데이터 수집에서 분석 통합까지 산업용 IoT 플랫폼 역할 커져
스마트팩토리 매년 6.8% 성장 전망, 한국은 스마트공장 2020년 1만개 구축

사물인터넷(IoT) 기반 스마트팩토리의 세계시장 규모가 매년 6.8%씩 성장할 것으로 예상되면서 산업용 IoT 플랫폼의 중요성도 커지고 있다. 

산업용 IoT 플랫폼 기반의 ‘데이터 통합과 분석, 상위 시스템과의 연동’을 위한 기술이 제조공정의 핵심으로 부각됐다. 이는 비용 절감과 생산성 향상이 제조업계의 주요 이슈로 떠오르며 IoT 기술 기반의 다양한 융합 기술이 반영된 스마트팩토리가 미래 제조업의 패러다임으로 부상한 데 따른 것이다.

제품 기획, 설계, 제조공정, 유통, 판매 등 전 과정을 IT로 통합한 스마트팩토리의 실질적인 구현을 위해서는 현재 데이터 통합을 위한 OPC UA 표준 적용과 빅데이터와 머신러닝을 통한 분석 작업이 필수적이라는 지적이다. 


▲한국은 민관협동 스마트팩토리 추진단을 통해 2020년 스마트팩토리 1만개 구축을 목표하고 있다. 
(사진은 민관협동 스마트공장 홍보영상 중 캡처)

이미 스마트팩토리 산업은 급물살을 타고 있다. 세계 각 국가에서는 국가 신성장동력으로써 제조업의 새로운 도약 방안을 모색하고 있다. 한국의 스마트팩토리 시장 규모는 2012년 24억 달러에서 2018년 44억 달러에 이르고, 전세계적으로는 2012년 1552억 달러에서 2018년 2460억 달러에 이를 전망이다. 제조혁신 3.0 및 스마트 제조 기술개발을 추진하고 있는 한국은 민관협동 스마트팩토리 추진단을 통해 2020년 스마트팩토리 1만개 구축을 목표하고 있다. 

독일은 ‘플랫폼 인더스트리 4.0’을 주창, 레퍼런스 및 표준, 연구, 보안, 인력 육성 등에 대해 활용 가능한 결과물을 제시했으며 미국은 ‘Remaking America’를 슬로건으로 제조업 부품 정책 추진 및 스마트 제조 연구 프로젝트 착수를 통해 제조업 경쟁력을 강화하고 있다. 

일본은 제조업 경쟁력 강화를 위한 설비투자를 지원하고 R&D 투자를 강화하고 있으며 중국은 제조업 전반에 톱다운 방식의 전략적 대응, 차세대 IT 기술, 첨단 CNS 공작기계 및 로봇 등 10대 육성 전략을 수립했다.       

생성된 데이터와 정보 공유할 있도록 설계, 개발된 소프트웨어, IoT 플랫폼

이처럼 설비, 공정정보, 외부시스템, 시뮬레이션의 통합 연계 및 실시간 센싱 및 제어를 통해 생산성 향상, 에너지 절감, 맞춤형 제조를 이루기 위해서는 산업용 IoT(Industrial IoT)가 필요하게 됐다. 사물과 사물, 사람과 사물을 네트워크로 연결하여 생성된 데이터와 정보를 실시간으로 공유할 있도록 설계/개발된 소프트웨어, IoT 플랫폼은 산업용 IoT의 근간을 이룬다. 

산업용 IoT 플랫폼을 통해 데이터 통합, 전송, 저장, 분배와 분석 및 가시화하는 프로세스를 거치게 된다는 의미이다. 우선 현장 설비로부터의 데이터는 산업용 IoT의 글로벌 표준이자 스마트 팩토리를 실현하는 핵심 통신기술인 OPC UA로 통합 후 플랫폼에 전달된다. 플랫폼은 자체 데이터베이스 또는 다양한 외부 데이터베이스로 데이터를 저장하며 동시에 플랫폼은 데이터가 필요한 외부 시스템으로 바로 전달된다. 서비스 어플리케이션(SCADA/HMI, Dashboard 등)은 WEB 소켓 데이터를 실시간으로 표시하며 분석 플랫폼은 Streaming된 데이터를 분석 후, 서비스 어플리케이션 UI에 결과를 통합한다. 

데이터를 통합해야 하고 현장의 경험을 IT 기술로 극복해야

특히 OPC UA는 데이터 통합을 위한 통신 표준으로 주목된다. 이는 다양한 산업용 프로토콜을 사용하는 환경에서 데이터 통합 및 운영에 대한 문제점을 개선하고 상호 호환성을 위한 단일 프로토콜이 필요해짐에 따라 만들어졌다. OPC UA는 다양한 분야의 산업현장에서 신뢰성 있는 데이터 교환과 보안을 위한 상호 운영 표준으로 여러 제조사로부터 제작된 장치들 간에 원활한 통신을 위한 플랫폼이다. 

임베디드SW & 산업융합컨퍼런스에 나선 MDS테크놀로지의 현재영 상무는 “스마트팩토리 구축은 1단계로 설비 모니터링 시스템에 의한 데이터 수집으로 시작해, 2단계에는 설비 진단 모니터링 시스템에서 분석 및 시각화하고 3단계에서는 설비 예지진단 모니터링 시스템으로 공정 데이터 통합 및 학습이라는 프로세스로 진행되어야 한다”고 말했다. 

또한 현 상무는 스마트팩토리를 구축할 때 고려해야 할 사항으로 “현재 공장의 수준을 정의하고 목표를 설정해야 하며 작은 부분부터 시작해야 한다”며, “일단 데이터를 통합해야 하고 현장의 경험을 IT 기술로 극복해야 한다”고 강조했다.