5G와 이전 세대의 셀룰러 네트워크와의 차이점 중 하나는 5G가 기계 유형 통신(machine-type communication) 및 IoT (Internet of Things)에 강력하게 집중하고 있다는 점일 것이다. 따라서 5G의 기능은 끊임없이 증가하는 데이터 속도로 모바일 광대역을 훨씬 능가한다. 특히 5G는 전례가 없는 신뢰성과 통신 기능을 제공한다.

5G 통신

5G 통신, IoT에 최적화되다

낮은 대기시간 및 대규모 IoT 연결성이 주목된다. 이를 통해 자동차, 의료, 농업, 에너지 및 제조 분야를 비롯한 다양한 수직 영역에서 수 많은 새로운 활용 사례 및 애플리케이션을 구현할 수 있다. 특히 제조 과정에서 5G는 무선 연결, 에지 컴퓨팅 또는 네트워크 슬라이싱과 같은 관련 빌딩 블록이 미래의 스마트 팩토리로 진출함에 따라 엄청남 파괴적인 영향력을 미칠 전망이다.

특정한 수직 산업의 특정 니즈와 요구 사항이 통신 업계에 의해 적절하게 이해되고 고려되도록 보장하고, 마찬가지로 5G의 기능이 수직 산업에 의해 완벽하게 실현되고 이용되며 모든 관련 참여 업체들간에 긴밀한 협업이 요구된다. 이를 염두에 두고 5G-ACIA (Connected Industries and Automation)를 위한 5G 얼라이언스(Alliance for 5G-ACIA)가 수립되어 관련 기술, 규정 및 지침을 다루고 토론하고 평가하는 중앙 및 글로벌 포럼으로 활용되고 있다.

산업 영역에 대한 5G와 관련한 비즈니스 측면- OT (운영 기술) 산업과 ICT (정보 통신 기술) 산업 및 학계의 모든 이해 관계자 그룹을 포괄하는 전체 생태계를 반영하고 있다.

“인더스트리 4.0(Industrie 4.0)”이라고도 불리는 4차 산업 혁명은 미래의 스마트 팩토리의 융통성, 유용성 및 효율성을 크게 향상시키려는 산업 생산의 다음 시대를 의미한다. Industrie 4.0은 산업 생산에서 IIoT (Industrial Internet of Things) 및 관련 서비스를 통합하고 전체 밸류체인 및 자동화 피라미드의 모든 계층에 걸쳐 끊임없는 완벽한 수직 및 수평적인 통합을 제공한다.

특히 연결성(Connectivity)은 인더스트리 4.0의 핵심 구성 요소이며 기계, 사람 및 객체간에 강력하고 보편적인 연결성을 제공하여 지속적인 개발을 지원한다. 또한 무선 통신, 특히 5G는 필요한 생산 유연성을 달성하고 근로자에게 새로운 고급 모바일 애플리케이션을 지원하며 이동 로봇과 자율주행차가 작업 현장에서 공동 작업할 수 있게 하는 중요한 수단이 됐다.

5G는 다양한 유스 케이스 및 산업 분야의 애플리케이션에 무선 연결성을 제공 할 수 있는 잠재력이 무척 크다. 장기적으로는 현재 사용되는 여러가지 통신 기술이 실제로 융합되어 관련 산업 연결 솔루션 수를 크게 줄일 수 있을 것이다. 기존의 (유선) 산업용 이더넷 솔루션을 위한 TSN (Time-Sensitive Networking)에 대한 추세가 계속되고 있는 것과 마찬가지로 5G는 필드레벨에서 클라우드에 이르는 표준 무선 기술이 될 가능성이 높다.

글로벌 5G 얼라이언스 활동

이러한 5G 통신을 제조 현장에 적용하려는 국제적인 움직임이 활발하게 추진되고 있다. 5G 통신이 소비자 통신 서비스에 적용되기 이전에 이미 인더스트리 4.0으로 대표되는 제조 현장 스마트팩토리 실현 방안으로 접목을 적극 추진하고 있는 것이다.

현재 이와 관련한 국제 조직으로는 독일 ZVEI – German Electrical and Electronic Manufacturers’ Association 주도로 이뤄지고 있는 5G 얼라이언스(5G-ACIA :Connected Industries and Automation)가 가장 발빠른 모습을 보이고 있다.

5G-ACIA 발족식
2018년 4월 하노버메쎄에서 5G-ACIA 발족식이 열렸다

5G-ACIA (Connected Industries and Automation)를 위한 5G 얼라이언스(5G-ACIA)는 산업 영역에서 5G와 관련해 관련 기술, 규제 및 비즈니스 측면을 다루고 논의하고 평가하기 위한 중앙 및 글로벌 포럼 역할을 하기 위해 설립되었다. 모든 관련 이해 관계자가 이 이니셔티브에 참여한다.

하노버메쎄 발족식에서 5G-ACIA 회장인 보쉬사의 안드레아스 뮐러(Andreas Muller) 박사는 “5G는 미래 공장의 중추 신경계가 될 것이며 산업 생산에 파괴적인 영향을 미칠 것”이라고 밝히고, “처음으로 5G-ACIA 전 세계 모든 주요 플레어어들을 모으고 있다. 이를 통해 우리는 업계의 이익이 적절하게 고려되도록 하기 위해 협조적이고 집중적인 방식으로 작업할 수 있을 것”이라고 말했다. 그는 또한 지난 6월에는 “차세대 이동 통신은 Industrie 4.0 구현에 결정적인 역할을 할 것”이라고 강조했다.

그러나 국내에서 정식 멤버로 참여하고 있는 업체는 전무하다. 단지, 전자부품연구원이 지난 2018년 6월에서야 정식 멤버로 참여하기 시작한 것이 유일한 움직임이다.

참여 멤버들을 보면 2018년 4월 하노버메쎄에서 발족식을 가질때에는 26개 업체가 참여했으며, 2018년말 기준 40개 기업 및 연구단체로 확대됐다. 독일에서 시작된 조직이기에 독일을 중심으로 한 유럽 기업들이 주도하고 있는 있는 분위기다. 그럼에도 미국, 일본, 중국 업체들의 참여도 매우 적극적이다.

5G가 적용된 스마트 팩토리 미래 모습
5G가 적용된 스마트 팩토리 미래 모습

주요 참여 업체들을 분야별로 나눠보면 다음과 같다.

<통신>: 텔레콤 도이치란트(Telekom Deutschland), 보다폰(Vodafone), 오렌지 텔레콤(Orange Group), 노키아(Nokia), 에릭슨(Ericsson), 화웨이(HUAWEI), 차이나모바일(Chnia Mobile)

<연구소/학교>: 독일 프라운호퍼 HHI, 독일 프라운호퍼 IIS, 독일 AI연구센터(DFKI), 노르웨이 SINTEF, 한국 전자부품연구원, inIT(Institute for Industrial Information Technology) TZI(Technologie-Zentrum Informatik und Informationstechnik), ifak(Institut fur Automation und Kommunikation)

<솔루션>: ABB, 벡호프(Beckhoff), 보쉬(Bosch), 엔드레스 하우저(Endress+Hauser), 훼스토(Festo), 하르팅(Harting), 허쉬만(Hirschman), HMS, 인피니언(Infineon), 인텔(Intel), MC테크놀로지스(MC Technologies), 미쓰비시전기(Mitsubishi Electric), NXP반도체(NXP Semiconductors), 퍼펠앤드푹스(Pepperl+Fuchs), 피닉스컨택트(Phoenix Contact), 에코링(EchoRing), R3 – Reliable Realtime Radio Communications, 지멘스(Siemens), 소니(Sony), 트럼프(Trumpf), 바이드뮬러(Weidmuller), 요꼬가와전기(Yokogawa Electric)

<인증기관>: Dekra

<최종 사용자>: 아우디(AUDI)

5G ACIA 회원사 리스트

특히 중국의 화웨이, 차이나텔레콤의 참여가 주목되며, 일본업체로서는 미쓰비시전기와 요꼬가와전기가 주목된다. 중국은 통신 및 통신기기업체가 적극 참여하고 있으며, 일본은 스마트공장 솔루션 업체의 참여가 적극적인 행보를 보인다.

5G-ACIA를 위한 5G 연합은 국제 표준화에 영향을 주기 위해 활동을 발빠르게 추진하고 있다. 이를 위해 산업 자동화, 제조 및 프로세스 업계의 대표자들과 선도적인 ICT 기업들과 함께하는 이니셔티브는 5G 표준화를 담당하는 대표 기관인 3GPP에서 시장 대표 파트너(MRP; Market Representation Partner) 자격을 취득했다.

5G ACIA 참여로 3GPP 대표 파트너는 우리나라 한국정보통신기술협회(TTA)를 비롯해 미국 ATIS, 중국 CCSA, 유럽 ETSI 등을 포함해 총 7개로 늘었다.

3GPP와 5G ACIA는 제조/에너지 산업에 5G 통신망을 조기 적용하고 생산력 향상에 기여한다는 목표를 두고 있다. 3GPP측은 “3GPP 표준화 기술이 다양한 분야에 적용되는 만큼 상호 비전에 맞춰 5G 통신망과 기술을 제조·공정산업에 최적으로 구현할 수 있을 것”이라고 전망했다.

이에 따라 5G 기술 표준화는 물론 4차 산업혁명 핵심으로 손꼽히는 스마트팩토리 구축에도 속도가 붙을 것으로 기대된다. 스마트팩토리는 사물인터넷(IoT)을 활용한 기기 운용을 비롯 공정 자동화, 모바일 로봇, 자동 차량 등 혁신 기술이 구현되는 만큼 이를 연결하는 5G 통신망을 필요로 한다.

이에 3GPP에서 담당하게 될 핵심 목표 중 하나는 5G 기술 및 네트워크 측면에서 업계의 요구를 초기 ICT 멤버들에게 전달하고 향후 3GPP 표준에서 이러한 요구 사항을 고려하는 것이다.

5G-ACIA 회장인 안드레아스 뮐러(Andreas Muller) 박사는 “3GPP 시장 대표 파트너로서 우리는 우리의 목표와 요구 사항을 확실히 파악할 수 있다. 우리는 상대적으로 젊은 조직이며, 이 파트너십은 우리의 국제적 위상을 상당히 높여줄 것이다. 따라서 우리는 공장 환경에 대한 무선 채널 모델 개발과 관련하여 업계의 관심과 관점을 반영하여 표준화에 보다 큰 영향을 미칠 것이다”라고 강조했다.

한편, 전자부품연구원의 5G-ACIA – 5G 얼라이언스 참여와 함께 국내에서의 5G 얼라이언스 추진이 적극 추진되었다. 특히 SK텔레콤의 적극적인 모습이 주목받았다.

국내 5G 스마트공장 얼라이언스 발족

세계 최초로 상용화 서비스에 나선 5G 통신이 스마트 공장에 먼저 투입되고 있어 주목된다.

산업통상자원부, 과학기술정보통신부, 중소벤처기업부는 지난해 12월 20일 경기도 안산시 스마트제조혁신센터에서 SK텔레콤을 비롯해 지멘스, 보쉬, 오므론 등이 함께하는 ‘5G 기반 스마트공장 얼라이언스(SFA, Smart Factory Alliance)’ 출범 행사를 개최했다.

2018년 12월 20일 국내 '5G 기반 스마트공장 얼라이언스 출범 선포식이 열렸다
2018년 12월 20일 국내 ‘5G 기반 스마트공장 얼라이언스 출범 선포식이 열렸다

5G, 스마트팩토리로 먼저 뛴다

5G-SFA는 스마트공장 관련 정보통신기술(ICT) 기업과 운영기술 개발기업이 상생 생태계를 공동 구축하기 위해 구성됐다. SK텔레콤, 에릭슨-엘지, 마이크로소프트코리아, 현대BS&C, 스켈터랩스, CMES 등 ICT 기업과 삼성전자, 지멘스코리아, 오므론코리아, 엔스퀘어, 티유브이코리아, 키엔스, 필츠 등 솔루션 기업이 참여한다.

5G-SFA는 5G를 활용한 스마트공장 상용화 기술과 다양한 비즈니스 모델을 논의한다. 스마트공장 기술 상호운용성 규격 기준 등을 협의한다. 5G 기반 스마트공장 표준화와 시장 선점을 주도하기 위한 전략을 마련한다.

정부는 세계 최고 수준 스마트공장 구축 기술 확보를 위해 △5G 기반 스마트공장 융합서비스 실증사업(과기정통부) △데모공장 고도화(산업부) △인공지능(AI)·5G 등 스마트공장 관련 전략분야에 대한 R&D 지원 확대(중기부) 등을 추진한다.

과기정통부는 실시간 품질검사, 자율주행 물류이송 등을 개발해 안산 산단 기업에 적용하고 실증을 추진한다. 산업부는 안산 데모공장에 유연생산 시제품 생산라인, 자율주행 AGV(무인운반차) 등 고도화 기술 테스트베드를 확대 구축한다.

이날 SK텔레콤은 5G 서비스를 활용해 품질검사에 머신러닝을 적용하는 사례를 시연했다. 설비관리 증강현실(AR), 로봇을 통한 자율주행 물류이송, 협업로봇, 유연생산설비 등 5G 기반 스마트공장 고도화 기술도 선보였다.

정부 관계자는 “5G 핵심은 네트워크와 AI 결합”이라며 “앞으로 스마트공장은 유선에서 무선으로, 제조생산라인의 유연성 강화로 발전할 것”이라고 말했다. 이어 “5G 조기 상용화와 5G 스마트팩토리 얼라이언스 출범을 통해 국내 5G 스마트공장 구축산업이 글로벌시장을 선도할 것”이라고 기대했다.

정부 관계자는 “5G의 핵심은 네트워크와 인공지능의 결합으로 앞으로 스마트공장은 유선에서 무선으로 제조생산라인의 유연성 강화로 발전할 것”이라고 말했다. 또한 “우리나라의 5G 조기 상용화 서비스 시작과 5G 스마트팩토리 얼라이언스 출범을 통해 국내 5G 스마트공장 구축산업이 글로벌시장을 선도해 나갈 것으로 기대한다.”고 말했다.©

오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr

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