전력 및 자동제어 분야에 종사해 온 관계자 입장에서 IoT의 전반에 대해 살펴보고, 기술이 과연 전력 및 자동제어 분야에도 적용될 수 있는지, 그렇다면 어디까지 적용될 수 있을까.
IoT와 공장자동화
IT 기술이 발전하면서 유행처럼 번지고 있는 각종 전문 용어들로 인해 혼란스러운 게 지금의 현실이다. 하지만 그 내면을 자세히 들여다보면 면면히 흐르는 뼈대 같은 큰 줄기를 엿볼 수 있고 우리는 그것을 트렌드라고 말한다.
특히 IoT라는 말은 생소해서 설명을 들어도 무슨 뜻인지 이해가 쉽지 않아 “그게 왜? 나와 무슨 관계가 있는데?” 라는 의문을 갖기 마련이다.
여기서는 그러한 궁금증을 자동제어 분야에 종사해 온 관계자 입장에서 살펴보고, 이러한 기술이 과연 자동제어 분야에도 적용될 수 있는지, 어디까지 적용될 수 있을지를 살펴보고자 한다.
IoT란 무엇인가?
사물인터넷(Internet of Things)은 인터넷에 모든 사물을 연결하여 사물과 사람, 사물과 사물 간의 상호 소통을 통한 기술정보 서비스를 말한다.
이 개념을 운동복에 적용해 보면, 운동복에 있는 수많은 센서들이 운동하는 사람의 생체리듬과 주변 환경변화 등을 매순간 측정하여 네트워크에 연결된 컴퓨터에 전달한다. 컴퓨터는 이러한 데이터를 과거의 기후데이터와 운동자의 과거 데이터 및 일반적인 병리적 현상과의 연관성을 검토하고 추론하여 운동자의 현재 상태에서의 위험성, 주의할 사항 등을 생성하고, 운동자에게 실시간으로 정보를 전달한다. 따라서 운동자는 어렵고 난이도 높은 운동을 하더라도 안전하게 운동을 마칠 수 있도록 정보를 제공하고 정확한 판단을 할 수 있게 되는 것이다.
▲ 그림 1. smart_factory_IoT
미래의 FA 환경
미래의 산업 환경은 컨버전스와 융합, 즉 산업의 경계와 구분이 허물어지는 것이다. 전화기, TV, 오락기, 녹음기, 메모장, 달력, 단행본 책 등은 얼마 전까지만 해도 모두 독립적으로만 존재했지만(물론 현재도 독립적으로 존재하는 물품이지만), 스마트폰이 일반화되면서 스마트폰이 모두의 기능을 갖추게 되었다.
그래서 스마트폰을 전화기라고만 부르기에는 다소 아쉽다는 생각이 들기도 한다. 하지만 더 주목해야 할 것은 그렇게 합쳐졌다는 사실이 아니다. 중요한 것은 이로 인해 우리의 생활 패턴과 생활양식이 바뀌어 간다는 것이다.
과거의 직장은 내가 일하는 장소와 시간으로 제한적이었다. 하지만 지금은 시공간을 넘어 전 세계 어디에서나 어느 시간이나 업무가 가능해졌다는 것이다. 이러한 자동화 환경은 공장 역시 변할 수 있다는 것을 의미한다.
▲ 그림 2. IoT 구축 예시
고객의 니즈
즉, 자동제어 산업에 있어서 고객은 과거의 공장자동화 개념에 머물러 있으려고 하지 않는다. 가장 먼저 상위 ERP 시스템과 연계하여 효율성을 높이려 하고, 최고 경영자는 이러한 성과가 잘 나타나고 제대로 운영되고 있는지 실시간으로 파악하고 싶어 한다. 그것이 바로 경쟁에서 이길 수 있는 의사 결정의 가장 중요한 정보 중 하나이기 때문이다.
하지만 최근의 고객들은 여기서 한 단계 더 나아가 “제대로 운영되고 있을까?” 하는 의문을 제기한다. 현대의 제조 설비는 단위 설비로서 끝나지 않고 초대형화되고 있으며,설비의 작은 부분은 전체 설비 전 공장에 큰 악영향을 끼칠 수 있을 만큼 방대해지고 정밀해졌기 때문이다.
즉, 사람의 인위적인 점검이 불가능할 정도로 복잡하고 예측이 불가능한 상황이 됐다. 이제 고객들은 이러한 점들을 예측하고 문제가 발생하지 않도록 하며, 나아가 이를 발전시켜 기술적 이외의 마케팅, 세일즈 등 경영 활동 전반에 활용하고자 하는 욕구가 생겨나고 있는 것이다.
IoT 관련 기술적 성숙도
첫째, 센서 부분은 수십 년간 발전을 거듭해 원하는 것은 대부분 조달하고 구축할 수 있으며, 기존 공장은 이미 대부분 완비되어 있다.
둘째, 데이터 전송 부분과 관련해 공장 내 서버에 전달하는 기술은 오래전부터 효율적이고 체계적으로 잘 운영되고 있다.
셋째, 공장 내 자동화 네트워크와 외부 시스템과의 연계는 외부의 해킹이나 오류로부터 설비를 보호하기 위해 외부 시스템(상위 ERP 시스템과의 연계 등)과 연결하지 않고 폐쇄적으로 운영하는 경우와 많은 비용을 필요로 하여 연결하지 않고 있는 과거의 방식이 대부분이라고 할 수 있다.
하지만 이러한 부분을 해소할 수 있는 방법이 속속 개발되고 제품으로 선보여지 있는 추세다. 과거에 대기업에서만 전용 회선을 통해 사용할 수 있었던 이러한 기술이 이제 클라우드 시스템이라 불리며 일반 산업에까지 널리 도입돼 어느 기업이나 이러한 기술을 저렴한 비용으로 이용할 수 있는 기반이 마련됐다.
넷째, 대량의 데이터를 분석하고 학습하는 지식 시스템은 10여 년 전 google을 필두로 빅데이터와 데이터 마이닝 기술이 상용화 수준에 이르렀다.
다섯째, 의사 결정 정보를 전달하는 체계는 가장 손쉬운 방법으로 스마트폰을 이용해 실시간으로 전달할 수 있어 누구나 이용할 수 있다.
여섯째, 액션 시스템은 이미 스마트폰 앱으로부터 Web base HMI/SCADA 시스템이 그 기능을 잘 갖추고 있다.
또한 이 모든 기술은 컴퓨팅 환경과 네트워크 성능에 크게 좌우되는데, 이미 이러한 기술은 현재의 정보량을 충분히 처리하고도 남을 만큼 충분한 상태이므로 문제가 되지 않은 수준에 와 있다.
따라서 시스템을 구축하기 위한 모든 기술은 이미 구현이 가능하다. 또한 이를 위한 경제성도 갖추고 있다. 단지 이를 적용할 수 있는 우수한 글로벌 리더급 파트너를 찾는 것이 관건이라고 하겠다.
IoT는 어떠한 이익을 가져다 줄 것인가?
세계 도처에 공장이나 사무실을 갖고 있는 다국적 기업의 경우 장점과 함께 많은 리스크를 안고 있는 것이 현실이다. 리스크는 종류도 다양해 외환, 노동 조건, 기후, 사회불안, 물류, 정치 등 이루 말할 수 없는 종류에 노출되어 있으며, 이는 내부적인 생산 능력, 노동이나 공장의 품질 수준, 생산시설의 제약 등과 같은 요인과 결합해 국제 분업 생산을 어렵게 한다.
이러한 문제를 해결하기 위해, IoT 기술을 접목한 빅데이터와 이를 통한 머신 학습 기능을 이용하면 정확한 판단을 통한 이상적인 국제 분업이 가능해진다.
뿐만 아니라 설비 운영 관점에서 설비의 상태, 과거의 운전 자료, 유사 설비 자료 등을 이용한 설비 운영 예측 시스템을 가동한다면 보다 안정적이고 이상적인 설비 운영이 가능해진다. 이러한 장점은 이제까지 이상적으로만 여겨지던 국제 분업과 가장 이상적인 설비 운영을 가능하게 할 것이다.
또한 이를 운영하기 위한 시스템 도입 비용도 생각보다 저렴해 일반 중견기업도 도입이 용이할 것으로 판단된다.
과거에 홈페이지를 이용하기 위해서는 서버와 데이터베이스, 홈페이지 제작 방화벽 등의 하드웨어와 소프트웨어를 모두 자사가 구축해야 했고 이에 따라 비용도 많이 지출해야 했으나, 현재는 IDC를 이용해 저렴한 이용료를 지급함으로써 누구나 손쉽게 이용할 수 있는 것과 같다고 할 수 있다.
따라서 이러한 시스템을 선도적으로 도입한 기업은 국제 경쟁에서 선두의 자리를 유지할 수 있는 좋은 추진력을 보유하게 되는 것이다. <자료 : 코파데이타코리아>
정리 : 이솔이 기자
