사물인터넷IoT의 구현은 산업게에서 먼저 시작될 것으로 전망된다. IoT가 생산성 증가와 비용 절감을 이뤄내는 핵심 요소가 될 수 있기 때문이다. 특히 제조 산업에서 산업용 사물인터넷IIoT 도입에 적극적으로 나서고 있는 가운데 산업 자동화 기업을 비롯한 다양한 기업들이 IIoT의 기회를 잡기 위해 열띤 경쟁을 벌이고 있다. 멘토그래픽스Mentor Graphics의 자료를 통하여 IIoT를 구현하는 제반 기술의 시장 상황과 경쟁 구도를 살펴 본다. <편집자>
IIoT 구축의 핵심 과제는 방대한 데이터를 공급망부터, 공장의 운영과 관리, 나아가 잠재 고객까지 포괄하는 유용한 정보로 전환하는 것이다. 그리고 지난 수십년간 백 오피스와 프런트 오피스, 비즈니스 인텔리전스 등의 주요 맞춤형 솔루션이 진화된 것처럼 IIoT도 목표를 향해 끊임없이 발전하고 있다.
과거 장비는 SCADA 시스템에 연결됐으며, 영리한 관리자는 이 데이터를 사용하여 작업 현장을 보다 효과적으로 관리했다. 그리고 제조가 더욱 복잡해짐에 따라 여러 라인, 작업장과 네트워크에 연결된 다른 위치에서 최적화할 수 있는 일련의 제조 관리 애플리케이션을 지원하는 특수 소프트웨어가 개발됐다.
이제 오늘날에는 센서 기술, 네트워크 통신, 연산 기능이 발전함에 따라 IoT가 가속화되고 있다. 이에 따라 IoT의 경제적 예측치가 계속 높아지고 있는 가운데 지능형 공장은 IoT와 IIoT 관련 최대 영역 중 하나로 부상하고 있다. 공장은 이미 수십만 개의 센서가 배치되어 있고, 인터넷에 연결되어 공급 업체, 혹은 고객과 전자적으로 통신하고 있기 때문에 IIoT의 시발점이 되고 있는 것이다.
IIoT 시장 주도권은 ‘오리무중’
대형 산업 자동화 회사는 머지 않아 수십억 달러 규모로 성장할 IIoT 시장을 잡기 위해 막대한 투자를 진행하고 있다. 하지만 아직은 뚜렷한 패권 업체가 등장하지는 못하고 있다. Semicast Research가 2016년 10월 발표한 보고서에 따르면, GE·지멘스·United Technologies가 매출액 기준으로 가장 큰 IIoT OEM이지만, 이들을 포함하여 상위 15개 OEM 업체의 전체 시장 중 ⅓ 수준에 그치고 있다.
IIoT 시장에 대한 관심은 비단 대형 산업 자동화 기업에만 국한되지 않는다. 오랫동안 산업 자동화 및 모니터링 시장에서 활동한 센서 기업과 액추에이터 기업 또한 IIoT의 최전선에 자리잡고 있다. 더 많은 컴퓨팅 기술이 IIoT로 이동함에 따라, 센서와 액추에이터 회사는 지능형 공장을 실현하는데 있어 더욱 중요한 역할을 담당할 것으로 예상된다. 이외에 HP, Avago 등의 IT 기업도 IIoT 시장에서 기회를 노리고 있다.
아마존, 구글 등은 인프라, 비즈니스 프로세스, 애플리케이션 서비스를 제공하는 대표적인 대표되는 클라우드 벤더이다. <그림 4>는 매출 기준 클라우드 서비스 벤더를 표시한 것이다.
산업 자동화 기업 중에서는 지멘스가 MindSphere Cloud for Industry를 선보이고 있다. MindSphere Cloud for Industry는 클라우드를 활용하여 인터넷 연결을 빠르게 확장함으로써 많은 양의 공장 데이터를 수집하고 분석함으로써 데이터 분석 및 시뮬레이션을 통해 자산 관리 및 에너지 효율성을 향상시킨다. GE Predix 소프트웨어 플랫폼 역시 클라우드로 산업 장비를 연결하고, 데이터를 분석하여 실시간 통찰력을 제공한다.
모든 분야와 연결된다
IoT와 마찬가지로, IIoT도 연결성을 기반으로 한다. 따라서 IIoT의 핵심 구성 요소 중 하나는 와이파이 네트워크와 게이트웨이며, 실제로 많은 스마트 센서는 게이트웨이 자체로 역할하고 있다. <그림 5>는 상위 IoT 및 지능형 게이트웨이 공급업체이다.
사실 IoT라는 개념이 등장하기 훨씬 이전에도 기계들은 서로 연결되어 통신했다. 공장의 M2M(Machine to Machine, 혹은 Man to Machine) 통신은 무선 및 셀룰러 모듈과 터미널을 사용하여 이뤄지며, 공장의 진단·유지보수·모니터링·보고 등이 원격지에서도 가능하도록 지원한다. <그림 6>은 매출액 기준 상위 M2M 통신 하드웨어 기업을 표시한 것이다.
IIoT 환경은 지구상 모든 제조 회사와의 연결뿐만 아니라 다양한 분야에 대한 지식을 요구한다. 이에 제트 엔진이나 해외 석유·가스 굴착 장치, 혹은 전세계 공장으로부터 데이터를 수집·분석해 의사결정하는 작업은 전자 상거래 데이터를 분석하거나 소셜 미디어 게시물을 추적하는 것보다 훨씬 어려운 일이다.
비즈니스 의사결정에 매우 유용하지만, 산업 분야간 차이가 큰 IIoT 영역에서 기회를 포착하기 위해 전세계 스타트업이 적극적으로 관련 솔루션을 제공하고 있다.
산업계의 대형 기업들도 발빠르게 대응하고 있다. 2017년 초 지멘스는 파괴적인 아이디어를보다 적극적으로 조장하고 신기술 개발을 가속화하기 위해 Next47이라는 별도의 사업부를 설립했으며, GE는 스타트업 기업처럼 빠르게 아이디어를 실험하기 위한 Fastworks 이니셔티브를 시작했다.
미세 개선으로 큰 효과 발생
IIoT가 제조 산업계에서 빠르게 받아들이는 것은 분명한 사실이다. 하지만 기업이 IIoT를 도입하기 위해서는 명확한 ROI가 필요하다. 다음의 사례들은 유사 분야의 기업이 IIoT를 도입하는데 좋은 참조가 될 수 있는 성공 예시이다.
● 한 요구르트 회사는 완전 자동화된 생산 라인으로 생산량을 300% 증가시켰으며, 원가는 30% 절감시켰다. 특히 손실된 제품 배치는 95%까지 감소됐다.
● 정유 공장에서는 플레어 스택으로 무선 음향 센서와 가스 유량 밸브를 설치했는데, 이 시스템의 투자비용은 단 5개월만에 회수됐다. 이 솔루션은 결함이 발생한 밸브를 신속하게 감지하고 수리함으로써 연간 300만 달러 이상의 탄화수소 배출 손실을 줄일 수 있었다.
● 기업은 생산 시스템에 데이터 분석 솔루션을 추가 연결함으로써 생산 비용을 50% 절감하고, ROI를 단 6주 만에 달성했다.
● 반도체 파운드리의 경우, 맞춤형 IC에 대한 고객 견적 시스템을 자동화함으로써 3개월 만에 419%의 ROI를 달성했다. 연간 비용 절감 효과는 400만 달러 이상으로 집계됐다.
오늘날 제조 산업계는 IT 기술과 고급 IoT 센서 및 분석 기능을 통합하여 스마트 한 공장을 구현하는데 적극적으로 나서고 있다. 일부 기업은 완전 자동화 공장을 찾고 있으며, 일부는 고객 주문이 생산 데이터로 전환되어 공장 기계와 제조 라인이 자동으로 결합되는 자동화를 꿈꾸고 있다. 다른 일부 기업들은 가상 현실과 3D 인쇄, 로봇과 인터넷에 연결된 센서를 효율적으로 이용하는 방법을 모색하고 있다.
특히 제조 산업에서는 시스템의 미세한 개선으로 큰 비용 절감 효과를 얻을 수 있에 최첨단 기술에 적극적인 투자가 전개되고 있다. 일례로 석유산업의 경우, 기존 유정의 생산성을 1% 향상시키면 800억 배럴의 추가 원유를 얻을 수 있다. 800억 배럴은 현재 전 세계 원유 공급량의 3년치로, 석유 산업에서 생산성을 증가시킬 수 있는 IIoT에 투자하는 건 필연적 귀결이다.
다른 한편으로 IoT와 IIoT의 구분은 명확한 것이 아니다. 공장 자동화, 상업용 건물, 그리고 몇몇 경우에는 건강 관리까지도 산업에 포괄할 수 있다. 자동차 제조는 엄청난 잠재력을 지닌 IIoT 시장이 분명하며, 스마트 시티에서 스마트카와 연결되는 스마트 교통은 IIoT 솔루션으로 볼 수 있다.
이외에도 시장과 애플리케이션은 끝이 없다. 즉 IIoT에서 무한한 기회가 열리고 있는 것이다. 무한한 기회는 IIoT 벤더뿐 아니라 IIoT 활용으로 혁신을 꾀하는 기업 모두에게 열려 있다.
