4차 산업혁명을 위한 IoTSP

IoT의 정의 및 도래

최근 광범위하게 사용되고 있는 용어인 IoT를 정의하면 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장해 인터넷에 연결한 후, 인간의 개입 없이 상호 협력으로 정보 등을 처리하는 기술이라고 할 수 있다.

이 때 사물이라 하면 가전제품, 차량, 각종 전기 장비, 웨어러블 컴퓨터 등과 같은 다양한 임베디드 시스템을 가리키는 용어인데, 이는 인터넷 및 통신 발달로 인해 주로 M2M(Man to Man)으로 활용되었던 기술이 이제는 사물과 사물, 가상 세계와 현실 세계 간의 정보를 공유하는 개념으로 변화하고 있다는 것을 의미한다.

한편, IoT라는 용어의 기원은 1999년 당시 MIT 오토 아이디 센터 소장이었던 Kevin Ashton(캐빈 애슈턴)이 처음 사용한 것이다. 이러한 IoT보다 더 확장된 의미로 사용되는 IoE(Internet of Everything, 만물 인터넷)는 유·무선 통신망을 통해 사물과 사람, 데이터 프로세스까지 연결해 정보 등을 처리하는 기술이다.

최근 IoT 기술을 생활과 산업 등에서 활용하는 예가 증가하고 있는데, 한국의 경우 첨단 기술 응용에 강한 면모를 보이고 있기 때문에, IoT 대중화가 급속도로 이뤄질 것으로 예측된다. 현재 일상 속에서 흔히 발견할 수 있는 IoT 기술 활용의 예로는 고속도로를 지날 때 자동으로 결제되는 하이패스, 차 근처에 가면 자동으로 문이 열리는 스마트 키, 자동으로 충전기를 찾아가는 로봇 청소기 등을 들 수 있다.

산업계에서 IoT 기술 활용의 대표적인 예는 Google(구글)이다. Google은 2010년 무인차 개발에 성공한 후, 자사의 자동 운전 기능인 Google chauffer를 통해 무인 운전을 지원하고 있다.

IoT 기술 구현을 위한 기술 요소

IoT 기술 구현을 위한 기술 요소로는 기본적으로 Sensing(센서)과 Network(네트워크)를 들 수 있다. 여기서 Sensing이란 점점 보편화되고 있는 Smart watch, Google glass와 같은 웨어러블 장치를 일컫는데, 이러한 장치들은 기본적으로 통신 기능을 갖추어야만 한다. 이를 운송이나 탑승에 적용하면 무인 자동차와 무인 드론이 대표적이며, 산업 분야에서는 로봇을 물류에 활용하는 것이 대표적이다.

한편, 위와 같은 기술 외에 중요한 기술 요소로 Sensing과 Network를 활용하는 상호 인터페이스를 들 수 있는데, 많은 양의 정보를 인식하고 행동에 옮기기 위해 데이터를 저장, 분석, 처리해야 하는데다가 현대화에 맞추어 이러한 데이터를 저장해야 하기 때문에 클라우드가 주로 활용되고 있다.

ABB의 IoTSP

IoT 기술이 산업의 흐름을 바꾸고 있는 가운데, ABB는 산업 분야와 IoT 기술을 접목시켰고, 이를 IoTSP라고 정의했다. ABB는 이러한 IoTSP를 미래 산업의 핵심 기술이라고 생각하고, 공정 제어 시스템, 통신 솔루션, 센서와 소프트웨어 향상에 힘써왔다. ABB는 IoTSP를 활용해 2006년부터 인도 방갈로에서 5,000대 이상의 로봇을 모니터링 했고, 2011년부터는 유럽에서 Gearless Mill Drive를 모니터링 했다.

이외에도 ABB는 Maersk의 선박 140척에 대한 선로 최적화 소프트웨어를 개발했으며, Integrated Marine 동작 센터를 통해 선박 500척과 AEP(아메리칸 일렉트릭 파워)가 소유하고 있는 전력망에 포함된 20,000개에 이르는 변전소의 변압기와 차단기를 모니터링 했다.

한편, ABB는 IoT라는 용어가 대중화 되기 이전부터 산업계의 생산라인 및 전력망과의 효율적인 통신 적용을 위한 다각도의 연구 개발을 진행해 왔는데, 이러한 시도는 보다 지능적으로 데이터를 분석하고, 운영을 최적화하며 생산성 및 유연성을 강화해 산업, 유틸리티 및 인프라에 ABB의 기술을 적용하는 데에 긍정적인 영향을 미쳤다.

ABB의 스마트 센서 솔루션

ABB의 IoTSP 활용 예 중 대표적인 것은 바로 저압 모터 정지 시간을 70%까지 낮춘 동시에 모터 수명은 30% 연장시킨 ABB 스마트 센서 솔루션이다.

저압 모터를 운전하려면 모니터링과 유지 보수를 위한 높은 비용 및 시간이 필요한데, ABB는 자사의 신규 기술을 통해 모터에 장착된 스마트 센서가 무선으로 모터의 동작 상태와 컨디션 파라미터(매개변수)를 전송할 수 있도록 지원해, 일반 모터의 서비스 시기를 자동 파악할 수 있도록 했다.

지난 4월 독일 하노버에서 열렸던 산업 박람회에서 ABB가 선보인 이러한 스마트 센서는 진동, 온도, 오버로드와 같은 동작 상태 파라미터 정보를 제공하고 전력 소비량을 측정한다. 이렇게 취합된 데이터를 소프트웨어를 통해 분석한 후에는 유지 보수 계획을 위한 그래프 형식의 정보를 플랜트 작업자에게 전달한다.

이 과정 속에서 정지 시간이 최대 70%까지 감소되는 반면에 모터 수명은 30% 증가하고, 에너지 소비는 10% 가량 절약 가능하다. 이는 결과적으로 1년 이내에 투자비용이 회수되는 것과 같은 효과를 발생시킨다.

이와 같은 스마트 센서 솔루션에 대해 ABB 산업 자동화 사업 본부 대표는 “이 혁신적인 솔루션은 저압 모터 모니터링에 새로운 표준을 제시한다”고 한 뒤, “최적화된 유지 보수 일정으로 문제점을 완전히 해결하거나, 횟수를 크게 줄일 수 있다. 즉, 유용성이 증가해 고객 생산성을 향상시킬 수 있다”고 말했다.

한편, ABB의 스마트 센서는 암호화된 프로토콜을 통해 데이터를 보안 서버로 무선 전송하고, 보안 서버에서는 특수 알고리즘을 사용해 전달받은 데이터를 분석한다. 이러한 클라우드 기반의 서버 구현은 ABB의 사이버 보안에 대한 조건을 충족한다. 이 때 데이터는 클라우드에서 암호화된 형식으로 저장되며, 인터넷 기반의 고객 포털 역시 데이터에 안전하게 접근할 수 있도록 역할 기반 접근 프로토콜을 사용한다.

하노버 산업 박람회에서 IoTSP 솔루션을 선보인 ABB

ABB는 ‘2016 하노버 산업 박람회’에 참가해 ‘통합 산업 솔루션’이라는 주제에 맞게 IoTSP에 대한 여러 솔루션을 선보였다.

ABB가 선보인 IoTSP 개념은 모든 고객 세분화에 대한 핵심 요소인 개척해 나가는 서비스와 솔루션을 포함하고 있는데, ABB는 유틸리티, 산업, 교통 및 인프라 부문에 상관없이 고객 각자에 대한 사용자 정의 맞춤형 솔루션을 제공하고 있다.

한편, IoTSP 솔루션은 생산성을 향상시키고 효율성을 높이며 새로운 비즈니스 모델을 개발하는 데에 특화되어 있다. ABB는 이러한 IoTSP 솔루션을 통해 자원 관리 패러다임에서 성공적인 전환을 꾀하고 있다.

1차 산업혁명과 2차 산업혁명이 각각 증기기관의 발명과 대량생산/자동화로 대표되고, 3차 산업혁명이 IT와 산업의 결합으로 대표되는 가운데 CPS(사이버물리시스템)로 대표될 4차 산업혁명은 궁극적으로 완전한 자동생산체계를 구축해 생산 과정에서의 최적화가 이뤄지는 구조를 갖추게 될 것이다. 그리고 이는 곧 산업계의 스마트 공장화를 의미한다.

이러한 상황 속에서 ABB는 이미 스마트 공장을 위한 기술과 솔루션을 지속적으로 연구·개발해 기술 혁신을 이뤄 왔는데, 이와 같은 ABB의 IoTSP는 제조는 물론 발전, 송배전 분야까지를 포함하고 있는 4차 산업혁명에 보다 폭넓게 대비하고 있는 중이다.

자료제공 | ABB코리아(www.new.abb.com)