등이 필요하다. 현재 우리나라에서 적용하고 있는 수급 안정 분야 4차 산업혁명 기술은 사물인터넷 데이터 수집, 빅데이터 분석, 클라우드에 업로드 등이다. 앞으로 클라우드에서 데이터를 받아 인공지능을 통해 분석해야 할 부분은 저장량, 계약재배면적 등이며 이를 통해 수급예측이 자동으로 이루어지면 농산물 수급 안정에 기여할 것으로 예상된다. 유통 효율화 현안 중 물류시스템 현대화는 온라인 경매 플랫폼 설치, 원격구매, 전자주문시스템 개발, 운반차량관리 등이 실현될 때 가능해질 것이다. 이 분야에서 우리나라 4차 산업혁명 기술 역시 사물인터넷 데이터 수집, 빅데이터 분석 정도이며 상용 앱을 통해 개별 유통업체가 판단하여 의사결정을 하는 수준이다. 지능형 식품 생산, 유통 환경 제어시스템의 대표 기술로 u-RPC 개발이 이루어졌는데, 현재 제2세대 RPC에서 발생하는 이력, 물량 및 품질관리 문제점을 해결하기 위하여 수행되었으며, 특히 WTO에 의한 수입쌀에 대한 우리나라 쌀 산업의 경쟁력 강화를 위해 이력추적을 통한 외국산과의 차별화, 안전한 고품질 쌀 생산, 기술향상을 통한 가격경쟁력 강화를 위하여 u-IT 기술을 융합한 새로운 RPC 모델, 즉 제3세대 u-RPC 모델을 개발하였다. u-RPC모델은 아래 그림과 같이 크게 u-생산 및 반입관리 모델(u-Traceability and Intake Management System of Paddy: u-TIMSP), u-가공공정 모델(Extended- Yield & Inventory Control System: E-YICS) 및 u-유통공정 모델(Real Time Quality Management System: RTQMS) 등 3개 세부 모델로 구성되어 있으며, 총 16개의 세부기술로 구분할 수 있다. 농촌진흥청은 차세대 바이오그린21 사업을 통해 누에를 활용한 3D 프린팅 의료용 생체소재를 개발하였으며, 이로 인하여 수술 유착 방지제, 치과용 차폐막 등 300억 원 이상의 수입대체 효과와 전문 의료용 소재를 생산하는 잠사 농가 육성으로 양잠산업의 기반 강화가 예상된다. 최근 3D 프린팅 기술의 의료용 소재 개발기술이 고부가가치 산업으로 주목받고 있으며, 2013년 기준 3D 소재 의료용 생체 합성 재료의 세계 시장규모는 1조 달러에 달한다. 따라서 BT 융복합 기술을 응용한 실크의 고부가가치화로 양잠산업의 신성장 동력을 확보하기 위하여 농진청은 누에 실크소재를 활용한 3D 프린팅 기술 및 다양한 의료용 소재 개발을 추진하여 왔다. 의료용 소재 생산을 위하여 누에고치에서 생산되는 실크 피브로인을 이용하여 의료용 3D 프린팅을 위한 원료 제조 기술의 원천 기술을 확보하고 3D 프린팅 소재로 실크를 활용하여 국제경쟁력 확보가 가능한 다양한 생체 의료소재(수술 유착방지제, 치과용 차폐막, 외과수술용 골고정판) 제작 및 실용화에 적용할 수 있다. 임산물 구매는 전통시장과 대형마트의 비중이 아직 높은 편이지만, 인터넷 거래의 비중이 많이 증가하므로 온라인 등 다양한 형태의 판로 개척이 불가피할 것으로 보인다. 따라서 ICT 인공지능 빅데이터 등의 기술을 활용해 소비자의 소비패턴을 파악 분석하여 이에 대응하는 기술 적용을 기대할 수 있다. 인터넷상의 빅데이터를 바탕으로 소비자의 성향 및 구매량, 구매 시기 등 임산물 소비 트렌드를 분석하고 생산자와 자료를 공유하여 시기적절한 생산 및 생산량 조절이 가능하며, 소비자 맞춤형 마케팅 전략을 수립함으로써 효율적인 유통 시스템을 확립할 수 있다. 인공지능과 빅데이터 기술을 활용하면 임산물 수급 관리 정확도가 높아질 수 있다. 이는 생산량, 소비량, 기후 등의 정형 데이터와 인터넷상의 비정형 데이터를 분석하여 수급 예측이 가능하다. 사물인터넷을 활용하여 생산자, 산지유통조직에 임산물 생산 및 유통 정보 서비스를 보급하고 작황, 저장량, 출하량 등의 데이터를 실시간으로 수집 분석해야 한다. 이러한 ICT 기반의 임산물 유통 체계를 구축하여 산지 직거래, 전자 상거래 등 맞춤형 생산 체제로 전환하고, 빅데이터, 클라우드 기반으로 임산물 소비 패턴 분석 정보 등을 생산자에게 실시간으로 제공하여 수요에 맞는 생산이 가능하도록 플랫폼을 구축해야 한다. 경남 사천지역의 고설 수경재배는 하우스의 길이가 다른 단동형 플라스틱하우스의 단점을 스마트팜 설치를 통하여 극복한 사례로, 각 단동별 환경을 최적화한 경우이다. 세종시 딸기 농가의 경우는 고설 수경재배 시스템을 도입하면서 랙피니언(기어장치)을 이용하여 수평으로 베드가 이동되도록 하여 공간 이용률을 30% 이상 높여서 재식주수를 늘렸으며, 정밀환경제어에 의한 생산성 증대의 가능성을 높인 특징을 보인다. 전남 구례에서는 겨울감자 시설재배에 스마트팜을 도입하여 복합영농의 성공 가능성을 높인 사례이다. 측창 개폐, 관수 자동화, 하우스 내 작물 감시용, 하우스 밖의 방범 및 시설 감시용 CCTV 등을 설치하여 원격으로 시설물을 관리할 수 있는 단동형 스마트팜으로써, 복합 환경제어형보다 가격이 낮은 장점이 있다. 경남 합천(해인사) 지역의 파프리카는 고랭지 여름에 고품질 파프리카를 생산하여 수출하는 작형으로 유명한 산지이지만, 재배면적이 증가하고, 일본으로의 수출 가격도 낮아지면서 시설 규모를 확대하여 대응하는 과정에서 스마트팜의 도입이 확산되었다.