NB IoT(협대역 사물인터넷) 기술, 무선 공장자동화에 본격 적용

국내 연구진이 스마트팩토리에 이동통신기술을 적용하는데 성공함에 따라 향후, 공장을 무선으로 원격제어 하는 길이 열릴 전망이다. 

한국전자통신연구원(ETRI)은 국내 최초로 이동통신 기술을 스마트팩토리 생산 자동화 시스템에 적용, 산업용 사물인터넷(IIoT) 서비스 시연에 성공했다.

그동안 공장과 같은 산업현장에서는 자체적으로 IT를 적용해 왔다. 공장 현장에서 널리 사용되는 유선통신 기술은 무선통신에 비해 신뢰도는 높지만 이동작업에 적합하지 않아 배선 및 안전에 개선의 여지가 많아왔다. 따라서 공정의 변화에 따른 공장 재배치나 기계나 로봇의 이동시 공장전체의 유선통신을 새로 깔아야 하는 불편이 있어왔다.  

특히 공장에서 쓰고 있던 블루투스나 와이파이와 같은 무선통신기술은 통신거리가 짧아 특정 영역을 벗어나면 통신이 되지 않아 넓은 공장에 활용하기에는 무리가 있었다. 

연구진은 이러한 어려움을 해소하기 위해 발벗고 나섰다. 스마트팩토리에 스마트폰 방식의 셀룰러(celluar) 이동통신기술을 적용, 기지국이 서비스하는 반경 내에서 안정적인 통신이 가능토록 만들었다. 공장 내부뿐 아니라 공장과 소비자 간 물류·유통 단계에서도 통신이 가능케 된 길을 열었다. 

ETRI는 지난 5일, 경북 구미시 종합 비즈니스 지원센터에서‘셀룰러 이동통신 기반 산업용 사물인터넷 서비스 시연회’를 개최, 성공적으로 마쳤다고 밝혔다. 

ETRI는 지난 2월, 국제표준 기반 협대역 사물인터넷용 단말 시제품 제작에 성공한바 있다. NB IoT 단말은 IoT에서 필수로 요구되는 저전력·장거리 무선통신이 가능한 기술이다. NB IoT 기술은 기지국 통신 반경을 넓혀주고, 1㎢내 5만대 이상 단말지원도 가능하다.

연구진은 시연회에서 이번 개발한 산업용 사물인터넷(IIoT)용 기지국 시스템을 활용했다. 아울러, KT의 상용 단말 단말 : 협대역 IoT를 이용한 단말로 크기는 주먹크기로 5.5cm x 10cm 크기임을 이용해 생산 자동화 모니터링 서비스를 보여줬다. 

테스트베드의 생산 라인에 설치된 소음 및 이동감지 센서에서 수집된 데이터를 상용 단말을 통해 연구진이 개발한 기지국과 서비스 플랫폼으로 전송했다. 

생산라인에서 발생하는 소음의 정도와 공정에 따라 움직이는 제조물품의 현황이 실시간 모니터링 되었다. 공장자동화를 위해 설치된 기존 생산관리시스템(MES) 생산관리시스템(MES): Manufacturing Execution System의 뜻으로 생산공정 내 모든자원(인력, 장비, 자재)    의 공정단위 생산계획을 현장에서 실행하는 것은 물론, 생산관련 품질 데이터까지 다루는 공장정보화시스템과도 연동되었다.

향후, 상용화되면 5G 이동통신 기술과 스마트팩토리가 만나 산업용 광역 사물 네트워크 구축도 가능할 전망이다. 즉, 각 공장의 특성에 따라 모든 기기에 특정센서를 붙여 공장 정보가 광역 네트워크를 통해 관리되는 셈이다. 

또한 이동통신기술과 이동형 로봇을 활용해 주문량에 따라 실시간으로 작업을 변경해 생산량도 극대화할 수 있다. 따라서 다양한 소비자의 요구에 따른 맞춤형 생산이 더욱 쉬워질 전망이다.

본 기술은 지난 3월부터 과학기술정보통신부와 정보통신기술진흥센터(IITP)의 "셀룰러 기반 산업 자동화 시스템 구축을 위한 5G 성능 한계 극복 저지연, 고신뢰, 초연결 통합 핵심기술 개발”과제 지원으로 개발되었다.

연구진은 향후 산업용 사물인터넷 시장의 큰 부분을 차지할 5G이동통신 기술 기반의 산업용 기지국과 저전력 IoT 단말기 개발을 통해 국내 중소기업을 적극 육성한다는 계획이다. 

ETRI 정현규 5G기가서비스연구부문장은“ETRI가 개발한 이동통신 기술 기반 산업용 IoT 솔루션은 생산 자동화를 위한 스마트 팩토리 구축의 혁신적 도구로 활용 될 것으로 본다. 공정이 복잡한 공장에서 통신 신뢰도를 향상시켜, 기술 활용도를 높이고 스마트팩토리의 저변 확대에 주력하겠다”고 말했다.