facebook

twitter

kakao

스마트제조포럼 홈페이지입니다.
Home >정책동향 >보도자료

정책동향

Trend of Policy

보도자료

[산업일보] “스마트 제조 표준, 유저의 생산환경 최적화시킬 터”

2017.02.02 983
“스마트_제조_표준,_유저의_생산환경_최적화시킬_터”.pdf(217)

"스마트 제조 표준, 유저의 생산환경 최적화시킬 터"

홍승호 교수, 국내 표준인식 재고 촉구

 

스마트 제조를 위해 무엇을 준비하고 알아야 할까? 한양대학교 홍승호 교수는 공장을 구축하는 유저 기업이나 제품을 납품하는 밴더기업들도 스마트 제조 표준을 알아야 한다고 강조한다. 어렵다고 미뤄두면 훗날 다른 기업이 시장을 장악할 수 있는 강력한 힘으로 되돌아오는 표준은 스마트 제조기업이 넘어야만 하는 산이고, 이 산을 넘으면 제조환경의 효율은 높아지는 반면, 스마트 제조를 하지 않은 기업에 비해 5~10년 후면 엄청난 차이로 나타난다는 것이다. 홍 교수를 통해 스마트 제조에 필요한 표준은 무엇이며 왜 공장을 표준화해야 하는지 들어본다.


“스마트공장과 자동화된 공장은 개념이 다른데 사람들은 이 두 가지를 혼동하는 경향이 있다. 공장자동화는 20~30년 전부터 계속돼 왔다. 이것은 공장 안에 국한시켜 컴퓨터를 도입하거나 로봇을 도입해서 자동화프로세스를 구축하는 것이다. 스마트공장은 공장 안에서 뿐만 아니라 원자재 공급, 에너지 공급, 제품 생산, 판매, 유통 등 제조에 관한 모든 것이 연결되게 하는 것이 자동화된 공장과의 차이점”이라고 홍 교수는 말했다.

스마트 제조는 기계, 기계 내의 부품, 제조 제품 등 모든 사물간에 서로 통신이 가능해야 한다. 사물에 지능을 탑재하고 통신으로 연결해 생산, 물류, 유통 등 전체 제조시스템이 자율적으로 움직이도록 하는 것이 스마트 제조이기에 IoT(Internet of things), CPS(Cyber Physical System) 등이 스마트 제조의 핵심 기술들로 부각되고 있다.

표준화된 공장, 운영환경 편리해져

공장 안에서 그동안 자동화시스템으로 잘 돌아가던 시스템에 지능을 부여한 설비‧솔루션 등을 왜 도입해야 할까? 일단 지능이 탑재되면 단가는 높아짐에도 불구하고 이러한 부분을 감수하면서까지 스마트 제조로 바꿔야 할까?

홍 교수는 이러한 질문에 대해 “사용자가 편리하기 때문”이라는 명쾌한 해답을 제시한다. 공장을 세우고 제품을 판매하는 기업의 입장에서 공장을 구축할 때 모든 기계들이 같은 언어를 사용한다면 이 모든 것을 운영하는 입장에서는 더없이 편리하다는 것이다.

“공장에서는 로봇, PLC, 센서, 밸브 등 여러 가지 기계와 소프트웨어가 사용되는데 이 장비들은 각각의 제조사에 따라 영어, 불어, 독일어 등 다양한 언어로 작동하고 있다. 이 때문에 기존에는 게이트웨이를 사용해서 통신을 해왔다”고 홍 교수는 설명했다.

게이트웨이는 사람으로 말하자면 통역사와 같은 의미로, 프로토콜이 다른 네트워크 상의 컴퓨터간에 통신을 할 수 있도록 두 프로토콜을 적절히 변환해 주는 변환기 역할을 하는 것이다. 그런데 언어가 다른 설비가 여러 대 있다면, 게이트웨이도 여러 대가 필요하게 돼 사용자 입장에서는 많은 비용을 지불하게 된다. 때문에 공장 내에서 사용하는 모든 언어를 하나의 언어로 통일하면 편리성이 높아질 것이라는 결론하에 언어의 표준화가 진행되고 있다.



제조에 관련된 전과정이 표준화돼야

언어의 통일을 위해 만들어진 것이 OPC UA(Open Platform Communication Unified Architecture)로 IEC 62541 통신 규격 표준으로 지정돼 있다. OPC UA는 다양한 프로토콜들 간의 언어(Language)를 통일하고 디바이스와 디바이스간, 디바이스와 엔터프라이즈간 상호 동작성을 확보할 수 있다.

언어가 통일돼도 사물을 부르는 명칭이나 기능들이 다르다면, 대화할 때 혼란이 빚어질 수 있다. 때문에 국제표준에서는 CDD(Common Data Dictionary)를 만들어 IEC 61360-4 표준으로 제정했다.

CDD는 전기·전자 산업에서 정보 교환을 위한 용어 사전인데 용어의 해석 및 변환에 대한 오류를 최소화해 정보 공유를 원활하게 하도록 만들어졌다. 현재 영어, 불어, 일어, 중국어로 만들어져 있다. 홍 교수는 “한국어가 들어갔다면 국내 기업들도 사용이 편리했을 텐데, 안타깝게도 아직은 한국어 버전이 없고, 이는 앞으로 시급히 해결해야 할 과제이다”고 말했다.

홍 교수는 “표준을 통해 단어, 문법, 언어 등이 통일 됐다면 이러한 기술들을 AutomationML(Automation Markup Language)이라는 기술을 가지고 연결하게 된다”고 설명했다. AutomationML은 생산시스템의 설계 프로세스에서 엔지니어링 툴 사이에 서로 다른 데이터 모델, 데이터 교환 방식 및 소프트웨어 시스템에 사용된다. 이를 통해 엔지니어링 툴간에 데이터 손실 없이 데이터를 교환할 수 있게 하는 데이터 포맷 방법의 표준이다. 이 기술은 XML 기반 데이터 교환 포맷이며 IEC 62714 표준으로 지정돼 있다.

“TSN(Time-Sensitive Networking)은 공장에서 실시간 통신을 지원하기 위해 IEEE에서 표준화가 진행되고 있는 프로토콜로 스마트공장에 매우 중요한 표준”이라고 홍 교수는 강조했다. “프로피넷(PROFINET), 이더캣(EtherCAT), 이더넷(Ethernet)/IP 등 기존의 공장 자동화 통신망은 표준 인터넷 네트워크 및 장비와의 결합에 한계성이 있다. 공장 내 통신망은 공장에 국한해서는 현재 수준의 IoT 기술에 비해서 실시간성과 안정성 면에서 높은 수준이지만 앞서 언급한 것처럼 제조 전체를 아우르는 스마트 제조환경을 구현하기 위해서는 한계가 있다”고 홍 교수는 말했다.

TSN은 표준 이더넷 인프라 기반의 프로토콜로, IoT 기반으로 스마트 제조 시스템 구축이 가능하다. 산업자동화 도메인 및 제어 애플리케이션에서 요구하는 엄격한 실시간·고가용성 통신 요구사항도 보장하고 있다. 홍 교수는 “이를 활용한 표준 및 제품이 나오려면 2~3년 정도 걸릴 것”이라고 말한 뒤, “이 기술은 표준규격을 만들면서 동시에 제품 제작도 함께 진행하고 있어서 표준 규격이 나오면 칩도 함께 출시돼 세계 스마트 제조 공장에 이 칩이 도입될 것으로 전망돼 칩을 개발한 기업들이 수혜를 입을 것으로 예상한다”고 밝혔다.

홍 교수는 “언어의 통일이 가장 기본이 되는 것이지만 언어만 같다고 대화가 잘 되는 것은 아니다. 한꺼번에 모두 할 수 없더라도 완전한 스마트 제조를 위해서는 제조 전 과정이 표준화돼야 할 것”이라고 말했다.

‘표준’ 주도 기업이 시장을 선점한다!

홍 교수는, “표준을 개발하고 먼저 인증을 받게 되면 관련 시장을 선점할 수 있는 기회를 잡게 된다. 때문에 많은 기업들이 관심을 가지고 있고 이에 대한 투자도 많이 하고 있다”고 설명했다. “일례로 외국의 M사의 경우 자동화관련 표준에 대한 부분을 연구하고 국제표준을 모니터링하고 자사에서 어떤 대응을 하면 좋을지에 대한 업무를 하는 직원이 30~40명 정도나 된다. S사는 100여 명 정도가 하나의 부서에서 이 부분에 대해서만 몰두하고 있는 것으로 알고 있다. 하지만 국내에서는 이와 같이 표준에 대한 하나만을 전담하는 기업의 부서가 따로 없는 것으로 알고 있다”고 지적했다.

홍 교수는 국제회의에 참석해도 이러한 실정을 파악할 수 있다고 말한다. “미국, 독일, 일본 등에서는 교수 등이 참여해 국제표준기술을 모니터링하는 수준이 아니라 기업들이 적극적으로 참여해 기업의 전략 등을 세워나가고 있는 것으로 보인다. 중국에서도 최근 들어 박사급 표준 전문가들이 대거 참석해 표준화의 관심과 열의를 나타내고 있다”고 홍 교수는 언급했다.

홍 교수는 20여 년 전부터 국제표준회의에 한국 대표로 참석해 국제표준에 관한 동향을 모니터링해 국내에 알리고 자문을 해주는 역할을 맡고 있다. 홍 교수에 따르면, "우리나라에서도 최근 스마트공장이 이슈가 되면서 산업통상자원부와 국가기술표준원에서 스마트공장 표준화를 위한 사업을 지원하고 있다. 그러나 이러한 정부의 지원과 더불어 기업들이 자발적으로 국제 표준 활동에 참여하고, 국제 표준에 기반한 제품을 개발해 시장에 적극 참여할 필요가 있다"고 주장했다.


스마트공장, ‘표준’과 ‘보급’ 함께 추진돼야

홍 교수는 IoT를 공장에 적용하려면 통신에 조금도 지연 없이 실시간으로 소통이 가능해야 하는데 아직 어느 나라에서도 그 정도 기술에 와 있지 못하다고 밝혔다. “현재 공장 안에서 사용하는 통신 프로토콜들은 공장 전용 통신망으로 연결돼 있어서 빠르고 지연 없이 실시간 소통이 가능하다. 하지만 공장마다, 프로토콜마다 사용하는 통신 언어가 다르기 때문에 게이트웨이 없이도 모든 기기들 간의 통신을 지원하는 IoT 기반 통신 기술이 필요한 것" 이라고 홍 교수는 말하며 IoT가 공장에 도입될 수 있을 정도의 기술을 갖추는 데는 빠르면 3~5년 정도가 걸릴 것으로 보인다고 전했다.

그렇다면, IoT 기술이 표준화가 될 때가지 스마트 공장의 보급은 미뤄야 하는 것이 아닐까? 이에 대한 질문에 홍 교수는 보급과 표준화는 함께 이뤄져야 한다고 말한다. IoT 기술 및 표준이 완성될 때까지 손 놓고 있는 것이 아니라 지금 기술로도 할 수 있는 것은 연결해야 한다는 시각이다. 새로운 기술들이 개발되면 신기술에 연결하도록 하면 된다는 것이 그의 주장이다.

현재 인더스트리 4.0이라는 기조 아래 독일, 미국, 일본, 중국 등을 비롯해 우리나라도 스마트 제조공장 보급사업을 하고 있다. 홍 교수는 보급을 하다보면 우리 기업들도 표준이 필요하다는 인식이 높아질 것이고 표준 기술 도입도 시너지 효과를 나타낼 것으로 내다봤다.

밴더 기업들이 표준화 주도

1980년대 GM, 포드, 코닥 등의 기업들이 MAP(Manufacturing Automation Protocol)이라는 공장자동화를 위한 프로토콜을 갖춘 표준 설비들을 밴더기업들에게 요구했다면 최근 스마트공장 표준화를 주도하고 있는 기업들은 역으로 표준 기술을 확보한 밴더 기업들이 많다고 홍 교수는 지적한다.

“이미 미국, 독일 등의 선진 기업들은 스마트공장을 구축하기 위한 기술들을 5~10년 전에 만들어 놓았다. 그때는 스마트공장이 이슈화되지 않아서 자체적으로 개발만 해놓았었는데 최근 이슈화되면서 밴더 기업들이 자사의 기술과 제품들을 국제인증을 받아 시장에 출시하면서 시장 선점에 나서고 있다”고 홍 교수는 언급했다.

공장 에너지 관리기술, 가장 빨리 적용될 것

스마트공장의 통신 분야에서 가장 먼저 상용화될 분야를 홍 교수는 ‘스마트그리드와 연계된 공장 에너지 관리 기술’로 꼽았다. 스마트 그리드란 기존 전력망이 가진 단방향 전력공급으로 인한 에너지 소모를 최소화하기 위해 IT 기술을 접목한 전력망이다. 홍 교수는, “스마트공장에서 생산과 관련된 대부분의 공정들은 시급한 실시간성을 요구하는 반면에, 에너지 관련 공정은 현재의 IoT 기술로도 도입이 가능한 단계에 있다. 현재 IEC에서는 공장과 전력 회사들간에 어떤 정보를 주고받을 것인지, 어떤 절차로 진행할 것인지에 대한 국제표준을 진행하고 있다”고 설명했다.

이와 관련한 국제표준 그룹 IEC TC 65 / WG 17은 ‘산업 시설과 스마트 그리드 간의 시스템 인터페이스 관련 기술시방서’에 한국이 제안한 기술이 포함된 버전 1을 만들었다. “현재 한양대는 WG17로부터 이와 관련된 버전2 작업의 에디터로 활동해 줄 것을 정식으로 요청받았다”고 홍 교수는 밝혔다.


 

 

 

이전글 KEIT, ‘스마트공장 기술협력 워크숍’ 개최
다음글 [산업부] 성과 가시화되는 스마트공장, 올해까지 5,000개 보급
목록