산업용 사물 인터넷의 (정보)그래픽, 짧은 역사

[여기에서 전체 정보 보기]

많은 사람들이 차세대 산업 혁명으로 사물 인터넷(IoT)을 선전하고 있습니다. IoT는 최근 몇 년 동안 점점 더 주류가 되었으며, 선도적인 분석가들은 향후 10년간 IoT가 지속적으로 개발되어 2-3조 달러 이상의 글로벌 매출 성장을 촉진할 것으로 예측합니다. 업계 전문가들은 또한 산업 부문이 이 기술 혁명에서 가장 큰 이익을 얻을 수 있으며 IIoT(산업용 사물 인터넷)가 전체 IoT 매출 성장의 가장 큰 부분을 차지할 것이라는 데 동의합니다.

오늘날의 IIoT 혁명으로 가는 길은 멀었고 소비자 혁신이 큰 역할을 했지만 그 길의 대부분은 산업 부문 혁신으로 포장되었습니다. 기술이 전례 없는 속도로 계속 발전함에 따라 IIoT의 미래는 투자자와 기술 최종 사용자 모두의 마음에 달려 있습니다. 그러나 우리는 우리가 어디에 있었는지 알기 전에는 어디로 가고 있는지 알 수 없으며 IIoT의 미래를 이해하려면 1968년으로 거슬러 올라가야 합니다.

겸손한 시작

전날 밤의 새해 전야 축제로 인한 숙취에도 불구하고 엔지니어 Richard(Dick) Morley는 1968년 1월 1일 메모를 작성하여 궁극적으로 PLC(Programmable Logic Controller)를 발명했습니다. 그의 창조물인 Modicon은 General Motors의 제조 역량에 크게 기여했으며 자동화 산업의 미래에 큰 영향을 미쳤습니다.

1968년에는 딕만이 바쁜 것이 아니었습니다. "디지털 정보 생성 및 전송 장치"를 만들기 위한 희망으로 미국 발명가이자 사업가인 Theodore G. Paraskevakos는 세계 최초의 M2M(Machine to Machine) 장치를 개발하고 있었습니다. Morley의 PLC와 Paraskevakos의 M2M은 오늘날의 IIoT로 가는 긴 여정에서 첫 걸음을 내디뎠습니다.

연결 기반 마련

1980년대와 두 가지 중요한 IIoT 이정표로 빠르게 이동합니다. 1983년 이더넷 연결의 표준화는 서로 다른 제조업체의 기계를 물리적으로 연결하는 토대를 마련했습니다. 6년 후, 유럽 핵 연구 기구인 CERN의 컴퓨터 과학자인 Tim Berners Lee 경은 World Wide Web이라는 작은 것을 발명하여 이러한 다중 네트워크 관리를 강화했습니다. Lee는 전 세계 대학과 연구소의 과학자들 사이에 자동 정보 공유에 대한 요구를 충족시키기 위해 웹을 구상하고 개발했습니다.

"웹"이 아직 초기 단계에 있었지만 산업 부문은 생산 현장에서 상호 운용 가능한 연결에 주목했습니다. "장치 드라이버 문제"라고 하는 증가하는 문제를 해결하기 위해 모인 공급업체 그룹입니다. 이 그룹에는 Fisher-Rosemount, Intellution 및 Rockwell Software를 비롯한 6개의 회사가 포함되었습니다. 이것이 오늘날 우리가 OPC 재단으로 알고 있는 첫 번째 모임이었습니다.

연결성, 협업 및 협력

이러한 산업용 솔루션 공급업체가 처음 모였을 때 HMI(인간 기계 인터페이스) 및 SCADA(감독 제어 및 데이터 수집) 솔루션은 독점 통신 프로토콜 또는 드라이버 라이브러리를 사용하여 개발되었습니다. 동급 최고의 솔루션이 등장하고 최종 사용자 산업 운영자가 여러 공급업체의 솔루션으로 통합 아키텍처를 구축하기 시작하면서 전통적으로 서로 다른 기계 간에 통신을 가능하게 해야 할 필요성이 명확해졌습니다. 공급업체는 애플리케이션 수준 기능을 개발하는 데 리소스를 투자하거나 경쟁 제품을 비롯한 솔루션 전반에 걸쳐 보다 포괄적인 연결을 만들기 시작해야 했습니다.

일부 공급업체는 자체 API(응용 프로그래밍 인터페이스) 또는 드라이버 도구 키트를 만들기로 결정했습니다. 이것은 자체 연결 문제를 해결했지만 최종 사용자가 추가 솔루션을 통합할 수 있는 방법을 제한했습니다. 운 좋게도 시장은 곧 공급업체가 협력하여 최종 사용자에게 가장 큰 이익이 되는 변경을 하도록 설득했습니다.

OPC Foundation은 많은 경쟁 공급업체가 독점 통신 프로토콜에 의해 지속되는 연결 문제를 해결하기 위해 협력하도록 강요했습니다. 1995년에는 Microsoft Windows가 생산 현장을 장악하면서 상호 운용 가능한 솔루션의 필요성이 더욱 강조되었습니다. Windows 95는 하드웨어와의 손쉬운 통합을 지원하는 플러그 앤 플레이 기능을 갖춘 최초의 COTS(Commercially Available Off-Shelf) 운영 체제(OS)였으며 사용자가 이미 사용 중인 HMI와 유사한 그래픽 장치 및 컨트롤과 상호 작용할 수 있도록 했습니다. 공장. Windows 95/NT 4.0은 또한 산업 자동화 제품보다 개발자 친화적이고 저렴했습니다. Microsoft Windows가 구축할 수 있는 유비쿼터스 OS라는 것이 분명해짐에 따라 모든 산업용 소프트웨어 개발은 ​​Microsoft Windows를 플랫폼으로 선택하는 것을 목표로 하기 시작했습니다.

1990년대 후반에는 무선 M2M 기술의 주요 발전도 포함되었습니다. 25년 전의 이더넷은 산업 환경에서 보편적인 연결 표준으로 등장했습니다. 인터페이스 표준은 현재 전력 산업을 지배하는 DNP 및 IEC 61850과 같이 산업별로 차별화되기 시작했습니다. 빌딩 자동화의 BACnet; Profibus, CC-Link, HART 등과 같은 추가 표준. 이러한 각 표준에 대한 컨소시엄이 형성되기 시작했습니다. 산업 부문은 오늘날 우리가 알고 있는 IIoT를 향해 빠르게 진화하고 있었습니다.

IIoT 대중화

유비쿼터스 OS와 이더넷 백본이 배치되면서 점점 더 많은 산업용 장치가 연결되었습니다. 1999년 영국의 기술 선구자인 Kevin Ashton은 인터넷이 센서를 통해 물리적 세계에 연결되는 시스템을 설명하기 위해 "사물 인터넷"이라는 용어를 만들어 새 천년까지 연결성을 유지했습니다. 장비가 비싸고 장기 투자로 간주되는 산업 환경에서 핵심이 될 추세인 레거시 장치에서도 연결이 가능해졌습니다.

아마도 2000년대 초반의 가장 중요한 IIoT 이정표는 클라우드 기술의 출현과 광범위한 채택일 것입니다. 2002년 Amazon Web Services의 도입으로 클라우드가 대중화되었으며 엔터프라이즈 및 산업 아키텍처가 구축되고 활용되는 방식이 완전히 바뀌었습니다. 14년이 지난 후에도 클라우드와 가상 머신은 여전히 ​​IIoT를 위한 새로운 기회를 제시하고 있습니다.

2000년대 중반, 소비자 세계가 스마트폰을 구입함에 따라 산업 세계는 점점 더 작아지고 지능화된 PLC와 분산 제어 시스템(DCS)이 되었습니다. 하이브리드 컨트롤러와 PAC(Programmable Automation Controller)가 등장했고 배터리와 태양광 발전이 보다 안정적이고 경제적이 되면서 레거시 하드웨어가 발전했습니다. 제조업체는 송유관과 같은 분산 아키텍처 전반에 걸쳐 센서에 전원을 공급하여 조직의 가장 먼 곳까지 인텔리전스와 연결성을 강화할 수 있습니다. 광범위한 전원과 스마트 장치와의 연결의 조합은 산업 데이터에 의미 있는 컨텍스트를 추가하기 시작했습니다.

데이터가 정보로 변환

컨텍스트는 데이터를 정보로 변환했으며 업계는 이 컨텍스트 데이터 통신과 관련된 새로운 문제를 해결하기 위해 OPC Foundation에 다시 눈을 돌렸습니다. 2006년에 재단은 많은 사람들이 오늘날에도 여전히 의존하고 있는 OPC UA 프로토콜로 대응했습니다. 새로운 OPC UA 프로토콜은 기존 표준을 기반으로 구축되었지만 새로운 기술 및 발전의 발전을 다루었습니다. OPC UA는 API를 유선에서 분리했으며 현장 장치, 제어 계층 응용 프로그램, MES(제조 실행 시스템) 및 ERP(전사적 자원 관리) 응용 프로그램에 맞도록 설계되었습니다. 일반 정보 모델은 기본 데이터 유형(예:정수, 부동 소수점 값 및 문자열), 이진 구조(예:타이머, 카운터 및 PID) 및 XML 문서를 지원했습니다. 오늘날까지 OPC UA는 작업 현장에서 최상층까지 데이터 액세스를 제공하는 상호 운용성 표준을 제공합니다.

2010년까지 기계 및 운영 데이터가 실제 가치를 산출하기 시작했고 더 많은 조직이 시간이 지남에 따라 데이터를 저장하고 분석하려고 했습니다. 이에 대응하여 데이터 히스토리언 시장이 활성화되었고 센서 기술은 상당한 가격 하락을 경험했습니다. 이 저렴하고 유연한 인텔리전스 및 연결은 센서 인텔리전스 및 연결로 점점 더 많은 레거시 장치가 강화됨에 따라 많은 "현존"(기존) 산업 아키텍처를 IIoT 시대로 이끌 것입니다. 또한 개인 컴퓨팅 및 에지 장치의 발전으로 조직이 언제 어디서나 데이터에 액세스하고 데이터를 분석할 수 있는 유연성이 훨씬 높아졌습니다. Citrix와 Intel을 비롯한 IT 업계 리더들은 성장하는 BYOD(Bring Your Own Device) 트렌드에 대한 모범 사례를 공개적으로 논의하기 시작했습니다.

IIoT의 현재, 미래 및 그 이후

지난 6년 동안 IIoT의 미래에 대한 실질적이고 의미 있는 비전을 공고히 하기 위해 모든 부분이 제자리에 놓였습니다. 강력한 산업 연결, 고급 분석, 상태 기반 모니터링, 예측 유지 관리, 기계 학습 및 증강 현실은 오늘날 사용 가능한 실행 가능한 기술로 뒷받침되는 IIoT 개념의 미래입니다. GE, IBM, PTC 등을 비롯한 기술 리더들은 IIoT의 미래에 큰 투자를 하고 있습니다. 지난 2년 동안 혁신 및 인수에 대한 대규모 투자로 이러한 신흥 IIoT 플랫폼이 더욱 개선되었습니다.

PLC에 대한 Richard Morley의 숙취에 강한 아이디어 이후로 긴 여정이 있었지만 IIoT의 발전에 더 많은 관심과 리소스가 투입됨에 따라 더 넓은 시장에서 더 큰 일이 예상됩니다. 최근 비즈니스 인텔리전스 보고서에 따르면 향후 5년 동안 IoT 솔루션에 거의 6조 달러가 지출될 것이며 기업은 IoT 솔루션의 최고 채택자가 될 것입니다.

많은 것이 걸려 있기 때문에 산업계에 큰 변화가 있을 것입니다. 규칙이 변경되고 기술이 발전함에 따라 역할이 진화하고 비즈니스 구조가 조정됩니다. 예를 들어, 전통적으로 서로 다른 운영 기술과 IT 부서가 협력하고 심지어 병합하기 시작했습니다. 우리는 고객으로부터 이러한 역할 이동에 대해 듣고 있으며 산업 부문 내에서 MQTT, WAMP 및 XMPP와 같은 기존 IT 표준의 사용 증가는 이러한 변화의 또 다른 증거입니다. 그리고 통합되고 액세스 가능한 데이터가 표준이 됨에 따라 데이터를 해석할 수 있는 데이터 과학자가 점점 더 의사 결정 임원 리더십 역할로 이동하고 있습니다.

IIoT가 어떻게 진화할지 정확히 예측하기는 어렵지만, 우리가 이 새로운 산업 혁명의 전환점에 도달하고 있다는 것은 분명합니다. 더 많은 장치가 연결되고 점점 더 강력한 분석 및 인공 지능 프로그램에 공급하기 위해 더 많은 데이터가 생성됨에 따라 IIoT를 중심으로 할 수 있는 발전에는 한계가 없어 보입니다.