제품 간 인터넷(Internet of Thin gs)은 현실로 다가왔으며, 제작 환경에 스며들고 있다. 산업용 IP는 단일 인프라 내에서 자동화, 제어 및 시설 관리를 통합해 효율성을 증진시켜 준다.

‘제품 간 인터넷’은 유비쿼터스적 인터넷 프로토콜(IP) 연결을 통해 산업 생산의 혁신을 약속하는 디지털 장치의 확산을 의미한다. 이 제품 중 상당수는 이미 플랜트에서 운영되고 있다. 오늘날 디지털 장치의 뇌에 해당하는 IP 구현 마이크로프로세서는 I/O 모듈 및 가변속 드라이브 등 기존 자동화 장비를 끊김 없이 연결한다. 그러나 산업 양상의 변화 속에 숨은 진정한 촉매제는 다른 분야에서 받아들인 디지털 장치의 폭발적 성장이다.

비디오 카메라, RFID 리더, 디지털 태블릿, 보안 전자 카드는 제조 공정 작업이 생산 품질, 효율, 보안, 안정 측면에서 새로운 한계에 도달할 수 있도록 해 주는 개방형 표준, IP 구현 장치의 실례들이다. 이보다 훨씬 강력한 기술 트렌드는 산업 구조의 깊은 부분까지 제품 간 인터넷이 확장되도록 할 것이다. 산업 이더넷을 통한 하드웨어와 소프트웨어 결합은 어느 때보다 높은 수준의 성능과 연결성을 확보해 주는 전례 없던 기능이다.

최근 저렴한 비용으로 처리 속도, 저장 용량, 대역폭이 기하급수적으로 증가했으며, 빅 데이터를 분석해 실행 가능한 정보로 변환하는 기술과 함께, 모바일 및 클라우드 컴퓨팅이 대두됐다. 이러한 지능의 장점을 충분히 이용하기 위해서는 IP 기능 중심(IP-centric)의 통합 네트워킹 인프라를 이용해 엔터프라이즈 레벨에 있는 장치뿐만 아니라, 플랜트 내 모든 장치까지 서로 통신이 이뤄져야 한다. 세계적으로 대두되는 네트워크 기술인 인터넷 프로토콜 스위트(Internet Protocol Suite)만이 ‘제품 간 인터넷’의 확장성과 조화로운 공존을 보장하고 혁신 서비스를 지원할 수 있기 때문이다.

산업용 IP를 시작하라. 앞으로 모든 산업 네트워킹 인프라는 모든 애플리케이션을 IP 소프트웨어 스위트로 엔드-투-엔드(End-to-end) 연결해야 할 것으로 전망되기 때문이다.

산업용 IP의 장벽

산업용 네트워크 컨버전스의 사업적 장점에도 불구하고, 자동화 부문에서는 여전히 개별 애플리케이션에 개별 네트워크를 배치한다. 그러나 여러 개의 네트워크를 사용하면서 IP와 연결된 나머지 부분과 연결시키기 위해 하드웨어를 설치하면 상당한 비용이 들게 된다. 또한, 플랜트 내에 IP로 연결된 장치가 계속 늘어날수록 연결에 필요한 기기들이 과다해지면서 네트워크 인프라의 비용이 증가하고 복잡해진다.

개별 네트워크는 불필요한 비용을 발생시키고 훨씬 복잡해진다. 두세 개의 네트워크는 당연히 하나의 네트워크보다 물리적으로 공간을 많이 차지하며, 여러 개의 네트워크를 관리하고 유지하려면 더 많은 인력과 교육이 필요하다. 가장 중요한 점은 이렇게 복잡한 네트워크 인프라에 미래의 디지털적 요구에 부응하고 기회를 충분히 이용하기 위한 확장성과 유연성이 부족하다는 것이다. 아래와 같은 가능성을 예로 들어 보자.

●고장진단(Diagnostics) 기능과 함께 ‘고장예측(Prognostics)’ 기능도 사용할 수 있어, 플랜트에 현재 발생한 고장뿐 아니라, 향후 발생할 수 있는 문제까지 파악할 수 있다.

●현장 외부(Off-site) 전문가가 인스턴트 메시지, 음성 또는 비디오 등 멀티미디어 데이터 스트림을 분석해 고령 근로자의 영향을 줄일 수 있다.

●플랜트의 핸드헬드 디지털 장치마다 각 고정 장치의 상태를 보고해 직원들이 실시간, 실행 가능한 정보를 무선으로 이용할 수 있다.

●착용형 센서(Wearable Sensors)로 공장 내 직원 개개인의 위치를 추적할 수 있어, 화재 발생시 모두 대피했는지 확인할 수 있다.

●시스템 전체에 편재형 보안 솔루션이 있어 사무실 PC처럼 안전하게 센서를 산업 네트워크에 연결할 수 있다.

향후 10~15년 동안 제품 간 인터넷을 구성하게 될 수많은 지능형 장치로 인해 이러한 기능과 그 외 더 많은 기능들이 가능해진다. 이러한 디지털 사물의 압도적 다수는 그 핵심을 이루는 상호 운용성 때문에 자연적으로 IP에 의존한다. 그러나 산업용 IP의 가장 큰 가치는 생산 프로세스에 관한 정보의 양과 통신 수준을 끌어올려 민첩성과 혁신을 위한 공간을 넓히는 기능이다.

IP 기술의 발전

비표준, 다중 네트워크를 고수해 온 자동화 공급자들은 소비자에게 고성능 생산을 가져오는 것은 개별 네트워크라고 확신했다. 그러나 EtherNet/IP의 폭넓은 채택과 사용으로 이 잘못된 믿음이 부서졌다. EtherNet/IP는 IP의 기능을 오버라이드하는 대신 소프트웨어 프로토콜을 사용하므로 제조업체는 IP가 지원하는 고급 프로토콜을 쉽게 이용할 수 있다.

이 중에는 다른 컴퓨터 사용 분야에서 실제 대부분의 산업계에서 당연시하는 기능도 있다. 예를 들어, 파일을 전송하는 FTP, 이메일을 전송하는 SMTP, 웹브라우징을 위한 HTTP, 그 외 VoIP (Voice over Internet Protocol) 등 더욱 강력해진 최신 디지털 통신 기술들이 있다.

공통 산업용 프로토콜(CIP)과 같은 프로토콜들은 산업용 애플리케이션을 위해 특별히 개발됐다. CIP는 제어, 안전, 동기화, 모션, 설정 및 정보 등 제조 자동화 애플리케이션에 필요한 포괄적인 메시지 및 서비스 세트를 포함하고 있으며, 이러한 제조 애플리케이션을 엔터프라이즈 및 인터넷 애플리케이션과 통합하도록 설계됐다.

이러한 통신 혁명을 비즈니스에 충분히 이용하기 위해서는 산업 자동화 전체를 산업 애플리케이션 내 모든 서브시스템이 지원되는 총체적 디지털 통신 구조로 전환해야 한다. IP는 서브시스템들의 공존을 보장하고 일관된 방식으로 서비스 공유를 가능하게 하기 때문에 이러한 서브시스템들이 운영 관리에서 제 역할을 할 수 있다.

산업용 IP는 자동화, 감시, 시설 관리 및 접근 제어 서브시스템을 단일 인프라에 통합해 설치 및 운영 비용을 절감할 수 있다. 산업용 IP는 보안 정책, 실무 및 절차의 일관성을 보장해 준다. 이는 중복 네트워크를 없애고, 인적 자원과 재무 자원을 모두 생산 개선과 혁신에 집중시킴으로써 이뤄진다.