레거시 시스템의 인더스트리 4.0 전환: 멀티 프로토콜 과제 극복

스마트 제조와 인더스트리 4.0 구현에서 가장 까다로운 부분은 기존 시스템을 기계 데이터 생산, 수집, 분석의 세계로 어떻게 가져오느냐입니다.

운영 기술(OT)과 정보 기술(IT)의 소프트웨어 프로토콜 표준화 부족으로 레거시 장비와 신규 공장 설비가 원활하게 협업하며 표준화된 실행 가능한 데이터 스트림을 생성하는 것이 불가능해 보입니다.

"현실은 이 모든 프로토콜, 새로운 훌륭한 것들과 오래된 원시적인 것들이 오랫동안 공존할 것이라는 점입니다."라고 CESMII(스마트 제조 연구소) 기술 부사장 조나단 와이즈(Jonathan Wise)는 말했습니다.

와이즈의 발언은 최근 CESMII 스마트 제조 서밋의 일부인 스마트 제조 상호운용성 및 조화 패널에서 전문가 그룹을 진행하며 나왔습니다. 이 서밋은 스마트 제조의 민주화가 무엇을 의미하는지 보여주기 위해 온라인으로 개최되었습니다.

패널리스트 러셀 와델(Russell Waddell) MTConnect 연구소 전무이사는 앞서 토론에서 용어를 정의했습니다: "프로토콜은 장소 간, 시스템 간 데이터 전달 방식이고, [정보] 모델은 그 데이터에 실제로 무엇이 들어있는가입니다." 그는 MTConnect 표준이 독점 형식 없이 구조화되고 맥락화된 데이터를 제공하기 위한 제조 장비의 의미론적 어휘를 제공한다고 지적했습니다.

"브라운필드[이미 기존] 시스템을 개조해 스마트 제조의 이점을 누리려는 제조업체나, 새 기계를 구매하려는 경우를 어떻게 안내하시겠습니까?" 와이즈가 전문가들에게 물었습니다. "그린필드에서 무엇을 찾아야 하며 인더스트리 4.0로 잘 나아갈 수 있도록 어떻게 보장합니까? 그리고 우리—이 데이터 소스에서 정보 가치를 창출하려는 사람들—가 멀티 프로토콜 세계를 어떻게 관리합니까?"

OPC 재단 회장 겸 전무이사 슈테판 호페(Stefan Hoppe)는 "브라운필드 시나리오의 경우 확실히" "상위 계층 OPC UA[기계 통신 프로토콜]와 통신하는 게이트웨이를 포함한 거대한 생태계가 있으며, MQTT 전송[장치 간 메시지 전송 프로토콜] 등을 사용하고, 하위 레벨에서는 기존 것을 사용합니다."라고 말했습니다. 신규 그린필드 시나리오의 경우 거의 모든 기계 공급업체가 설계와 장치에 OPC UA를 통합했습니다. "그러면 소스에서 직접 정보 모델링이 박스에서 바로 나옵니다."라고 호페는 말했습니다.

마이크로소프트 애저 IoT 수석 아키텍트, 표준 및 컨소시엄 에리히 바른슈테트(Erich Barnstedt)는 "솔직히 레거시 장비는 영원히 우리와 함께할 것입니다. 레거시 장비를 표준 기반의 개방형 정보 모델에 매핑할 수 있는 올바른 도구로 쉽게 만들어야 합니다. 그 과정을 한 번 수행하면, 이후에는 표준화된 정보 모델을 사용하고 해당 정보 모델을 클라우드 분석 시스템이나 온프레미스 분석 시스템으로 자동 전송하는 메커니즘을 찾으십시오."라고 말했습니다.

"반드시 클라우드 기반일 필요는 없지만, 분석 소프트웨어가 이전에는 얻을 수 없었던 새로운 통찰력을 얻는 측면에서 가치 창출과 인더스트리 4.0의 핵심입니다. 따라서 연결 및 데이터 모델링 매핑 단계를 가능한 한 고통 없이 만드는 것—그것이 우리가 고객에게 빚진 것입니다."

단일 프로토콜이 승리할 필요는 없다고 바른슈테트는 덧붙였습니다. 제조업체는 데이터를 공급업체 독립적으로 사용할 수 있는 형식으로 가져오는 방법과 작업을 원활하게 만드는 올바른 도구를 만드는 방법을 알아야 한다고 말했습니다.

상호운용성의 핵심은 정보 모델이라고 와이즈는 강조했습니다.

"오래된 장비를 가진 제조업체라면 그것에 막히지 않습니다. 우리는 현대 정보 시스템에 연결하는 데 필요한 비트를 적응시키고 구현할 수 있습니다. 하지만 그 과정에서 데이터를 정규화하거나 표준화해야 합니다.

"자신만의 정보 모델을 만들고 있다면, 특정 기계를 설명하는 가장 좋은 방법을 자신이 가지고 있다고 생각한다면 멈춰야 합니다. 전문가들이 10년 이상 그 특정 문제에 대해 연구해왔습니다. 그곳에 공통성이 필요합니다. 그곳에 공통 접근법, 공통 언어 채택이 필요합니다."

공통 언어 달성을 돕기 위해 OPC UA 정보 모델이 UA 클라우드 라이브러리에 게시될 예정이며, 독일 기반 엔지니어링 협회 VDMA 베를라그(VDMA Verlag)의 기존 정보 모델도 포함된다고 패널리스트 안드레아스 파트(Andreas Faath) 유럽 그룹 전무이사가 전했습니다.

미래에는 OPC UA 기반 글로벌 생산 언어도 이 라이브러리에 합류할 수 있으며, VDMA가 이에 대해 작업 중입니다.

패널이 언급한 상호운용성을 위한 오픈소스 소프트웨어 도구들—OPC UA, MQTT, MTConnect 컴패니언 사양—은 이미 깃허브(GitHub)에 게시되어 있습니다. "필요한 모든 것이 거기에 있으며, 그 단계들을 찾는 데 도움이 필요하다면 그것이 바로 CESMII가 존재하는 이유입니다. 프로토콜 전쟁에서 편을 드는 것이 아니라, 현재 위치에서 원하는 곳으로 가는 단계를 찾는 것을 돕기 위함입니다."라고 파트는 말했습니다.