누가 필드 단의 IIoT 시장을 주도할 것인가?
IIoT 시장이 본격적으로 개화(開花)를 앞두고 있는 가운데, 산업용 통신 업체들의 행보가 분주하다. 인더스트리 4.0과 IIoT는 당연히 필드 단부터 클라우드까지의 매끄러운 통신을 필요로 하고 있고, 메이저급 산업용 통신 업체들은 여기에 초점을 맞춘 제품과 사업전략을 내놓고 시장을 선점하기 위한 발 빠른 움직임을 보이고 있기 때문이다.
산업용 통신 솔루션 업체인 힐셔(Hilscher) 역시 이러한 트렌드를 주도하고 있는데, 힐셔가 타 경쟁사와 다른 점은 netIOT라는 기술을 이용해 필드단의 데이터가 PLC를 거치지 않고 엣지 게이트웨이로 전송이 되거나, 아예 클라우드로 직접 전송이 될 수 있는 기술을 선보이고 있다는 것이다. netIOT의 3가지 레벨 가운데 필드 단에 해당하는 netIOT Interface를 통해, 필드 단의 IIoT를 주도하겠다는 것이 힐셔의 전략이다.
기자간담회에서 발표된 힐셔의 IIoT 시장 접근 전략을 취재했다.
힐셔 제품 매니저인 크리스토퍼 훙어 씨는, 필드 디바이스 제조사들이 netIOT Interface 를 사용해 IIoT 시장에 접근할 수 있다고 강조했다.
산업용 통신 솔루션 선두업체인 힐셔 코리아(Hilscher Korea, 지사장 원일민)가 11월 2일, 인터컨티넨탈 서울 코엑스에서 기자 간담회를 개최하고, 자사의 IIoT 시장 접근 전략을 발표했다. 이 자리를 통해 힐셔는 자사 IIoT 전략의 기본이 되는 netIOT를 소개하고, netIOT Interface를 활용한 IIoT 기술 활성화 방안에 대해 소개했다.
IIoT 시장을 주도하기 위한 힐셔의 자신감은, 이날 기자간담회 서두를 장식한 원일민 지사장의 인사말을 통해서도 확연히 드러났다.
원 지사장은 “힐셔에서는 지난 2015년부터 IoT를 얘기하기 시작했는데, 올해부터 IoT를 실제로 사용하기 위한 질문이 많아지면서, 시장의 분위기가 달라지고 있다”고 서두를 열고, “국내 S사에서 OPC UA를 자사의 표준으로 채택을 하면서, 이로 인해 주변회사들이 OPC UA와 관련된 많은 활동들을 진행하고 있다”고 말했다. 이미 3, 4개 업체가 힐셔로부터 보드를 구매해 IIoT 제품을 개발하고 있어서, 올 연말이나 내년 초에는 힐셔 제품을 사용한 IIoT 디바이스를 볼 수 있을 것이라는 것이 기대감에 찬 원 지사장의 설명.
센서에서 클라우드까지의 지속적인 통신을 구현하기 위한 기술이 netIOT
이날, 발표를 담당한 것은 힐셔의 제품 매니저인 크리스토프 훙어(Christof Hunger) 씨.
인더스트리 4.0과 IIoT, 스마트팩토리는 모두 센서에서 클라우드까지의 지속적인 통신을 요구한다. 힐셔에서는 이것을 ‘산업용 클라우드 커뮤니케이션’이라고 부르고 있고, 이를 구현하기 위한 힐셔의 기술이 바로 netIOT다.
산업용 클라우드 커뮤니케이션이라는 것은 한마디로 필드 디바이스 단으로부터 IoT 데이터를 수집하고 그것을 어렌지해서 해당 데이터를 엣지 게이트웨이로 전송을 하고, 그것이 클라우드 쪽으로 업로드가 되는 것을 의미한다.
힐셔의 netIOT 기술은 3개의 레벨이 있다. 첫 번째는 netIOT Interface로서, 필드단에 있는 데이터를 수집하고, 관련성이 높은 데이터를 어렌지한 다음에 해당 데이터를 상위로 전송하는 것이다.
두 번째 단계는 netIOT Edge로서, IT와 OT를 연결하는 엣지 게이트웨이다. netIOT Edge는 데이터를 압축하고 사전처리를 해서 클라우드단으로 보낸다.
세 번째 단계는 netIOT Service로, 이것은 엣지 게이트웨이와 클라우드 간의 인터페이스에 해당한다. SAP이나 Azure 등 다양한 클라우드와 연결을 하는 것으로, 이를 위해 표준적인 통신이 사용될 수도 있고, 커넥터가 사용될 수도 있다.
훙어 매니저는 IoT 기술에서 중요한 것은 필드디바이스에서 제공하는 데이터가 잘 어렌지됨으로써, 클라우드 상에 있는 어플리케이션이 해당 데이터를 이해할 수 있도록 하는 것인데, 이로 인해서 시맨틱(Semantic)이라는 부분이 중요해진다고 설명했다.
netIOT Interface를 통해, 필드 디바이스에서 표준적인 리얼타임 이더넷 통신은 물론, OPC UA와 MQTT라는 두 가지의 IoT 통신이 가능해져
이날 초점이 맞춰진 주제는 ‘netIOT Interface’로, netIOT Interface를 통해 필드 디바이스에서 표준적인 리얼타임 이더넷 통신은 물론, OPC UA와 MQTT라는 두 가지의 IoT 통신이 가능해진다는 것이 중요한 포인트.
netIOT Interface는 확장이 가능하다. 소형의 멀티프로토콜과 칩 캐리어 외에도, 플러그인 할 수 있는 제품도 옵션으로 제공이 된다. 이러한 솔루션을 통해서 모든 시장의 요구를 지원하고, 디바이스의 IoT 기능을 제공한다.
netIOT Interface는 두 가지 형태로 사용이 될 수가 있다. 첫 번째는 사용이 간편한 프로토콜 독립형 호스트 인터페이스를 탑재한 신규제품 설계다. 고객이 새로운 디바이스를 개발할 때, 고객의 편의성을 위해서 사용과 구현이 쉬운 호스트 어플리케이션의 프로토콜 독립형 객체 인터페이스를 제공하는 것. 두 번째는 소프트웨어만으로 자사의 기존 netX 기반 제품을 업그레이드하는 것이다. 즉, 펌웨어를 변경하는 것만으로, 기존 netX 기반 설계에 OPC UA와 MQTT를 구현할 수 있다. 이를 통해 고객이 미래지향적인 제품개발을 할 때 기존에 이루어졌던 투자가 보장이 된다.
IoT 비즈니스는 새로운 가치를 창출할 수 있는데, 이 새로운 가치는 클라우드 상에서 제공되는 새로운 서비스를 통해서 만들어진다. 상태모니터링이나 예측정비가 여기에 해당된다. 그러나 이런 서비스가 제공되기 위해서는 센서와 같은 필드 디바이스에서 제공하는 정보가 있어야만 한다. 즉, 필드 디바이스들은 IoT 비즈니스에서 클라우드 연결이라는 중요한 역할을 수행해줘야만 한다.
필드 디바이스는 데이터를 수집하고, 어렌지한 다음, 클라우드 어플리케이션이 해당 데이터를 이해할 수 있도록 하기 위해서 그 데이터에 메타 데이터(Metadata: 데이터에 대한 구조화된 데이터)가 더해져야 한다. 그 다음 해당데이터가 엣지 게이트웨이 또는 OPC UA나 MQTT를 통해서 클라우드로 전송이 된다.
netIOT의 구조
현재 필드레벨에서는 드라이브나, 센서, 액추에이터, 바코드 스캐너와 같은 필드 디바이스, 슬레이브 디바이스들이 PLC와 통신을 한다. 그러나 netIOT Interface는 프로피넷, TCP/IP뿐만 아니라, OPC UA, MQTT 같은 추가적인 기능이 제공이 됨으로써, 필드 디바이스가 PLC를 거치지 않고 엣지 게이트웨이로 연결되어 클라우드로 데이터가 전송되거나, 아니면 필드 디바이스의 데이터가 곧바로 클라우드로 전송될 수 있다. 즉, 새로운 IoT 통신이 PLC를 우회한다는 점에 주목할 필요가 있다.
만약 고객이 자사 공장의 데이터가 퍼블릭 클라우드로 연결되는 것을 원하지 않을 경우에는 엣지컴퓨팅이 제공될 수도 있다. 엣지컴퓨팅은 제조업계의 또 하나의 화두로, 고객의 클라우드에 대한 거부감이 IIoT 확산의 걸림돌이 되는 부분에 대한 해답이 될 수 있다는 점에서 내로라하는 IT 및 OT 기업들이 공통적으로 집중하고 있는 영역 가운데 하나다. 힐셔는 이 부분에서도 해답을 제공하고 있는 것.
이처럼 힐셔는, 고객에게 필드 데이터를 엣지 게이트웨이를 거쳐 클라우드로 전송할 것인가, 아니면 곧바로 클라우드로 전송할 것인가를 선택할 수 있도록 선택지를 제공하고 있다.
한편, 필드 디바이스에는 호스트 CPU 어플리케이션이 있고, netIOT Interface가 있다.
표준 I/O 데이터는 PLC로 가고, IoT 데이터의 경우에는 OPC UA나 MQTT를 통해서 클라우드 서비스로 전송이 된다.
디바이스 내부적으로는 호스트 어플리케이션을 SPI로 연결하고, 여기에서는 netPROXY라는 힐셔의 기술이 활용이 된다.
netPROXY는 두 가지 장점이 있다. 첫 번째는 프로토콜 독립적인 인터페이스를 제공한다는 것이다. 두 번째는 데이터를 객체로서 어렌지하고 여기에 메타 데이터를 추가한다는 것이다.
netIOT Interface에 사용되는 기술에는 MQTT와 OPC UA, netPROXY, netX Studio 등이 있다.
netIOT Interface는 OPC UA, MQTT와 같은 IoT 통신이 PLC를 우회할 수 있도록 한다.
우선 IoT 통신 프로토콜에는 MQTT와 OPC UA가 있다.
MQTT는 M2M 통신용 간단한 메시지 프로토콜로서, 이미 몇 년 전부터 클라우드에서 사용이 되고 있다. 견고하고 플랫폼 독립적이고 코드가 가볍기 때문에 구현하기가 쉽다. MQTT에 대한 요구는 주로 미국에서 오고 있다.
그 다음 프로토콜은 OPC UA로서 힐셔는 이 OPC UA를 가장 적합한 IoT 통신 프로토콜로 보고 있다. MQTT와 달리 OPC UA는 원시데이터뿐만 아니라, 객체모델(메타 데이터를 이용한 개체 기반 정보 모델)을 이용하기 때문에 메타데이터까지 보내질 수 있기 때문이다. OPC UA는 유럽 지역은 물론, 미국과 아시아지역에서도 중요도가 높아지고 있다.
한편, netPROXY는 프로토콜 독립형이라는 것과 객체모델이라는 두 가지의 중요한 특징이 있다.
오늘날 필드 디바이스가 구현되어 있는 모습을 보면, 새로운 프로토콜이 들어올 때마다 어플리케이션 쪽에서의 추가적인 노력이 필요하다. 첫 번째 프로토콜은 괜찮지만 그 이후부터 추가적인 프로토콜이 들어왔을 때는 이를 위한 추가적인 작업이 필요한 것이다. netPROXY가 이 문제를 해결할 수 있다. 보통 어플리케이션이 있고, 그 아래에는 프로토콜 스택이, 중간에는 추상화 계층이 들어가 있다. 이 추상화 계층은 프로토콜 스택의 복잡성을 숨기고, I/O 데이터를 객체로 전환하는 두 가지의 역할을 한다.
netPROXY는 유저들에게 두 가지 장점을 제공한다.
첫 번째는 통합을 할 때 대단히 편하다는 점이다. 이는 호스트로의 프로토콜 독립형 인터페이스를 갖추고 있기 때문이다. 두 번째는 디바이스 제조사의 엔지니어링 단계에서는 추상화 계층이 필요하고 이때 IIoT용 고유한 시맨틱과 메타데이터가 들어가야 하는데, netPROXY는 이 IIoT용 시맨틱과 메타데이터가 추가가 된다는 점이다.
힐셔에서는 이를 위한 지능형 엔지니어링 툴인 netX Studio라는 것을 제공하고 있다. netX Studio를 통해서 모든 객체 엔지니어링을 한 개의 디바이스뿐만 아니라, 모든 전체 프로젝트 패밀리에 대해 할 수 있어서, 리얼타임 이더넷을 위한 자동 매핑이 이루어지고, OPC UA와 MQTT를 위한 설정, 네트워크 및 장치 컨피규레이션이 이루어진다.
이를 통해서 얻을 수 있는 장점은 제품군 전체에 대한 객체모델이 지원된다는 것, 다운로드 가능한 장치 이미지가 제공된다는 것, 헤더 파일들도 받을 수 있고(소스 코드 제공), 필드 디바이스에 대한 디스크립션을 받을 수 있다는 것이다.
netIOT Interface는 신규 필드장치 개발과 기존 필드장치의 업그레이드에 모두 사용 돼
netIOT Interface는 두 가지 형태로 사용될 수 있다.
첫 번째는 IIoT 기능을 갖춘 신규 필드장치를 개발하는 것이고, 여기에 netPROXY가 사용된다. 힐셔는 이를 위해 netIC IOT라고 하는 제품을 시장에 공급하고 있다. netIC IOT에는 netPROXY 기술이 사용이 된다. 하나의 I/O 및 IIoT 데이터용 커뮤니케이션 채널이 있고, 이것은 프로토콜 독립형 객체모델이 가능하다. 따라서 고객사 입장에서는 한 번에 어플리케이션 통합을 하게 되면 추가적인 프로토콜이 들어온다 하더라도 추가 작업이 필요 없게 된다.
두 번째는 netX 기반 필드장치의 업그레이드다. 힐셔는 칩, 칩 캐리어, 그리고 옵션모듈 등의 확장 가능한 제품들을 제공하고 있다. 고객들은 제품을 인티그레이션한 이후에는 어플리케이션을 재사용하길 원하는데, 이때 어플리케이션에 대한 재작업 없이 IoT 통신만 추가하고 싶어 한다. 이를 위해 힐셔에서는 새로운 채널을 확대함으로써 3개의 인터페이스 채널을 제공한다. 여기에서는 이미 하나의 채널이 있고, 추가적으로 호스트 어플리케이션에 두 개의 새로운 채널을 연결하는 것이다. 기존채널은 I/O 커뮤니케이션이 이루어지고, 첫 번째 신규채널은 표준 이더넷 통신이 이루어지며, 두 번째 신규채널은 IIoT통신이 이루어지는 것이다. IoT에서 netPROXY 기술이 사용이 됐기 때문에, 객체 인터페이스가 제공이 됨으로써, 호스트 어플리케이션 쪽으로 객체화돼서 데이터가 전달이 되고, 여기에 메타 데이터가 추가가 되는 것이다. 즉, 기존 어플리케이션의 재개발 없이 IIoT 통신 추가가 가능해지는 것.
netIOT Interface는 이 두 가지 형태를 통해, 필드 디바이스 제조사들이 가지고 있는 시장 내에서의 요구를 충족시킨다.
필드 디바이스 제조사들, netIOT Interface 사용해 IIoT 시장에 접근할 수 있어
netIOT Interface가 엔드유저에게 제공할 수 있는 장점은 두 가지다.
첫 번째는 netIOT Interface를 사용함으로써 필드 디바이스 제조사들이 IIoT 시장에 접근 할 수 있다는 것이다. 즉 힐셔의 제품 하나를 통해서 리얼타임 이더넷뿐만 아니라, OPC UA, MQTT를 지원할 수 있다.
두 번째는 netIOT Interface를 사용함으로써 디자인 노력과 설계노력이 줄어들게 되고, 통합이 간단해진다는 것이다. 모든 RTE 슬레이브 및 IoT 네트워크를 위한 하나의 멀티 프로토콜 제품 설계가 가능하고, 몇 개의 핀만을 이용해서 시리얼 호스트 인터페이스가 가능하며, 동일한 툴과 API를 모든 프로토콜 제품에 사용할 수 있다. 프로토콜 독립형 netPROXY를 통해서 객체 인터페이스가 제공이 된다.
netIOT Interface는 신규 개발이 됐든, 기존에 가지고 있는 netX 기반의 제품이든, 볼륨이 적든 많든 상관없이 모두 사용이 될 수 있다. 볼륨이 적을 때는 모듈이, 볼륨이 많을 때는 칩 디자인이 사용된다. 또, 작은 센서가 됐든 표준 크기의 필드 디바이스든 모두 사용이 될 수 있고, 일체형일 수도 있고 선택형 통신 모듈일 수도 있다. netIOT Interface는 확장 가능한 솔루션이기 때문이다.
Q&A with Hilscher
"필드 레벨의 제품들에 IoT 기능을 추가하는 것이 힐셔의 주 목적"
- 힐셔 제품 매니저 크리스토프 훙어, 힐셔코리아 원일민 지사장
힐셔 코리아 원일민 지사장은 필드 레벨의 제품들에 IoT 기능을 추가하는 것이 힐셔의 목적이라고 설명했다.
Q. netIOT Interface가 모든 경우에 사용이 될 수 있다고 했는데, 구매 수량에 따라 제품 형태가 어떻게 달라지나?
A. 디바이스 별로 세일즈 규모가 다르다. 세일즈 규모가 몇 백 개 규모로 작은 것도 있지만, 어떤 디바이스는 몇 천개 이상으로 세일즈 규모가 큰 것도 있는데, 이에 따라 요구가 달라진다.
많은 수량으로 디바이스를 제조하는 제조사들은 자체개발을 하려고 하는데, 이때는 칩이 좀 더 적합한 솔루션이 될 수 있다.
그러나 작은 볼륨, 중간 볼륨의 경우에는 완벽한 솔루션을 원한다. 코딩이라든가 BGA 솔더링에 신경 쓰고 싶어 하지 않고, 필드버스 기술에 대해서도 건드리고 싶지 않아 한다. 커뮤니케이션 모듈을 그냥 플러그인 하길 원한다.
그런데 netIOT Interface의 장점은 제품이 어떤 스타일이냐에 관계없이 동일한 기능을 제공한다는 것이다. 예를 들어서 필드 디바이스 분야 시장에 새롭게 진출한, 성장하고 있는 작은 기업이라고 할 경우에는 처음에는 규모가 작을 것이다. 이 경우에는 초기투자를 많이 하고 싶어 하질 않는다. 이때는 모듈로 시작을 하면 되고, 계속 비즈니스가 성장을 하게 되면 비용을 줄이는 방법으로 칩으로 전환을 해서, 칩 솔루션을 선택할 수 있다.
이것이 힐셔가 가지고 있는 핵심 경쟁력이라고 할 수 있는데, 플랫폼 전략을 가지고 있기 때문에 이것이 가능해 진다. 같은 기술이지만 폼팩터를 다르게 가져갈 수 있다. 그렇게 함으로써 고객들은 자신에게 맞는 것으로 옮겨갈 수 있다.
Q. 오늘 발표를 들어보면, IIoT 시장에 대한 힐셔의 시각이 대단히 긍정적이다. IIoT 시장을 밝게 보는 근거는 무엇인가? 또, OPC UA 수요에 대한 전망은 어떻게 하나?
A. 현재 OPC UA에 대해서 다양한 협업이 이루어지고 있고, 사실상 표준화 작업이 이루어지고 있어서 인포메이션 모델들이 만들어지고 있다. 이런 것은 IO-Link 그룹 등 여러 그룹들을 통해서 이루어지고 있다.
3년 전만 해도 IoT는 화두에 불과했다. 마케팅용 문구라고 할 수 있었다. 그러나 힐셔에서는 IoT에 따른 시장에서의 진정한 요구와 수요에 대해 깊이 있게 고민을 한 결과, 3단계의 netIOT 인터페이스를 제공하게 됐다. 각각의 단계는 서로 다른 요건들을 가지고 있는데, netIOT는 변화하는 시장에 답을 제공해준다고 생각한다.
힐셔에서 IIoT 시장전망을 밝게 보는 이유는, 필드 단에서 사용할 수 있는 제품들이 나오고 있기 때문이다. OPC UA라든가 MQTT 통신이 가능하도록 하는 필드 제품들과, 엣지 게이트웨이처럼 IT와 OT를 연결하는 제품이 출시되고 있고, 클라우드 컴퓨팅 회사들과도 많은 연계가 이루어지고 있다.(훙어 매니저)
힐셔는 필드 레벨의 제품들에 IoT 기능을 추가하는 것이 목적이다. 불과 몇 년 전만 해도 전체적인 IIoT 그림에 대해 그다지 긍정적이지 않았지만, 현재 보이는 사업 전망은 대단히 긍정적이다.(원일민 지사장)
