스마트 제조, 사람도 사물인터넷에 포함시켜야 한다

마르쿠스 아이젠아우어 박사, 독일 프라운호퍼 연구소

독일이 ‘인더스트리 4.0(Industry 4.0)’ 제조 혁신 프로젝트를 진행하고 있는 가운데, EU는 ‘호라이즌 2020’ 프로젝트를 강력하게 추진하고 있다. 무엇보다도 스마트 제조를 향한 과정에서 중요한 것은 먼저 ‘강약분석’을 통해 현재의 모습을 확인하는 것이다.

EU는 스마트 제조 관련 연구 프로젝트인 ‘호라이즌 2020(HORIZON 2020)’을 적극 추진중이다. 2020년까지 장기 과제로 추진되는 이 프로젝트의 요지는 인터넷을 통해 기회가 만들어지고 있다는 것이다. 에너지 효율성이 높은 경제를 2020년까지 창출한다는 목표를 가지고 있다.

통신과 네트워킹, 소프트웨어 서비스, 어플레케이션 도메인에서 융합이 나타나고 있다. 이를 통해 새로운 기회들이 생겨난다. 왜냐하면, 우리는 사회적인 상호작용, 인프라, 비즈니스 프로세스, 이런 것들을 좀 더 고지능형으로 지속 가능하도록 만들 수 있다. 인터넷을 통해 잘 연결시켰을 때에 이러한 것들이 가능하고, 비즈니스적으로 잘 연결되었을 때 이것이 가능하다.

EU에서 배우다

마르쿠스 아이젠하우어 박사는 최근들어 2가지 트렌드의 융합이 두드러지게 나타나고 있다고 말한다.

과거에는 여러 사용자가 하나의 컴퓨터를 가지고 일했다. 여럿이서 하나의 메인 프레임을 사용했다. 이것이 PC영역으로 발전해서 기계와 사람이 1:1의 관계가 되었다. 이제는 한 명의 사용자가 여러대의 기기를 사용하는 시대로 발전했다. 스마트폰, 태블릿PC, 노트북 등이 모두 포함되는 여기 기기를 사용한다. 이것들을 통해 인터넷 데이터와 서비스를 이용하게 된다.

또 다른 트렌드는 임베디드다. 오브젝트 디바이스가 있다. 이들이 임베디드 시스템으로 발전했다. 독일이 이 부분에서 잘하고 있다. 센서나 액추에이터 등이 여기에 포함된다. 그 안에 컴퓨팅 기능들도 포함된다. 이 임베디드 시스템에서 사이버 피지컬 시스템(CPS)으로 발전하게 된다. 이 사이버 피지컬 시스템으로 또 다른 측면을 보여준다. 프로세싱 파워를 독자적으로 구동하고 있기 때문이다.

2013년 GE의 백서에서는 사물인터넷이 어떻게 산업계에 적용될 수 있을 것인가를 보여주었다. 이는 단지 지능형 기기(인텔리전트 머신)의 문제만은 아니다. 모든 기계들이 서로 연결된다는 것은 큰 의미를 가진다. 대단히 많은 양의 데이터가 가용 가능하게 될 것이다. 그리고 이러한 데이터를 어떻게 스마트한 방향으로 연결할 수 있을 것인가? 실제로 사용할 수 있도록 하는 방식으로, 그리고 비즈니스적으로 연결할 것인지가 중요하다.

사람의 업무가 바뀐다

마르쿠스 아이젠하우어 박사는 사람에게도 주목했다. 현장에 있는 사람들의 업무자체가 바뀌고 있다. 따라서 여기에 주목해야 한다는 것이다.

제조현장에서 매우 많은 양의 데이터 정보를 활용해서 실시간(가능하면 빨리) 여러 소스들로부터 얻어낸 데이터를 인터넷을 통해 리얼타임으로 전환시켜야 한다. 유연성도 높아야 한다. 네트워킹된다는 것의 가치를 레버리징해야 할 것이다. 조직들이나 온라인 시스템들이 오늘날 가장 혁신적인 기업들의 다이나믹한 형태로 움직일 수 있어야 할 것이다.

또한 효율성이 필요하다. 녹색경제를 구현하고, 지속가능성도 확보해야 한다. 우리의 집단으로서의 책임의식을 어떻게 제고할 것인가와 관련된 문제가 있다. 유럽에서 교통체증과 관련되어 있는 비용은 매년 1350억 유로가 쓰여지고 있다. 또한 40~70%의 전력이 그리드망의 비효율성 때문에 중도에 손실되는 비효율성을 안고 있다.

피지컬, 디지털, 사이버 월드의 결합

그는 또한 사물인터넷을 3개의 축으로 설명한다. 실질적인 현실세계인 피지컬 월드가 있다. 디지털 세계가 다른축에 있다. 또, 가상의 사이버 세계가 다른 축에 있다. 우리가 디지털세계로 사물을 통합시킬 수 있어야 한다. 디지털과 사이버 간의 데이터 통합이 이뤄져야 한다. 그리고 의미적인 통합이 사이버와 실세계간에 이뤄져야 한다. 이는 전체 비즈니스 네트워크에 연결하는 것을 말한다.

심리스한 비즈니스 통합이 비즈니스 프로세스로의 통합으로 이뤄져야 한다. 여기에 대한 고민이 있어야 한다. 원칙적으로 얘기하면 아주 빨리 진행할 수 있겠지만, 오브젝트들이 좀더 스마트하고 지능적으로 바뀐다. 데이터, 리드&라이트 기능, 통신, 네트워킹, 프로세싱 등이 포함되면서 진행된다. 이러한 것들이 새로운 기회를 만들고 있다. 이 레벨에서의 사이버 피지컬 시스템이 들어간다.

임베디드 분야에서 바라보면, 저전력 부품을 사용해서 CPU, 센서, 네트워크 인터페이스들을 통해서 표준화되고 있다. 또한 경량의 프로토콜 표준화를 통해 단순화가 가능해질 것이다.

인더스트리 4.0에 대하여

그렇다면, 인더스트리 4.0은 무엇인가? 제4차 산업혁명이다. “사이버 피지컬 시스템의 커넥션이 있기 때문에 새로운 기회가 창출되고 있다.” 우리는 이것을 주목해야 한다.

독일정부는 ‘강약 분석’을 수행한 바 있다. 독일의 산업이 가지고 있는 강약 분석을 통해서 전략 아젠다를 설정한 것이다. 인더스트리 4.0은 이 전략 구성을 위해서 수행하고 있는 프로젝트이다. 정보화를 촉진하기 위한 목표를 가지고 있다. 전통적인 산업에 대해서 (예를들면, 생산기술, 제조와 같은 분야) 정보화를 도모하는 것이다. 스마트 팩토리를 만드는 것을 목표로 하고 있다.

특정한 능력을 가지고 있는, 유연하고, 자원에 대한 효율성이 있고, 인체공학적이고, 고객과 비즈니스 파트너들을 통합시킬 수 있는 밸류체인으로 통합하여 구성하는 역량이 바로 스마트 팩토리이다. 바로 이것이 기술적인 기반으로 봤을 때의 사이버 피지컬 시스템이 되고, 사물인터넷이 되는 것이다.

Markus Eisenhauer (마르쿠스 아이젠아우어) 박사는 2001년부터 독일 프라운호퍼 연구소의 응용정보기술(FIT) 분야에서 일하고 있다. 유비쿼터스 컴퓨팅, 사물인터넷, 임베디드 가상물자 시스템, 기계간 인간-기계 퓨전 시스템, 유용성과 및 웹 준수에 초점을 맞춘 사용자 중심의 컴퓨팅 연구부서를 이끌고 있다. 또한 유럽에서 몇몇 대형 프로젝트를 수행하고 있으며, 다수의 대규모 국가기금 및 유럽 프로젝트(German Industrie 4.0 및 European IoT)에 참여중이다.

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr