몇 해 전부터 사물인터넷(IoT) 기술이 화두가 되면서 산업자동화 시장에서 또한 이의 적용이 활발하게 진행되고 있다. 국내에서는 이미 정부 차원에서 제조업 및 ICT 분야에 IoT 적용을 위한 지원을 적극적으로 추진하며 IoT 시대의 도래를 앞당기고 있다. 이를 반영하듯, 오는 2020년에는 인터넷에 연결되는 기기가 5~10배로 증가하고, 전 세계 IoT 시장 규모가 1,035조원에 달할 것이라는 전망치가 나오고 있다. 특히, 제조업 및 산업자동화 시장에서의 IoT 적용은 스마트한 제조공정을 통한 생산성 향상의 측면에서 큰 역할을 해낼 것으로 기대되는 가운데 업계에서는 시장 선점을 위해 발 빠른 행보로 애플리케이션을 확보해 나가고 있다. 이에 FA저널에서는 6월호 기획특집으로 산업자동화 시장에서 활약하는 업체들을 중심으로 IoT의 적용을 위해 어떤 솔루션을 준비하고 있으며, 더불어 IoT와 관련해 국내외로 확보한 애플리케이션을 소개하고자 한다.

지난해 이맘 때 사물인터넷을 주제로 특집을 진행했을 때, 산업자동화 업계의 단연 화두는 ‘IoT’였다. 말 그대로 ‘So HOT’한 기술력인 사물인터넷은 올해 최고의 사업 아이템으로 손꼽히는 등 전 산업계에 새로운 먹거리로 등장했다. 업계에서는 이미 5년여 전부터 이에 대해 언급해 왔으며 이 기술력이 이렇게 ‘뜨는’ 아이템이 되리라는 예상 또한 특별하지 않다. 그렇다면 몇 년 간 핫한 산업으로서 인정받는 사물인터넷 즉, IoT에 대해 얼마나 개념정립이 됐고, 적용사례 또한 확보됐을까?

이에 대해서는 다소 의문을 가지게 된다. 화려하게 등장한 이 신개념 기술, 그런데 정의조차 내리기가 애매하다. 업계 또한 사물인터넷 시대를 분주하게 준비하고 있지만 몇몇 기업을 제외하고는 특별한 애플리케이션을 확보하지 못하고 있는 것으로 파악되며 이러한 경향은 국내에서 더욱 두드러졌다. 익히 알려져 있지만, 사물인터넷은 사물들이 네트워크를 통해 정보를 공유하는 것에서부터 시작한다. 1999년 MIT공대 캐빈 애시톤 오토-ID센터장이 제안한 용어로서 이 세상에 등장해 지금까지 발전을 거듭하고 있지만 아직은 이론 정립 초기 단계로서 표준 없이 다양한 용어로 혼용해서 사용하고 있다. 국내에서는 이미 삼성전자, LG전자는 물론이고 SK텔레콤 등의 선도 기업들도 앞 다퉈 사물인터넷을 중심으로 신성장 동력을 확보하고자 하고 있으며, 정부 또한 미래창조과학부의 주도로 사물인터넷 국가전략을 수립해 발표함으로써 적극적으로 대응하고 있다.

실험이 곧 현실이 된다!

이해를 돕기 위해 사물인터넷의 대표적인 사례를 언급하면, 스마트카, 스마트홈 등이 있다. 스마트홈의 경우 최근 삼성과 LG가 전략적으로 투자를 진행하고 있으며, 스마트폰과 가전제품과의 네트워크 통신을 이용해 스마트한 생활을 실현시키고 있다. 한마디로 휴대폰을 통해 집 안에 설치된 가전 제품을 자유자재로 조정할 수 있게 된 것이다. 이를 통해 현대인들의 생활은 보다 편리하게 됐으며, 뿐만 아니라 효율적이고 비용 절약적인 효과까지 덤으로 얻게 됐다.

또 다른 예로 도요타 등의 자동차 기업에서 개발한 기술인 능동형 충돌방지 시스템은 자동차 내외부의 센서와 핸들 및 브레이크 간에 정보를 주고받음으로써 자동차 간 스스로 충돌을 방지할 수 있게 한다. 이를 통해 교통사고를 현저히 줄일 수 있음은 물론이고 도로 교통시스템의 변화까지도 주도할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 이러한 개념이 산업자동화 시장에도 적용되고 있다. 산업자동화 업계는 사물인터넷 시대의 도래를 준비하며 보다 철저한 시스템 구축 및 적용사례를 확보해 나가고 있다.

사물인터넷의 주축 4대 기술력
지난 2014년은 사물인터넷이 본격적으로 활기는 찾는 시대로 봐도 무방하다. 다양한 시장조사기관들은 지난해를 사물인터넷의 원년이라고 언급할 만큼 다양한 조사자료를 쏟아냈다. 이를 반영하듯 산업자동화 시장 역시 지난해 기존 시스템에 사물인터넷의 기능을 더하며 차별화된 사물인터넷 솔루션 확보에 주력하고 있다. 사물인터넷, 개념조차 명확하지 않은 이 기술력은 어떠한 기본 기술력이 바탕이 됐을까? 이에 대해 4가지 기술력을 소개하고자 한다. 사물인터넷의 기본 기술력은 스마트 센서, 네트워크 및 유무선 통신, 인터페이스, 배터리 기술 등을 꼽을 수 있다.

가장 먼저 사물인터넷에서 통신 및 네트워크는 핵심 기술력이라고 할 수 있다. 사실상 자동화 업체들 또한 기존의 제품군에 통신 기능을 더해 사물인터넷 솔루션으로 분류하기도 한다. 물론 이러한 분류가 명확하다고는 할 수 없지만 그만큼 통신은 사물인터넷의 기술력에 있어서 핵심이라는 것을 방증한다. 문제는 표준의 부재이다. 국외의 경우에는 통신에도 명확한 표준이 정립돼 있어서 문제시될 일이 크지는 않지만, 국내 사정은 다르다. 그러나 네트워크의 표준만 정립된다면 사물인터넷의 확대는 의심의 여지가 없을 것이다. 최근에는 대역폭 확대, 통신비 하락 등을 통해 가격, 연결속도 향상, 호환성 등이 개선됨에 따라 시도의 수준이었던 다양한 영역에서의 사물인터넷 상업화가 본격화될 것으로 기대된다.

인터페이스, 배터리 기술력의 뒷받침
통신만큼 사물인터넷의 기본 기술로서 인정받는 분야는 센서 분야이다. 사물인터넷 시대의 확장을 위해서 또 다른 핵심 영역을 꼽자면 단연 ‘센서’이다. 이미 기존 센서 영역에 스마트를 더한 스마트 센서가 자동화 분야에 선보이고 있는 것이 이를 증명한다. 스마트 센서란 무엇인가? 단순히 온도, 습도, 열, 가스, 등의 독립된 정보를 인식하는 센서에서 나아가 자체적으로 프로세서를 내장함으로써 스스로 분석하고, 스스로 판단을 내린다. 이는 산업현장에서 인간의 판단을 줄이고 사물 스스로 판단이 가능해짐에 따라 생산성 향상은 물론이고 비용절감까지도 실현한다.

다음으로 배터리, 인터페이스가 꼽히는데, 최근 사물인터넷의 발전에 따라 배터리의 효율성 또한 이슈가 되고 있다. 사물 스스로 판단이 가능한 사물인터넷의 원활한 사용을 위해서 배터리의 수명연장은 필수적인 요소다. 뿐만 아니라 다양한 형태의 스마트기기가 등장하면서 사물 간 정보를 최적으로 저장, 처리, 검색할 수 있도록 도와주는 인터페이스 또한 비약적인 발전을 거듭하고 있다.

국외 사물인터넷 산업의 현주소
한편, 국외에서 사물인터넷의 진화는 어디까지 진행됐을까? 이미 미국, 유럽, 일본 등의 선진국에서는 정부 차원에서 사물인터넷 시대를 준비하고 있다. 미국 국가정보위원회는 2025년까지 다양한 분야에서 미국의 국가경쟁력에 영향을 미칠 수 있는 6대 와해성 기술 분야 중 ‘사물 인터넷(The Internet of Things)’을 선정하며 적극적인 지원책을 내놓고 있다. 유럽 또한 일찍이 사물인터넷 시대의 도래에 따라 문제가 될 수 있는 부분에 대해 대응하고 있다. 유럽은 2009년 7월 EU는 인터넷 진보를 활용하는 것과 보안(개인정보)과 같은 문제가 될 우려가 있는 사항에 적절히 대응할 수 있도록 14개의 사물인터넷에 관한 액션 플랜을 발표한 바 있다.

중국, 일본 등의 아시아 국가 또한 이미 사물인터넷 산업발전을 위한 제반 환경마련을 위한 지원을 이어가고 있다. 중국은 이미 2006년부터 2020년까지 중장기 과학기술 발전계획 수립하고, 2010년에는 M2M 연구센터 구축 등 적극적인 지원책을 내놓고 있다. 이웃나라 일본 또한 2011년 8월 경제산업성에서 사물인터넷을 중심으로 한 ‘IT 융합에 의한 신산업 창출 전략’을 발표했다.

정부 주축으로 사물인터넷 시장 키운다!
국내는 미래창조과학부가 주축이 돼 정부가 사물인터넷 활성화를 돕고 있다. 이를 위해 정보통신기술(ICT) 융합 제품·서비스 개발과 사업화를 촉진하는 사물인터넷 융합 실증사업에 본격적으로 착수한다고 밝힌 바 있다. 미래는 사물인터넷 융합 실증 사업 공모를 통해 한국전자통신연구원 컨소시엄(가전), 국가보안기술연구소 컨소시엄(에너지), 카톨릭대 산학협력단 컨소시엄(보건의료), 자동차부품연구원 컨소시엄(자동차)을 우선협상대상자로 선정하며 본격적인 지원을 예고했다.

뿐만 아니라 지난 4월에 미래부는 경제혁신 3개년 계획의 일환으로 사물인터넷 유망 서비스 및 제품을 발굴하고 확산하기 위해 사물인터넷 중소기업 육성 지원과제도 공모했다. 이를 통해 올해 총 62억원을 지원하겠다는 계획이다. 미래부는 이번 지원사업과 더불어 서비스 제공 중소·중견 전문기업들의 애로사항을 해결하는 등 확산 저해요인 해소에도 지속적인 노력을 기울일 계획이다. 이를 통해 다양한 지능형 사물인터넷 서비스가 발굴·확대되고 중소·중견기업들의 글로벌 시장 동반 진출이 가능해질 것으로 전망된다.

한편, 미래부는 사물인터넷 활성화에 필요한 초기 수요 창출을 위해 가전·에너지·보건의료·자동차 분야에서 융합 실증 사업을 추진하고 있었는데, 지난해 ‘IoT 글로벌 파트너십 프로그램 지원사업’을 위해 IoT 기술의 국내 상용화와 해외진출 현지화, M2M 유망 중소기업 지원 등 3개 분야로 나눠 공모를 진행한 바 있다. 이 사업은 총 13억원의 개발자금을 비롯해 글로벌 기업들의 기술지원 및 해외 공동진출 기회 등을 제공하기로 했다. 아울러 지난해에는 ‘IoT 글로벌 민·관 협의체’를 구성해 다양한 국내외 기업들과의 기술지원, 네트워크를 활용한 국외진출 기회를 제공하고 있다.

사물인터넷의 활성화, 왜 더디나?
전 방위적인 지원이 이어지고 있는 사물인터넷, 그런데 왜 아직까지 손에 잡히는 ‘무엇’도 없는 것일까? 이에 대해서는 다시 생각해 볼 문제이며, 극복해야 할 문제이기도 하다. 과거 사물인터넷의 대중화가 어려웠던 것은 사물인터넷을 실현하기 위한 기기 및 부품의 가격적인 타당성, 배터리 문제, 통신규격 등이 문제시됐다. 그러나 최근에는 스마트폰, 태블릿 등의 스마트기기 산업의 급속한 발전을 통해 그간의 문제점이 개선되고 있는 상황이다. 환경은 물론이고 기술적인 발전 또한 사물인터넷 산업의 발전을 가속화시키고 있다.

다만, 여전히 규격 표준화의 문제는 과제일 수밖에 없다. 사물인터넷을 신성장 동력으로 다양한 솔루션을 출시하고 있는 기업들은 대부분이 국외에서 활약하고 있는 글로벌 기업들이다. 물론 국내 선두 기업들 또한 사물인터넷으로의 방향성을 제시하고 있지만 그 내부 솔루션은 대부분 외산 제품군이 사용되고 있다. 국내에서 사물인터넷을 시도 및 적용하고자 하면, 일단 표준 규격의 문제가 가장 골칫덩이가 된다. 이러한 이유로 고객들은 사물인터넷 기능이 포함된 제품의 사용을 꺼리고 있다.

호환성 또한 문제다. 고객은 보통 한 가지 제품군을 토털로 사용하지 않는다. 요리조리 제품군을 비교하고 부분부분 다른 제품군을 골라 하나의 시스템으로 조합한다고 가정하면, 제품마다 사물인터넷 지원이 천차만별인 데다 모든 제품군이 사물인터넷을 지원한다고 쳐도 각각이 서로 호환되지 않는다. 문제는 ‘규격’, 해결책도 ‘규격’이다.

표준규격, 이것부터 시작하자
사물인터넷 산업의 성공적인 안착은 ‘표준규격’이다. 이를 주도하는 것은 당연히 정부 차원이어야 한다. 기업 차원에서 주도하는 표준규격은 호환성이 떨어질 수밖에 없다. 그렇다면 그 표준규격은 어떻게 실현돼야 하는가? 와이파이나 블루투스 등의 통신규격은 어떻게 실현됐나? 그것에서 실마리를 찾을 수 있다. 사물인터넷의 규격은 어떠한 요건을 갖춰야 하는가는 이 실마리에서 시작할 수 있다.

그 우선조건은 기능성이다. 이는 어느 분야이든 통용되는 의미일 수 있다. 기본부터 철저히! 품질력과 성능을 갖춘다고 하면 소비자는 당연히, 그리고 언젠가는 반드시 그 기업을 선택할 것이다. 표준 규격이 될 수 있으려면, 타사 대비 뛰어난 성능을 확인케 해줘야 한다. 두 번째로 사물인터넷의 부산물 중 가장 큰 이슈가 되는 ‘보안’의 문제이다. 사물인터넷은 네트워크 및 통신이 핵심이다. 때문에 그 어떤 것보다 보안을 신경써야 한다. 물론 개별제품군을 만드는 기업에서도 보안의 문제를 염두에 두겠지만 규격 자체에 문제가 있다면 개별 제품군을 생산하는 기업의 노력도 수포로 돌아갈 수 있다. 이에 발생한 문제는 다시 악순환을 거듭할 수밖에 없다.

아울러 사물인터넷의 표준규격 생성을 위해서는 가능한 많은 기업들의 소통이 중요하다.
표준규격을 향한 일부 기업의 독점이나 주도권 경쟁을 차단하기 위해서는 규격을 만드는 과정에서의 충분한 사회적 협의가 필수적이다. 일단, 표준규격의 문제가 해결된다면 국내 사물인터넷 산업의 활성화는 당연히 뒤따라올 문제이다. 기본을 잡고 이 외 응용은 개별 기업들의 기술력에 맡겨야 한다.

다양한 구축사례를 통해 예상하는 미래 사물인터넷
가까운 미래에 사물인터넷을 기반으로 하는 산업들은 발전의 날개를 달고 가속도가 붙을 것이다. 이미 앞서 언급한 것과 같이 정부는 물론이고 기업 차원에서도 사물인터넷 산업의 발전을 위해 공격적인 투자와 지원을 아끼지 않고 있다. 사물인터넷을 이용한 꿈과 같은 미래의 세계는 영화 속에 등장하는 SF와 같은 이미지가 아닌 ‘현실’로 우리 앞에 등장해 있다.

혁명적인 기술력이라는 것 자체가 안착하는 과정에서 끊임없이 시행착오를 거치게 돼 있으며, 사물인터넷 또한 지금 그 과정 속에 있다고 할 수 있다. 때문에 다양한 극복과제가 있을 수밖에 없으며, 이를 얼마나 잘 조절해 새로운 방향성을 제시하냐가 관련 산업의 미래를 결정할 수 있을 것이다. 확실한 것은 그 미래가 우리 앞에 있으며, 매우 밝다는 것이다. 사물인터넷의 모습이 어떠한 변화를 거치게 될지 다음에 제시될 산업자동화 기업들의 다양한 애플리케이션 구축사례를 통해 가늠해보는 것도 하나의 방법이 될 수 있다.

Check Point

사물인터넷 실현 위한 산업계의 재편
ODVA, EtherNet/IP 통한 스마트 팩토리 구축 본격화

세계는 인더스트리4.0의 발표 이후 우리가 원해도 원하지 않아도 산업계에 사물인터넷이라는 큰 물줄기를 타고 있다. 이 변화는 향후 산업계의 재편이 불가피함을 의미한다.
지난 3월 코엑스 전시회 이후 국내 대기업인 LG그룹과 삼성그룹이 스마트 팩토리 구축을 본격화하고 있으며, 정부가 주도하는 사물인터넷 정책, ARS에서 발표하는 산업계의 뉴스 등이 이를 말해주고 있다.

순 인터넷의 효율성 있는 연결
특히, 주목하는 분야는 국내 계측제어 분야의 디지털화 및 스마트 팩토리화에 따른 변화로 이 시장은 약 9조원 규모로 파악되고 있다. 이는 ODVA가 지난해부터 추진하는 3대 국제 비즈니스인 에너지사용 최적화(OEU : Optimization of Energy Usage), 기계통합 최적화(OMI : Optimization of Machine Integration), 그리고 공정통합 최적화(OPI : Optimization of Process Integration)와 맞물려 시너지를 낼 때를 예상한다면, 시장의 진입 속도는 더욱 빠르게 진화할 수 있으며, 시장의 크기는 더욱 확장될 가능성이 높다.
한편, 현재 로크웰오토메이션에서 일컫는 커넥티드 엔터프라이즈란 I사물인터넷(Industrial 사물인터넷 : 산업 사물인터넷)의 다른 이름이며, 이제는 모든 인터넷의 기준이 변종 인터넷(Variant Internet)이 아닌 순 인터넷(Pure Internet)의 효율성 있는 연결로 바뀌고 있는 중에 있다.

빅데이터 및 클라우드 기술과의 접목
산업현장에서 순 인터넷의 적용은 단연 이슈다. 향후 인터넷이 없는 산업현장은 상상도 할 수 없게 될 것이다. 특히 공장은 IIoT화를 지향하게 될 것이다. 이러한 방향성은 IIoT화가 가능해야 스마트 팩토리가 성립되기 때문이다. 여기에 필수이며, 유효하다고 인정되는 통신망이 DeviceNet, EtherNet/IP이다. EtherNet/IP는 원래 망의 출발점이 순 인터넷 통신망에서 시작했다. 처음부터 순 인터넷에서 인터넷프로토콜 수트(Internet Protocol Suite)를 변형하지 않고 사용했다. 공장이 요구하는 특화된 요구사항이나 특정사항인 빠른 통신속도 등의 요구사항에 좌지우지 되지 않고 잘 버텨 오며 진화된 것이 오늘의 EtherNet/IP 통신망이다.

로크웰오토메이션 등 세계 300여 자동화 제조사들이 선호하며 현재 세계에서 가장 많은 노드의 수를 사용하는 선구적 통신망이 된 원인도 이 순수성 때문이다. 글로벌 300여 자동화 제조사들 중 이를 가장 잘 활용하는 회사가 로크웰오토메이션이다. 로크웰은 EtherNet/IP 통신망을 바탕으로 빅데이터나 클라우드 기술을 접목해 단순한 공장단 수준에서 끝나는 것이 아니고 기업 전체의 ERP(전사적 자원관리), 과거 정보 활용 분야가 사무전산화(OA)와 공장자동화(FA)로 양분됐던 시대를 통합해 아예 사무단과 공장단을 통합한다.

여기에서 그치지 않고 빅데이터, 클라우드 기술까지도 접목해 공장단의 말단 센서에서부터 기업단 전 업무를, IEEE 802.3 프로토콜 수트로 출발했던 EtherNet/IP로 연결하는 엔터프라이즈 컨트롤(ISO 규격)을 완성한 것이다. 이것이 가능했던 것은 EtherNet/IP가 순수 혈통의 인터넷이기 때문이다. 흔히 인터넷이라고 하면 다 같은 것으로 생각할 수 있지만 그것은 잘못된 판단이다.

적은 비용에 비전문가도 사용 가능한 편의성
변종 인터넷의 특징은 교육된 엔지니어만이 다룰 수 있으며, 별도의 컨버터가 있어야 한다는 점이다. 사용시 비용 또한 만만찮다. EtherNet/IP에 비해 다양한 맹점이 존재한다. 순종 인터넷인 EtherNet/IP는 단순한 구조로 비용이 적게 들고 시스템이 간단하며 별도의 교육을 받지 않아도 사용이 가능하다. 뿐만 아니라 인터넷에 접속하면, 별도의 컨버터 없이도 사물인터넷에 그대로 연결할 수 있다. 이것을 극대화하면 스마트 팩토리 구현도 가속화될 것이다.

로크웰의 커넥티드 엔터프라이즈는 스마트 팩토리를 가장 효율성 있게 구현키 위해 ODVA의 EtherNet/IP 통신망과 CIP로 하드웨어 능력을 강화했고 여기에 빅테이터와 클라우드 기능을 보강했다. 팩토리 톡이라는 스프트웨어 기능과 보안기능을 추가시킨 소프트웨어와 하드웨어의 종합 자동화 세트로서 커넥티트 엔터프라이즈의 컨버전스를 위해 로크웰은 시스코와 같은 ODVA 회원사와 윈-윈했으며, 제어의 강점은 로크웰이, 통신의 강점은 시스코의 협력을 받아 I사물인터넷 시대를 선도할 수 있는 세계에서 가장 강력한 스마트 팩토리 종합 솔루션을 만들었다. 그리고 이는 ODVA에 깊은 기록으로 남겨지고 있다.

FA Journal 이 서 윤 기자 (fa@infothe.com)

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