공장 디지털화…문제 핵심은 아키텍처다

HPE '엣지 컴퓨팅'이 제시하는 스마트팩토리

세계의 선도 제조업체들의 최근 관심사는 제조현장의 디지털화다. 첨단 IT기술을 통해 생산라인의 모든 기계에서 일어나는 일을 파악하고, 생산효율을 높이면서 소비자의 수요에 발빠르게 대응하자는 것이다.

이에 따라 제조업체의 데이터 분석에 대한 관심은 뜨겁다. 과거 생산관리시스템(MES)을 넘어 제조 현장 전반의 방대한 데이터를 분석하고, 이를 통해 비즈니스 통찰력을 얻으려 한다. 빅데이터, 사물인터넷(IoT), 클라우드 등이 요소기술로 고려된다.

요소 기술은 많이 나와 있지만, 제조업체의 고민은 ‘아키텍처’다. 각 기술 하나하나 모두 중요한 역할을 수행하고, 빠뜨릴 수 없는 요소다. 그러나 이를 큰 그림 속에서 어떻게 조합하고, 실제 현장에 최적화할 것이냐는 아키텍처로 달라지기 때문이다.

■ 현장의 일은 현장에서 바로 결정

일반적으로 빅데이터를 확보하기 위해 장비에 수많은 센서를 심어 IoT 디바이스로 진화시키고, 그 데이터를 중앙의 클라우드로 집중시켜 분석하는 그림을 그린다. 그러나 현장에서 일어나는 일을 실시간으로 중앙집중관리하기에 제조업체게 주어진 시간은 많지 않다. 비즈니스 기회는 물론 순간적 위기에 노출됐을 때 결정의 타이밍이 중요하다. 본사로 각 현장의 데이터가 모이고, 그를 분석한 결과가 나오기까지 기다려야 한다면, 반응을 제때하지 못하면 그 기회를 놓치고 만다.

HPE는 산업 현장의 IoT에서 난제를 5가지로 정리한다.

우선, 통찰력을 얻을 시간이 짧다는 것이다. 현재 산업 현장의 IT 인프라는 선택의 기로에 놓여 있다. 찰나의 기회를 즉각 포착하기에 분산형 IT 인프라는 속도와 깊이있는 통찰력을 포기해야 한다. 곳곳의 데이터를 모으는데만 많은 시간을 들여야 하는 탓이다. 즉각적 통찰력을 얻기도 모자란 시간인데, 즉각적 행동까지 요구되는 상황이다. 레이턴시 문제는 민감할 수밖에 없다.

다음 문제는 비용이다. 방대한 데이터를 수집하고 저장, 분석하는데 기존 인프라 아키텍처는 스토리지와 네트워크 비용이 너무 커진다. 데이터 전송에 네트워크 대역폭을 다 소비하면, 또다른 용도로 네트워크를 사용해야 하는 업무를 포기해야 한다.

보안도 난제로 꼽힌다. 데이터가 물리적 공간을 뛰어넘어 오가게 되는데, 대부분 기업의 핵심 경쟁력을 포함한다. 이를 외부에 노출할 경우 기업 비즈니스가 막대한 타격을 입게 된다. IoT 기기의 수가 늘어나면 보안 취약점도 기하급수적으로 늘어나게 된다.

규제 준수도 문제다. 전세계 각지에 퍼진 생산 현장의 데이터는 속한 지역의 규제에 영향을 받는다. 국가 지역마다 제각각인 규제를 준수하면서 중앙으로 데이터를 모으는 건 많은 위험성을 갖는다. 자칫 데이터에 대한 주도권을 갖지 못하게 될 수도 있다.

HPE IoT 플랫폼의 엣지 컴퓨팅 아키텍처 개요

마지막 난제는 데이터의 복제와 오염이다. 각 현장의 데이터는 네트워크를 타고 이동하면서 가용성을 위해 여러 복제본을 만들어낸다. 저장과 분석에서 이를 제대로 관리하지 못한다면 비용은 물론 오류를 만들 수 있다. 데이터가 오염되는 위험도 커진다.

HPE를 비롯한 몇몇 IT인프라 솔루션업체는 이에 ‘엣지 컴퓨팅’이란 개념을 제시하고 있다. 모든 IoT 데이터를 클라우드로 보내지 않고, 현장에서 곧바로 분석하게 하자는 것이다.

이 개념에 따른 스마트팩토리의 IT 아키텍처는 크게 ‘디바이스-엣지-클라우드’로 구성된다. 이를 따르면 제조현장에서 발생한 데이터 가운데 실시간 분석을 요하는 부분은 현장에서 분석되고, 실제 의사결정에 즉각 반영될 수 있게 된다.

■ 통합적이고 세밀한 플랫폼이 필요하다

HPE는 ‘유니버셜 IoT 플랫폼 아키텍처’를 제공하고 있다. ‘커넥티비티’ ‘컴퓨트’ ‘보안’ 등 크게 세 요소로 이뤄진다.

커넥티비티는 IoT 기기 간 끊임없는 연결성을 제공한다. 제조라인에서 발생하는 방대한 데이털르 놓치지 않고 포착해 분석하게 함으로써 결정의 오류를 줄이게 해준다. 모든 IoT 기기는 안전하고 신뢰성 있게 연결된다.

IoT 기기에서 생산되는 모든 데이터는 다음으로 HPE 엣지라인 IoT 시스템으로 모인다. HPE 엣지라인은 데이터 수집, 분석, 저장 등의 역량을 제공하는 게이트웨이다. 실시간으로 흘러가는 데이터 속에서 통찰력을 얻을 수 있으며, 1차적인 분석을 빠르게 수행해 즉각적인 의사결정에 도움을 준다.

HPE 유니버셜 IoT 플랫폼 청사진

이와 함께 데이터를 중앙의 클라우드 환경으로 전달하는 과정에서 네트워크 대역폭이나 트래픽 소비를 줄이는 역할을 한다. 복수의 공장을 운영하는 제조업체는 어느 한곳, 어느 하나 기기에서 데이터를 늦게 받더라도 큰 위기에 직면할 수 있다. 이를 방지하려면 중앙 집중식 운영관리의 부담을 줄이는 아키텍처는 더 효과적이면서 경제적이다.

HPE는 IoT용 분석을 위해 엣지라인에서 구동되는 애널리틱스 플랫폼을 제공한다. 이는 데이터베이스 내 머신러닝 알고리즘을 사용한다. 데이터센터로 되돌아가는 데이터를 보호하기 위해 엣지라인 장비는 모두 아루바의 가상인트라넷액세스TM(VIA)를 지원해 추가적인 보안 기능을 제공한다.

중앙의 통합된 관리도 반드시 필요하다. 각지에서 쏟아지는 데이터를 종합적으로 분석하고, 곳곳의 발생한 문제를 빠르게 대처하도록 하기 위해서다. 이를 위한 전체 인프라는 클라우드 컴퓨팅으로 꾸려야 한다.

HPE는 엔터프라이즈급 보안성과 안정성, 성능을 제공하는 클라우드 환경을 구축하도록 돕는다. 오픈스택 기반의 클라우드 환경을 통해 제조업체는 산업 특성에 맞는 통제와 관리, 혁신을 추구할 수 있다.

제조업계가 IoT와 클라우드, 빅데이터 등으로 새로운 혁신에 나서야 한다는데 공감대를 형성하고 있다. 이제 새 시대를 위한 구체적 해법이 요구되는 시점이다. HPE는 오는 29일 지디넷코리아와 국회 4차산업혁명포럼 공동 주최로 서울 삼성동 코엑스 인터콘티넨탈호텔에서 열리는 '독일 인더스트리 4.0을 통해본 한국형 4차산업혁명 미래 모델' 컨퍼런스에서 ‘IT 인프라의 해법’을 제시한다.

한국HPE 염승명 이사는 ‘엣지컴퓨팅이 보여주는 컴퓨터 환경의 변화와 기업 도입 사례’를 주제로 발표할 예정이다. 또 한국HPE 신종민 이사가 ‘오픈소스 기반 클라우드, 디지털 혁신을 위한 플랫폼이 되다’를 주제로 발표한다.

두 발표를 통해 HPE가 제시하는 4차 산업혁명 시대에 적합한 제조업 IT 인프라 아키텍처를 그려볼 수 있을 것으로 기대된다.(☞프로그램 바로가기)