IoT(사물 인터넷)라고 하면 흔히 일반 소비자들이 사용하는 것을 떠올린다. 스마트 홈이나 컨슈머 에코시스템 같은 애플리케이션이 IoT의 가장 인기 있는 활용 사례가 됐다. 하지만 IoT를 활용할 수 있는 분야는 이 외에도 무수히 다양하다.

IoT로 가장 흥미롭고도 중요한 애플리케이션이 산업용 분야이다. 그런데 산업용 분야로 IoT의 잠재력을 최대한 활용하기 위해서 놓여 있는 한 가지 과제가 각기 다른 제조사의 디바이스들 간에 상호운영이 불가능하다는 것이다. 스마트 홈 분야로 이 문제를 극복하기 위해서 도입된 것이 Matter이다. 많은 이들이 산업용 분야로도 이 선례를 따를 것으로 보고 있다.

이 글에서는 산업용 IoT(IIoT)란 무엇이고, Matter가 스마트 홈 분야로 어떻게 영향을 미치고 있고, 어떻게 산업용 분야로도 이러한 개념을 도입해서 공장 플로어를 향상시킬 수 있는지 알아본다.

■ 산업용 IoT(IIoT)

‘IoT’는 디바이스들을 연결해서 에코시스템을 구축하고 각자 센서로부터 수집된 데이터와 정보를 공유할 수 있도록 하는 것이다. IoT의 가장 대세적인 애플리케이션은 스마트 홈일 것이다. 그러나 IoT는 산업용 분야에 활용하기에도 잠재력이 매우 크다.

IIoT는 공장 환경으로 IoT를 적용한 것이다. 이를 위해서는 산업용 기계 장비, 제어 장비, HVAC(난방, 환기, 공조) 같은 여타 일반 장비를 비롯해서 산업 현장의 다양한 디바이스들이 실시간으로 작업자와 통신할 수 있어야 하고 서로 간에 통신할 수 있어야 한다.

산업용 분야로 IoT가 중요한 역할을 할 수 있다. IoT를 사용해서 디바이스들이 공장 설비 가동에 대한 통찰력 있는 데이터를 중앙의 허브나 사람 작업자와 공유하도록 할 수 있기 때문이다. 예를 들어서 IIoT 가능 기계 장비가 자신의 가동에 관한 정보를 공유함으로써 이것을 허용 가능한 기준과 비교해서 어떠한 유지보수나 수리가 필요한지를 판단할 수 있다.

오늘날 대부분의 IIoT 디바이스가 작업자와는 통신할 수 있는데, 많은 디바이스들이 여전히 서로 간에는 통신을 하지 못한다. 이렇게 된 가장 큰 이유는, 공장 플로어에 사용되는 IIoT 디바이스들이 각기 다른 제조사로부터 제조된 것이기 때문이다. 다시 말해서 애초에 서로 간에 상호운영이 가능하도록 설계되지 않은 것이다.

IIoT의 잠재력을 진정으로 실현하기 위해서는 이러한 상이한 디바이스들이 서로 간에 통신할 수 있어야 하며, 그렇게 해서 얻어진 데이터를 바탕으로 어떤 조치를 취할 것인지 결정할 수 있어야 한다.

■ 컨슈머 분야의 선례를 따르다

산업용 분야로 디바이스-대-디바이스 상호운영이 여전히 과제로 놓여 있는 가운데, 스마트 홈은 이미 해결책을 찾았다. Connectivity Standards Alliance(CSA)가 주관하고 여기에 회원으로 참여하고 있는 주요 홈오토메이션 회사들이 지지하는 표준이다. 바로 Matter이다.

Matter는 홈오토메이션용으로 회원제 기반의 표준으로서, IoT 벤더들 사이의 파편화를 줄이는 것을 취지로 한다. 이를 위해서 Matter는 표준화된 통신 프로토콜을 정의하고 있다. 그럼으로써 모든 Matter 인증 디바이스들이 상호운영이 가능하도록 한다.

Matter를 개발하게 된 동기도 오늘날 산업용 분야가 직면하고 있는 것과 같은 상황 속에서 나왔다. 다시 말해서 스마트 홈 시장 역시도 극히 파편화되어 있던 것이다. 첨단 스마트 홈은 여러 제조사의 디바이스들로 이루어지는데, 이들 디바이스들이 상호운영이 가능하도록 설계되지 않았다. 스마트 홈 업계가 Matter를 공동으로 개발함으로써 이 문제를 극복하게 되었다.

그러므로 Matter는 산업용 분야로 본보기가 되는 선례를 제시한다. 업계가 협력하면 디바이스 상호운영성이 가능하다는 것을 말해준다.

Matter는 무엇보다도 보안에 역점을 두었다. 디바이스 하드웨어 차원에서부터 소프트웨어 차원에 이르기까지 전반에 걸쳐서 필요로 하는 디바이스 보안과 프라이버시 요구를 충족하도록 설계되었다. 이를 위해서 다수의 프라이버시 보호 조치들을 포함한다.

산업용 애플리케이션으로는 프라이버시 보호 조치들이 특히 중요하다. 주고받는 데이터가 기업들에게 귀중한 자산이기 때문이다. 그러므로 Matter는 보안을 해치지 않으면서 IIoT 디바이스 상호운영을 가능하게 해야 한다는 점에서도 모범을 보인다.

■ 공장 플로어 향상

Matter가 제시하는 선례를 따르고 IIoT가 제공하는 다양한 기술을 활용해서 효과적인 산업용 활용 사례들을 실현할 수 있다. 특히 IIoT로 디바이스-대-디바이스 상호운영이 가능함으로써 산업용 설비로 진정한 자동화와 확장을 가능하게 한다.

산업용 환경으로는 산업용 전력을 제어하기 위한 회로, 조명 시스템, 기계 장비 등을 비롯한 다양한 디바이스들이 사용된다. 이러한 디바이스들을 서로 개별적으로 구축하면 각각의 디바이스가 자신이 맡은 일은 잘 수행하겠지만 전체 공장이 뭉쳐서 시너지를 내는 것은 하지 못한다.

예를 들어서 어떠한 조립 라인으로 상위 공정의 장비가 부품을 조립하고 이것을 하위 공정으로 넘겨서 또 다른 작업을 한다고 하자. 그런데 상위 공정의 장비가 문제가 발생되어서 불량 부품을 만든다고 해보자. 디바이스-대-디바이스 통신이 가능하지 않으면 하위 공정 장비가 이 고장에 대해서 알지 못하고 계속해서 불량 부품을 사용해서 작업할 것이다. 이것은 문제를 더 키우고 결국에는 기계 손상을 일으키고 수익을 떨어트릴 것이다.

이와 달리 공장 플로어로 장비들을 상호운영 가능하게 하면 각각의 디바이스가 다른 디바이스들의 상태를 알고 그에 따라서 통찰력 있게 의사결정을 할 수 있다. 그러므로 상위 공정 장비가 문제가 발생했다는 것을 인지하고 하위 공정 장비가 작업을 중단하고 사람 작업자에게 알려서 조치를 취하도록 할 수 있다. 이와 같은 방법으로 IIoT 디바이스 상호운영이 공장으로 더 높은 자율성을 가능하게 하고 사람의 개입을 덜 필요하게 할 수 있다. 그럼으로써 궁극적으로 생산성, 신뢰성, 안전을 높일 수 있다.

IIoT로 디바이스-대-디바이스 상호운영은 공장 소유자가 설비를 더 수월하게 확장하고 업그레이드할 수 있도록 한다. Matter 같은 표준이 없다면 디바이스들이 상호운영 가능한 IIoT 에코시스템을 구축하기 위해서 모든 디바이스들을 한 제조사로부터 구입해야 한다. 이것은 공장 플로어로 장비를 교체하거나 추가하는 것을 어렵게 한다. 공장 소유자가 선택할 수 있는 선택폭이 제한적이기 때문이다.

Matter 같은 솔루션을 도입함으로써, 공장 소유자들이 자사 공장 플로어로 기능성을 업그레이드하거나 추가하고자 할 때, 시스템들의 연결성을 희생하지 않으면서 여러 제조사로부터 자유롭게 선택할 수 있다.

■ 맺음말

산업용 분야로 IIoT의 잠재력을 최대한 실현하기 위해서는 상이한 IIoT 디바이스들 사이에 상호운영성이 필요하다. 이를 위해서 선례를 제시하는 것이 Matter이다. 이 길을 따라 감으로써 산업용 분야로 더 안전하고 더 생산적이고 더 수익성 높은 공장 플로어를 구축할 수 있을 것이다.

※ 기고자
제공 : 마우저 일렉트로닉스(Mouser Electronics)

글 : 톰 클라인(Tom Klein)

톰 클라인(Tom Klein)은 DigiCert의 IoT 사업 개발 선임 이사이다. IT 분야에서 40년 넘게 종사하고 있으며, IoT 보안을 전문으로 한다. IBM, Microsoft, AWS, 보안 전문 회사들에서 재직하면서 폭넓은 경험을 쌓았다.