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스마트공장

[취재노트] 산업용사물인터넷(IIoT)을 바라보는 눈

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인더스트리얼 로보틱스 IIoT

제4차산업혁명에 대한 전 산업분야에서의 영향력이 점차 커지고 있다. 그 중에서도 제조업에서의 영향력이 가장 크게 다가오고 있다. 독일에서 시작된 인더스트리4.0(Industry4.0)과 미국에서 출발한 산업인터넷(Industrial Internet)이 ‘스마트제조’로 귀결되면서, 스마트공장에 대한 구현방안이 활발하게 논의되어 왔다. 특히 IEEE, IEC, ISO 등의 국제 표준화기구들에서의 스마트제조 기술 관련 국제 표준화 활동과 협력활동이 활발한 모습을 보이고 있다.

이는 제조업 현장에서도 자신의 현장에서 최적의 제조시스템을 구축하려는 노력이 커지고 있다. 더구나 필드버스를 비롯한 디지털 기술을 통해 지난 10여년간 확보된 디지털화된 제조 운용 데이터들이 값진 영향력을 행사하기 시작했다. IT와 클라우드, 인공지능, AR/VR 등의 기술들이 제조현장의 스마트공장 솔루션으로 결합하면서 데이터 분석, 애널리틱스는 더욱 중요한 가치를 가지게 됐다. 여기에 실제 제조 현장과 가상 제조 현장(CPS: 사이버피지컬시스템)의 실시간 통합화라는 ‘디지털트윈’ 솔루션이 등장해 ‘스마트공장’ 구현을 더욱 진전시켜 나가고 있는 중이다.

이러한 산업 및 제조현장에서의 기본적인 디지털화 결과물인 데이터들을 수집하고 모니터링, 분석하는 방안들은 디지털화된 센서 및 액추에이터들의 스마트화를 통해 가능해 진 것이다. 이러한 스마트 센서와 애널리틱스를 결합해 새로운 비즈니스 전략을 만들어 내고 있는 것을 산업용사물인터넷(IIoT)라고도 부른다.

산업용사물인터넷 이노베이션 데이 2018

산업용사물인터넷 이노베이션 데이 2018 (사진. 아이씨엔)

산업용사물인터넷(IIoT)은 산업 전반에 필수 적용 분야로 확대해 나가고 있으며, IIoT 핵심 기업들은 효율적인 자동화와 클라우드, 가상물리시스템(CPS)를 통한 수직적 통합을 이루어 주문 기반 자율 생산까지 제시하고 있다. 이러한 가운데 지난 3월 30일 개최된 ‘산업용사물인터넷(IIoT) 이노베이션 데이 2018’에서는 다양한 산업현장에서 사용되고 있는 기업들의 사례와 기기간 통신을 위한 국제 규격 및 보안 정책, 국내 규제와 중소기업의 대응방안까지 다양한 IIoT 기반의 스마트공장 이슈와 동향을 만나 볼 수 있었다.

삼정 KPMG 이순열 전무는 “제조업을 위한 4차 산업혁명의 핵심은 전사적 디지털 전환(Digital transformation)”이라고 강조했다. 사업 전반에 걸친 디지털 혁신이 필요하며, 이 과정에서는 기술은 물론 조직적 역량과 기업 문화 등 각 회사에 맞는 혁신 모델과 세부 방안에 대한 단-중-장기적인 로드맵 설정이 필요하다고도 전했다. 특히 제조현장의 운용기술(OT)와 IT 기술의 융합이 조화롭게 이뤄져야만 스마트공장은 가능성이 있다고 강조했다. 기존에 자신들이 처해있던 현장에만 시각을 두지말고, OT 담당자는 IT 분야에서, IT 담당자는 OT 영역에서 새로운 가치를 창출할 수 있다는 것을 전재로 선입견을 걷어내고 상호 융합할 수 있는 방안을 고려할 필요가 있다는 것이다.

B&R은 사재훈 차장은 OPC UA와 함께 실시간 기계장비의 제어를 가능하게 하는 방안으로 제시된 TSN(Time-Sensitive Networking) 기술이 장비 고도화에 따른 대용량 데이터 수집시 발생하는 문제를 해결할 수 있다고 밝혔다. “TSN과 OPC-UA(Open Platform Communication – Unified Architecture)가 함께 사용된다면 스마트 산업 현장에서 통합과 확장성 있는 최적화된 프로토콜로 평가 받을 수 있을 것”이라는 설명이다.

산업 자동화 솔루션은 전통적으로 디바이스 사이의 통신에서 각기 표준 규격을 제정하고, 이를 채택하여 서로 다른 통신 규격을 사용하는 경우에는 디바이스 호환 및 상호운용성이 불가능했다. 따라서, 고객들은 흔히 독점적 시스템 환경에 갇혀있는 경우가 많았다. 공급자들은 이러한 환경을 지원하기 위해 본질적으로 동일한 제품을 여러 가지 버전(여러가지 통신 규격을 지원하도록)으로 개발할 수 밖에 없었다. 이것은 새로운 솔루션의 혁신과 통합에 제약이 되었고, 이로 인해 고객들은 자신의 자동화 솔루션을 최대 가치로 최적화할 수 없었다.

이 문제를 해결하기 위해, ABB, Bosch Rexroth, B&R, CISCO, General Electric, KUKA, NI, Parker Hannifin, Schneider Electric, SEW-EURODRIVE 및 TTTech는 산업 인터넷 컨소시엄 (Industrial Internet Consortium: IIC) 및 OPC 재단 산하에서 개방형 기술 협력을 시작했다. 이 기업들은 산업용 컨트롤러 사이에 그리고 클라우드에 대한 결정론적 실시간 피어 투 피어 (peer-to-peer) 통신을 위한 개방형의 통합된 표준을 기반으로 하는 상호운용성 IIoT 솔루션을 목표로 하였다.

이 협력 조직은 OPC UA TSN을 산업용 자동화와 IIoT 연결성을 위한 통합 표준으로 간주한다. OPC UA TSN은 IEEE TSN 이더넷 표준을 갖춘 향상된 OPC UA 발간자/구독자 (Publisher/Subscriber: Pub/Sub) 기술의 조합이다. 이 기술은 산업 자동화를 위해 통신을 통합하는 데 요구되는 모든 개방형 표준 빌딩 블록을 제공하고 사물 인터넷과 인더스트리 4.0의 실현에 기본이 되는 정보 기술 (information technology: IT) 및 운영 기술 (operation technology: OT)의 폭 넓은 융합을 가능하게 한다.

OPC UA TSN 프로젝트에 참여한 기업들을 중심으로 TSN 기술에 대한 접목을 시도하기 시작했다. 이들 기업들의 솔루션이 시장에서 활성화되면, OPC UA가 그랬던 것처럼 스마트 공장과 IIoT 추진 기업들의 실질적인 표준으로 올라서게 될 전망이다.

인더스트리얼 로보틱스 IIoT

인더스트리얼 로보틱스 IIoT (이미지. robotics.org)

힐셔코리아 원일민 대표는 산업용사물인터넷 시대에서 IT(정보기술)와 OT(운용기술)의 결합을 통해 산업 현장에서 최하위단의 데이터를 최상위로 보내 효율성을 높이는 것과 많은 양의 데이터가 아닌 게더링과 수집, 전달 방법에 대해 고민이 필요할 때라고 밝혔다. 이를 위한 다양한 방법과 장단점 그리고 자사의 기술 및 솔루션인 netIoT 기술과 IIoT에서의 클라우드 활용 동향과 보안 요구사항을 설명했다.

원일민 대표는 “그동안 제조라인과 IT라인이 ‘물’과 ‘기름’과 같이 서로 결합할 수 없는 존재로 인식되어 왔다.”고 밝히고, “하지만 사물인터넷이 등장하면서 산업 현장 최하위단의 데이터를 어떠한 형식으로든 ERP를 통해 데이터를 받아 유지보수 및 새로 짓는 공장의 효율성 등을 위해 적극 활용할 수 있는 기회가 제공됐다. 이것이 ‘힐셔가 보는 IIoT의 관점’이다.”고 말했다.

현장에 있는 로봇 컨트롤러의 CP 온도를 기존에는 PLC가 모니터하지 않았다. 그러나 IoT를 활용하면 온도, 가동률, 고장시간 등을 체크해서 데이터를 상위로 올릴 수가 있다. 즉시 사용 가능한 데이터라면 로봇 컨트롤러의 CP 온도는 100대가 있으면 100대가 다 유사할 텐데 한 대의 온도가 높다면 유지 및 보수하는 인력 입장에서는 한 대의 로봇 컨트롤러의 부품이 고장 날 수도 있다고 판단이 가능하다. 이러한 데이터 분석을 통해서 정비가 필요한 로봇을 미리 발견하고 조치할 수 있다. 이것이 산업용사물인터넷(IIoT)의 새로운 힘이다.

한편, 힐셔 netIOT 엣지 게이트웨이는 게이트웨이 디바이스 자체가 프로피넷(PROFINET)이나 이더넷아이피(EtherNet/IP) 네트워크에서 I/O subscriber로 통합되어 PLC와 주기적으로 교환하는 위치에 있으면서 OPC UA 또는 MQTT를 통해 IoT 지원 필드 디바이스와 직접 통신할 수 있다. 또한 강력한 보안 기능도 제공한다. 여기에 IBM Watson이나 마이크로소프트 애저(Azure) 등과 같은 추가적인 서비스를 이용하여 익숙한 클라우드 시스템에 전송할 수 있다.

이번 ‘IIoT 이노베이션 데이 2018’은 10개 업체가 참가해 IIoT에 대한 전망과 다양한 사례를 소개했다. 그 동안 스마트팩토리와 인더스트리 4.0을 통해 제시됐던 개념들이 점차 구체화되고 있는 상황에서 각 제조 현장별로 그 특성에 맞는 스마트팩토리 구현을 위한 접근방식으로 IIoT가 핵심 콘셉트가 된 것이다. 애널리스트들은 IIoT가 기존의 사물인터넷(IoT) 보다 더 왕성한 변혁을 가져올 것이라고 분석한다.

산업용사물인터넷(IIoT)이 제조 현장 뿐만 아니라, 물류 및 서플라이체인, 플랜트 파이프라인, 빌딩 관리시스템, 스마트철도 및 고속도로 등 다양한 분야에서 적용이 활발하게 이뤄지고, 최적의 스마트한 시스템으로 활발한 시장을 확대해 나가길 기대한다. 새로운 비즈니스 기회를 제공하는 디지털 전환이 산업용사물인터넷 추진과정에서 기회를 가져다 줄 것이기 때문이다.

오윤경 기자 news@icnweb.co.kr

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산업용사물인터넷

아나로그디바이스가 제시하는 인더스트리 4.0 가속화 솔루션

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ADI Industry 4.0

아나로그디바이스(지사장 홍사곽)는 산업용 장비 제조회사들이 인더스트리 4.0 장비를 신속히 개발할 수 있도록 하는 광범위한 인더스트리 4.0용 솔루션들을 발표했다. 새로운 솔루션들은 오늘날의 기존 공장 인프라 설비들이 차세대의 유연성과 연결성, 효율성을 갖출 수 있게 해준다.

ADI의 산업 자동화 사업그룹을 총괄하는 브렌단 오도우드(Brendan O’Dowd) 본부장은 “고객들은 인더스트리 4.0으로 빠르게 나아가기를 원할 뿐 아니라 이러한 자신들의 투자가 성공적이고 장기적인 사업 계획의 일환임을 확인하고 싶어한다”며, “오늘날에는 기업들이 기술 혁신 속도를 따라가기가 굉장히 힘들 수도 있다. ADI는 고객들이 기존 인프라를 인더스트리 4.0으로 전환할 수 있도록 즉각적인 기회를 제공하는 솔루션에 주력해 왔다. 이번에 ADI가 발표한 각각의 솔루션들은 고객들이 인더스트리 4.0으로 신속하게 전환할 수 있도록 하는 데 있어서 핵심적인 빌딩 블록 들로서, 여기에는 확정적 이더넷, 보안, 상태 기반 모니터링(Condition-based Monitoring, CbM) 기능들이 포함된다”고 말했다.

ADI의 새로운 인더스트리 4.0 솔루션

디바이스 레벨의 하드웨어 기반 보안성 및 TSN(Time Sensitive Networking) 스위칭

현재 ADI는 공장 제어 루프 내의 네트워크 종단에 보안성을 구현하고, 현장에 설치된 장비들이 보안 관련 표준 및 요건들을 충족하도록 보안 역량을 향상시키는 새로운 하드웨어 기반 신원확인 솔루션을 제공하고 있다. 이 새로운 솔루션들은 시간 동기화(802.1 AS)와 프레임 선점(802.1Qbu/br) 등의 TSN 기능을 지원하는 실시간 이더넷 멀티 프로토콜 스위치에 통합되어, OPC-UA(Open Platform Communication-Unified Architecture)를 통해 산업용 애플리케이션들을 제어한다. 보안 기능과 TSN 기능을 결합함으로써, ADI는 고객의 제품 출시와 인더스트리 4.0 채택을 가속화하는 사용하기 쉬운 모델로, 산업용 네트워크의 종단에서 혁신적인 현장 디바이스 통신 솔루션을 구현하고 있다. 이에 대한 자세한 정보는 https://www.analog.com/en/technical-articles/tsn-in-automation-where-are-we-currently.html 참조.

CbM용 ADcmXL3021 모듈

ADcmXL3021 모듈은 수상 경력이 있는 ADI의 MEMS 센서 기술을 기반으로 한 완벽한 센싱 시스템으로서, 산업 및 운송 장비 분야에서 기계의 마모 정도 및 파손 징후를 조기에 모니터링함으로써 생산성을 높이고 장비의 수리 필요성을 줄인다. 이 3축 진동 감지 모듈은 MEMS 센서와 몇 가지 신호 처리 기능들을 컴팩트한 폼 팩터에 결합하고 있어 CbM 시스템의 스마트 센서 노드 개발을 간소화하고 BoM을 크게 줄여준다. 제품 페이지 열람, 데이터시트 다운로드, 샘플 주문은 http://www.analog.com/ADcmXL3021 참조.

산업용 애플리케이션을 위한 고정밀 레이더 센서

ADI의 자회사인 Symeo GmbH는 최근 60GHz 산업용 레이더 센서 제품군인 LPR®-1DHP-200을 발표했다. 이 차세대 포지셔닝 시스템은 첨단 자동화, 운송, 생산공정 애플리케이션을 위해 밀리미터 범위의 정확도를 지원하는 고도의 정밀도와 견고한 1차원 거리 측정 기능이 특징이다. 자세한 정보는 https://www.symeo.com/en/products/distance-measurement/new-radar-product-family-lpr-1dhp-200/index.html 참조.

오윤경 기자 news@icnweb.co.kr

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산업용사물인터넷

맥심인터그레이티드, Go-IO IIoT 플랫폼으로 스마트공장 엣지 강화

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컴팩트형 PLC 레퍼런스 디자인으로 공장 서브시스템 크기 및 성능 최적화

맥심 인터그레이티드 코리아(대표 최헌정)가 Go-IO 산업용사물린터넷 플랫폼(이하 Go-IO)을 새롭게 출시했다. Go-IO는 인더스트리 4.0 디지털 공장 장비에 인텔리전스를 제공하고, 공장 내부 PLC(Programmable Logic Controller)의 엄격한 크기와 전력 필요사항을 충족시킨다.

디지털 공장은 변화하는 상황에 따라 즉시 제조 라인을 조정해야 한다. 자동화된 장비는 완전한 산업 융합을 위해 자가 진단과 최적화 기능도 요구된다. Go-IO는 최첨단 인텔리전스를 지원해 장비 상태, 상황 정보를 모니터링 및 커뮤니케이션하고 처리량과 생산성을 높여준다.

Go-IO는 제어 기능과 인텔리전스를 단일 중앙 제어 센터에서 각각의 자동화된 장비로 이동시켜 변경된 제품 사양이나 제조 요구사항에 장비가 즉각 대응하도록 한다. 이 레퍼런스 디자인은 이전 버전인 포켓 IO보다 전력 소비는 50%, 크기는 10배 더 작아 (1입방 인치 이하) 한층 까다로워진 PLC의 크기 및 전력 필요사항을 만족시킨다.

신용카드 절반 크기에 17가지로 구성 가능한 IO(Input/Output)가 집적된 Go-IO는 자동화된 공장 서브시스템(subsystem)에서 산업용 IoT의 잠재력을 최대한 이끌어내고 생산성을 향상시키는 자가 진단 기능을 구현한다.

유연하고 견고한 오픈소스 Go-IO는 산업∙빌딩 자동화, 산업용 로봇 분야에 이상적이다. Go-IO에는 ▲12개의 고집적 IC ▲다중 디지털 IO 구성을 지원하는 17개 IO ▲아날로그∙ 디지털 센서 모두에 범용 IO 인터페이스를 제공하는 4채널 IO 링크 마스터 ▲시간에 민감한 상태 및 상황 정보를 로컬 데이터 레이크(data lake)나 클라우드에 업로드하기 위해 안정적인 멀티 드롭 데이터 네트워크를 제공하는 강력한 25Mbps 절연 RS-485 통신 채널이 포함된다.

IHS 마킷(IHS Markit)의 로비 갈로소(Robbie Galoso) 수석 리서치 애널리스트는 “산업용 IoT를 구현하려면 자동화된 최첨단 공장 장비 내 스마트 커넥티드 센서와 PLC 수를 늘려야 한다. 이런 디바이스 도입을 가속화하는 솔루션은 자동차, 화장품, 스포츠 장비에 이르기까지 다양한 상품을 제조하는 과정에서 그 가치를 입증할 것”이라고 말했다.

맥심 인터그레이티드 제프 드앤젤리스(Jeff DeAngelis) 인더스트리 및 헬스케어 사업부 총괄은 “공장과 제조 시설이 점점 더 많은 자동화된 기계에서 데이터를 수집하기 때문에 PLC는 하부 조립 라인이나 복잡한 기계 등에 맞게 크기가 작아져야 한다”며 “Go-IO는 생산성을 높여줄 뿐만 아니라 실시간 중요 의사결정을 위해 필요한 기계의 상태 및 상황 정보를 제공한다. 차세대 산업용 IO 솔루션으로 산업 융합을 촉진시킬 것”이라고 밝혔다.

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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미분류

힐셔, 산업용사물인터넷 지원 netIOT 활용방안 제시

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힐셔 netIOT

산업용 통신 솔루션 선두업체인 힐셔(Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH)는 11월 2일(금), 인터컨티넨탈 서울 코엑스에서 기자 간담회를 개최하여 힐셔의 혁신적인 netIOT 전략 및 netIOT 인터페이스의 다양한 솔루션을 활용한 IoT 기술 활성화 방안에 대해 소개하는 자리를 가졌다.

힐셔 netIOT

netIOT

힐셔 프로덕트 매니저인 크리스토프 훙어(Christof Hunger)는 “IoT 시장이 성장함에 따라 설비 제조업체들은 필드 디바이스의 정보를 기반으로 예방적 유지보수, 상태 모니터링과 같은 새로운 클라우드 기반의 부가가치 서비스를 구현하고자 한다”며 “힐셔는 디바이스 제조업체들이 힐셔의 netIOT 인터페이스 솔루션을 이용해서 산업용 이더넷, 트랜스페어런트 이더넷(Transparent Ethernet)과 함께 OPC UA 서버 및 MQTT 클라이언트 기능을 쉽게 추가할 수 있도록 더욱 집중하였고, 힐셔 솔루션을 통해 고객들이 스마트 팩토리를 구축하는데 도움이 되길 바란다.” 라고 말했다.

인더스트리 4.0과 IIoT는 4차 산업혁명으로 센서에서 클라우드까지 지속적인 통신을 요구한다. 힐셔는 이를 산업용 클라우드 통신이라 칭하고 고객들이 Industry 4.0, 스마트팩토리 및 IoT를 구현하도록 돕기 위해서 힐셔 netIOT 제품군이라는 솔루션을 구축하고, 지속적으로 프로모션을 진행하고 있다. netIOT는 netIOT 서비스(Service), netIOT 엣지(Edge), netIOT 인터페이스(Interface)와 같이 총 3개의 영역으로 구분된다. 특히 netIOT 인터페이스는 IoT 기능을 갖는 netX기반의 통신제품으로 netIC IOT와 같은 모듈형 제품을 생산 및 공급하고 있다.

힐셔 넷프록시

netPROXY

 

netIC IOT는 필드 디바이스용 지능형 멀티 프로토콜 모듈로 하나의 하드웨어만으로 모든 Real-Time Ethernet 슬레이브 프로토콜을 지원한다. OEM 고객들은 엔지니어링 툴을 이용하여 고객 어플리케이션 소프트웨어에서 한번만 개발하면 되는 고객 디바이스용 프로토콜 독립형 객체 모델을 생성한다. 네트워크 프로토콜 변경은 툴 내에서 ‘Build Process’를 통해 전적으로 진행되기 때문에 어플리케이션에 필요한 네트워크 별 조정이 없으며 OEM은 정확히 하나의 하드웨어와 소프트웨어 설계로 진정한 멀티 프로토콜 디바이스를 구현할 수 있다.

힐셔코리아 원일민 지사장은 “스마트 팩토리의 구축에 있어 가장 중요한 포인트는 IT영역과 OT영역의 연결에 있다”고 언급하며, “힐셔는 netIOT를 통해 시스템 설치시 발생할 수 있는 리스크를 최소화시킬 수 있게 하고자 한다. 기존OT영역의 사용자들이 IT영역으로 데이터를 전송하거나 클라우드에 연결함에 있어서 사용자의 실수나 의도치 않은 수고를 덜어줄 수 있는 제품과 서비스를 지원하고 있어 시스템 설계나 설치시 발생할 수 있는 오류나 리스크를 최소화 시켜준다”고 덧붙혔다.

힐셔 netIOT 제품에 대한 자세한 설명은 홈페이지 https://www.hilscher.com/products/product-groups/industrial-internet-industry-40/ 에서 확인할 수 있다.

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