특집

IIoT 시대를 맞아 새로운 경쟁에 돌입한 IIoT 게이트웨이! - ⑥ “훨씬 더 많은 퍼포먼스 가 확장된 SIMATIC IOT2040B 버전 내년 안에 출시” 최교식 기자입력 2018-10-24 13:46:22

지멘스 문종민 과장

 

올해 연말을 기점으로 ‘SIMATIC Industrial Edge’ 콘셉트 확대될 예정

 

Q . IIoT 게이트웨이가 IIoT나 인더스트리 4.0을 구축하는데 있어서 왜 중요한가?
A. ‘소녀시대’에서 중요한 것은 ‘소녀’이듯이, ‘IIoT 게이트웨이’에서 중요한 것은 ‘IIoT’이다. 이종 네트워크, 또는 프로토콜 간의 연결을 위해 사용되어왔던 ‘게이트 웨이’의 역할이 IIoT 시대에 접어들면서 보다 넓은 의미로 사용되고 있다. 이러한 역할 변화(또는 확장)의 배경을 간략히 설명하자면 다음과 같다.
회사 전체를 아우르는 네트워크 체계에서 부가가치 창출을 위한 최적화의 목표는 데이터의 수직통합이라는 개념으로 귀결되곤 한다. 이를 다시 말하자면, 통신의 영역이 필드 레벨부터 제어 레벨 그리고 관리 레벨의 모든 경로까지 확장되는 것이다. 이러한 개념의 중요한 요소 중의 하나는 IT 영역의 ERP/MES 시스템과 생산 영역인 OT 영역간의 디지털 네트워킹이라 할 수 있다. IIoT 게이트웨이 기반의 디지털 네트워킹을 통해 생산과 제품관리 그리고 프로세스 제어시스템 간의 데이터 교환이 가능해진다. 또한, 제품생산 동안 회사의 전체 영역을 포괄하는 광범위한 데이터의 취득 및 교환은 네트워크에 많은 부하를 안겨주며 속도저하의 원인이 되기도 한다. 컴퓨팅 파워를 포함하고 있는 지능형 IIoT 게이트웨이를 사용함으로써, 관련 데이터(예: 에너지 소비량 , 품질 데이터등 ) 를 제조현장 에서 직접 전처리(preprocessing)하고, 처리된 데이터를 상위레벨에 곧바로 전달해 주는 것은 데이터의 transparency(투명성) 확보에 큰 도움이 될 수 있다.

 

Q. IoT 2040은 마인드스피어(MindSphere)와 거의 동시에 2016년에 나온 걸로 알고 있다. I o T 2040은 마인드스피어에서만 쓸 수 있는 게이트웨이인가?
A. IoT 2040은 마인드스피어와 거의 궤를 같이 하지만, 마인드스피어에 연결하는 방식이 여러 가지 존재하는데 그 중의 하나로 쓰이는 것이 IoT 2040이다.
마인드스피어는 우리 지멘스 전용 IIoT고, IoT 2040은 마인드스피어에 바로 연결이 될 수 있기 때문에, 마인드스피어에 연결할 때 I o T 2040을 쓰면 편하다.
그러나 IoT 2040 제품 자체는 마인드스피어에 국한된 것이 아니라 범용성을 지니기 때문에, 고객이 직접 프로토콜 변환을 한다든가 스마트 커넥티드 디바이스로도 쓸 수 있다.

 

Q. IOT 2040은 인더스트리 4.0 구현에 어떤 장점을 제공하나?
A. 앞서 언급했지만, 인더스트리 4.0(I I o T, 스마트 팩토리,제조업의 디지털화 모두 유사 의미라고 가정한다)의 목표는 데이터를 ‘수직통합’하고 여기서 얻어진 데이터를 ‘분석’하여 비즈니스의 ‘통찰력’ 을 얻는 것이다.

 

 

 

 

 

지멘스의 SIMATICIOT 2040 은 IIoT 지능형 게이트웨이로서, 이를 활용하여 필요한 추가 데이터를 확보하고, 회사 전 영역의 투명성 관련 최적화 가능성을 높일 수 있다. 꼭 새로운 플랜트가 아니어도, 기존 플랜트 내에서 간단한 업그레이드 및 상위시스템 ( IT시스템 또는 클라우드)과의 연결에 적합하다. 자유롭게 프로그래밍할 수 있는 SIMATIC IOT2040은 지능형 게이트웨이 및 데이터 수집 목적 외에도 데이터의 처리 및 시각화 목적으로도 확 장이 가능하며 아두이노쉴드 및mPCIe 확장 인터페이스를 통해 지능형 스마트 디바이스서 동작 또한 가능하다 . 특히 , 지멘스는 타경쟁사 와 달리, 마인드스피어라는 I I o T 플랫폼을 가지고 있다는 것이 인더스트리 4.0 구현에 있어서 강력한 장점이다.

 

Q. IoT 2040은 완제품이 아니라 개발 플랫폼이기 때문에, 여러 가지 공수작업이 들어가게 되는 불편함이 있을 것 같다.
A. 지멘스에도 엔지니어링 작업 없이 바로 쓸 수 있게끔 되어 있는 게이트웨이가 있다. 똑같은 하드웨어인데 IoT 2040 을 마인드 스피어전용으로 쓰겠다고 하면 Mindconnect IoT 2040이라고 이름이 바뀐다. 이 제품은 연결만 하면 마인드스피어에 바로 붙는다. 이런 식으로 완제품으로도 쓸 수가 있다. 그러나 I o T 2040 자체는 고객이 원하는대로 바꿔서 개발해서 고객이 원하는 시스템을 구현할 수 있도록 만들어진 제품이다.
게이트웨이는 과거처럼 프로토콜 변환이 주 역할이 아니다. 앞서도 얘기했듯이 IIoT 게이트웨이의 핵심은 IIoT다. IIoT는 모든 데이터를 수집하고, 통합을 이루고자 하는 것이 핵심인데, IIoT를 하다 보니, 공장 단에는 너무나 많은 프로토콜이 산재해 있어서 이 산재해 있는 것을 가지고 클라우드라든가 IT에서 많이 쓰는 프로토콜로 변환을 해줘야 하는데, 정해져 있는 완제품 형태로도 쓸 수 있지만, 그것보다는 직접 고객이 자신의 입맛에 맞게 개발해서 쓸 수 있게끔 나온 프로그램이 가능한 개발 플랫폼이 바로 IoT 2040 이라 할 수 있다.

 

 

Q. API라든가 지멘스가 특별하게 제공하는 게 있나?
A . 어 떤 공급업체가 됐 든 콘셉트는 유사하다 . IoT 게이트웨이 개발보드들의 특징은 다 열려있다는 것이다.
지멘스는 API라기 보다는 (IIoT가 마인드스피어인 경우, 물론 별도 API가 존재한다) 별도의 ‘IoT 2040 개발자 커뮤니티 ’ 를 운영하고 있다 . 커뮤니티에 샘플이나 어플리케이션 예제가 많이 나와 있어서 고객이 그걸 갖다가 사용할 수가 있다.
I o T 2040 현재버전의 경우는 확장성이 크다는 것이 장점이다. 다양한 센서나 부품을 연결할 수 있고 입출력, 중앙처리장치가 포함되어 있는 아두이노(Arduino) 생태계를 다 가져간다. 아두이노 쉴드를 얹어서 붙일 수 있고, mPCIe 슬롯도 하나 있어서 블루투스, 로라, 와이파이, R F I D 리더 등을 다 연결하여 커넥티비티 측면에서 다양한 확장성을 가질 수가 있다.

 

Q. 대부분의 자동화 기업들이 자사의 게이트웨이가 IT와 OT를 연결하는 엣지 게이트웨이라고 말을 한다. IoT 2040은 진정한 엣지 게이트웨이라고 얘기할 수 있나?
A. 사실, 그동안 지멘스는 엣지 컴퓨팅에 대해 적극적으로 마케팅을 안 했 지 만 , 내부적으로 엣 지 컴 퓨 팅 전략이 세워졌다. 지멘스는 앞으로 엣지 컴퓨팅으로 갈 것이다.
마인드스피어 위에 엣지 매니지먼트가 구동된다. 그리고, 지멘스 혹은 고객사에서 자유롭게 엣지앱을 개발한다.
개발에 필요한 개발환경 및 API 등은 지멘스에서 제공한다. 이 개발된 엣지앱이 실질적으로 구동되는 장소가 바로 엣지단에 ( 주로 , 장비 혹은 Cell 단위) 위치한 엣지 디바이스이다. 이 엣지디바이스는 IoT 2040보다 좀 더 상위의 SIMATIC IPC의 형태이며, 엣지앱을 구동하면서 계속해서 일부 컨트롤도 하고, 전처리도 하고, 데이터를 상호작용하고, 급한 데이터는 여기서 바로 처리하고, 추가로 올려야 되는 데이터는 마인드스피어와 연동을 하는식으로 운영이 될 것이다.
SIMATIC Inudustrial Edge라는 콘셉트로, 관련 하드웨어와 마인드스피어 App 등이 출시될 예정이다.
또한, 흔히 IIoT 게이트웨이라고 하면 데이터 전송만 생각하는데, MQTT나 AMQP뿐만 아니라, OPC UA 프로토콜 위에 AML (Automationmark up Language)과 같은 정형화된 데이터소스를 만들어서 클라우드로 보내는 방식이 보편화될 것이다. 이러한 역할을 위해서는 꽤 많은 컴퓨팅 파워가 필요하다. 따라서 앞으로는 점점 더 엣지단에서 높은 컴퓨팅파워가 필요할 것이고, 결론적으로 IIoT 게이트웨이가 아니라 엣지컴퓨팅 개념으로 가게 될 것이다.

 

 

Q. 지멘스에서는 새롭게 출시하는 제품에는 모두 OPC UA를 지원하나?
A. 물론이다. 사람들이 많이 생각을 안 하는 것이 표준화 부분이다. OPC UA는 프로토콜일 뿐이고 거기다가 AML이 됐든 뭐가 됐든 표준화된 스팩이 필요하다. 산재해 있는 각각의 디바이스들을 모아서 올려야 되는데, 그냥 데이터만 올리면 의미가 없다. 최종적으로 어딘가에서 분석을 하려면 정형 데이터를 만들어줘야 하고, 그 정형 데이터를 만드는데 가장 강력한 것이 마크업 랭귀지다. 데이터를 마크업 랭귀지 타입으로 바꿔야 하는데, 표준을 만들자고 해서 요즘 많이 나오고 있는 움직임이 오토메이션 마크업 랭귀지라고 해서 AML을 많이 활용을 하고 있다. 지멘스도 그 중의 하나다.
앞으로 OPC UA가 단순하게 프로토콜 기능만이 아니라, 데이터를 분석하기 위한 전 단계,데이터 표준화를 하는데 상당히 각광을 받을 것 같다.

 

Q. S7 PLC는 모두 OPC UA가 지원이 되는 것인가?
A. 지멘스의 S7 PLC는 모두 OPC UA가 지원이 된다. 그동안 OPC UA 클라이언트만 되고, OPC UA 서버는 지원이 안됐는데, TIA Portal 버전15의 서비스팩 1에서부터 이것도 된다 . S7 PLC가 OPCUA 클라이언트에서만 동작을 했었는데, 서버까지 가능해진 것이다.

 

Q. IIoT 게이트웨이의 수요전망을 어떻게 하나?
A. 당연한 얘기겠지만, IIoT 게이트웨이는 IIoT 적용 확대와 그 궤를 같이 한다. 따라서 IIoT가 확산이 돼야 IIoT 게이트웨이의 수요 또한 확대 될수 있다 . 그러나 안타깝게도, 국내의 경우 예상보다 IIoT 확대가 빠른 속도로 이뤄지고 있지는 않다.
여러 가지 이유가 있겠지만, 자체 IT 솔루션 계열사를 갖고 있는 국내 대기업들을 중심으로 IIoT가 적용된 ‘스마트팩토리’ 프로젝트가 진행되고 있긴 하지만 아직까지 주목할 만한 성과를 보여주지 못하고 있고, 지멘스와 같은 기존 자동화 설비 선두 메이커나 AWS, 마이크로소프트와 같은 IT 대기업조차도 IIoT 시장에서 확실한 두각을 나타내고 있지 못한 것이 가장 큰 이유라고 생각한다. 하지만, 정부 주도로 최근 진행된 ‘안산 데모 스마트 팩토리’의 실 사용모델 확산을 기점으로, IIoT에 대한 관심 및 수요가 제조업 전방위적으로 확대될 것으로 예상하고 있다.

 

Q. IOT2040의 판매현황은 어떠한가?
A. 글로벌 시장의 경우 이미, IOT 2040과 관련된 의미있는 레퍼런스들을 다수 확보하고 있다. 기존 플랜트에서 신규 스마트 센서를 추가하는 경우나 서드파티 장비와 OPC UA 통신이 필요한 경우, 또는 기타 다양한 필 드 버스를 I T / 클 라 우 드 기반의 프로토콜로 변환하는 등의 어플리케이션에 IOT2040 사용이 확대되고 있다. 유럽에서는 브라운필드에서 상위 시스템과의 연결성이 필요한데, 기존 자동화 시스템은 건드리고 싶지 않고 중간에서 연결만 하고 싶을 때 IoT 2040을 많이 사용하고 있다.
또, 석유화학 플랜트에서 I o T 2040에 로라쉴드랑 무선AP까지 연결해서 미디어 컨버터 및 웹서버, SCADA 웹 인터페이스까지 한 번에 적용한 좋은 사례가 있기도 하다.
이것은 석유화학 플랜트에서 중간 중간에 장비를 제어하는 기기에 게이트웨이가 하나씩 연결이 돼서 사용이 되고 있는 사례다.
그러나 국내의 경우, 아직까지는 주로 고객사 사내연구소를 중심으로 파일럿 개발 목적으로 제품 판매가 이루어지고 있으며, 가까운 미래에 신규 제품 양산 또는 리트로핏 프로젝트 등에 IOT 2040이 점차적으로 확대될 것으로 기대하고 있다.

 

Q. 향후 IIoT 게이트웨이의 기술적인 트렌드를 어떻게 예측하나?
A. IIoT 게이트웨이의 종착역은 ‘엣지컴퓨팅’이 될 것이라고 생각한다. E d g e 컴퓨팅을 한 마디로 정의하기는 쉽지 않지만, 데이터가 나오는 소스 가까운 곳에서 직접 컴퓨팅을 하겠다는 의미이다. 통신 기술 등의 발달로 인해 클라우드 컴퓨팅 환경에서도 어느 정도의 실시간성이 확보될 수도 있으나, 공장 내 제어 관련 어플리케이션에서는 즉각적인 데이터 분석 및 처리가 필요할 수 있다. 이러한 경우 Edge 컴퓨팅과 클라우드 컴퓨팅의 조화는 매우 좋은 솔루션이 될 수 있다. 이에 따라, Edge에 해당되는 영역(장비 단위 또는 Cell 단위 등으로 구분이 될 것으로 예상한다)은 오늘날의 IIoT 게이트웨이 보다는 좀 더 높은 컴퓨팅 파워가 요구될 것이다. Edge에 해당되지 않은 영역 또한 좀 더 많은 디바이스들과 연결되고 , 그보다 더 많은 데이터를 수집하고, 이러한 데이터를 프로세싱하는 데 점점 더 높은 성능의 컴퓨팅 파워와 저전력, 인터페이스 확장 등의 요구가 있을 것으로 예상된다.

 

Q. 지멘스의 IIoT 게이트웨이 기술 포트폴리오 계획은 어떠한가?
A. 기존 IOT 2040 대비 훨씬 더 많은 퍼포먼스가 확장된 ‘SIMATIC IOT2040B 버전’이 내년 안에 출시될 예정이다.
아직 상세한 사양에 대해서는 언급할 단계는 아니지만, DMIPs(SoC 프로세서의 성능 지표) 기준 대략 10k 수준의 큰 향상이 있을 것이다.
I O T2040B 이외에도, 앞서 말한 대로 올해 연말을 기점으로 ‘SIMATIC Industrial Edge’ 콘셉트가 확대될 예정이다. SIMATIC Industrial Edge란 지멘스의 Edge Computing 솔루션으로서 , 지멘스의 IIoT 인 MindSphere 기반 위에 생성된 EdgeApp을 필드 영역의 Edge Devi ce에서 운영한다는 개념이다. 이를 통해 고객들은 실시간에 가까운 데이터 분석, 예방 보전, 기존 자동화 시스템과의 Plugand Play 연결 방식 구현, 지능형 데이터 프로세싱과 같은 장점들을 누릴 수 있게 된다.

 

Q. IOT 2040 시장 확대전략에 대한 설명을 부탁한다.
A. 여러 번 반복해서 얘기하지만, SIMATIC IOT2040은 IIoT 게이트웨이로서 IIoT의 확대속도와 매우 밀접한 관계를 갖고있다 . 특히 지멘스의 경우 , 지멘스의 IIoT인 MindSphere 의 확대에 따라 SIMATIC IOT 2040 수요 또한 증가할 것으로 예상한다.
따라서 SIMATICIOT 2040의 단일제품으로서의 프로모션 전략보다는, 지멘스에서 추구하고 있는 Digital Enterprise의 핵심 컴포넌트로서 SIMATIC IOT 2040과 더 나아가 S IMAT IC Industrial Edge 포트폴리오 프로모션을 기획 중에 있다.
또한, IOT 2040은 일반적인 SIMATIC 제품(예: PLC, HMI, IPC 등)과 같은 완제품(Ready to use)이 아닌 Development 및 Deployment가 필요한 반제품 성격의 제품이다. 지멘스는 IOT 2040 관련 자체적인 개발자 커뮤니티(www.siemens.de/iot2000-forum)를 운영하고있으며, 이를 통해 다양한 어플리케이션 예제 및 지멘스 내부 또는 커뮤니티 내의 전문가들의 도움을 얻을 수 있다. 국내 개발자들에게도 이러한 장점이 느껴질 수 있도록 관련 개발자 커뮤니티에 대한 프로모션 활동도 보다 적극적으로 이어 나갈 계획이다.

 

SIMATIC IOT2040 개발자 커뮤니티

 

최교식 기자
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