진정한 산업설비 자동화 시대를 여는 '매터(Matter)' 표준

June 10, 2024

Alan Yoon

(출처: Dmytro - stock.adobe.com)

사물 인터넷 (IoT)이라고 하면 흔히 일반 소비자들이 사용하는 것을 떠올린다. 스마트 홈이나 컨슈머 에코시스템 같은 애플리케이션은 IoT에 있어 가장 대중적 활용 사례가 됐지만, IoT를 활용할 수 있는 분야는 이 외에도 무수히 다양하다.

IoT의 가장 흥미롭고도 중요한 애플리케이션은 산업용 분야이다. 그런데 산업용 분야로 IoT의 잠재력을 최대한 활용함에 있어 놓인 과제는 각기 다른 제조사의 디바이스들 간에 상호운영이 불가능하다는 것이다. 이 문제를 극복하기 위해 스마트 홈 분야에 도입된 것이 매터(Matter)이며, 많은 이들이 산업용 분야로도 이 선례를 따를 것으로 보고 있다.

이 글에서는 산업용 IoT(IIoT)란 무엇이고, 매터가 스마트 홈 분야로 어떻게 영향을 미치고 있으며, 어떻게 산업용 분야로도 이러한 개념을 도입해서 팩토리 플로어를 향상시킬 수 있는지 알아본다.

산업용 IoT(IIoT)

‘IoT’는 디바이스들을 연결해서 에코시스템을 구축하고 각자 센서로부터 수집된 데이터와 정보를 공유할 수 있도록 하는 것이다. IoT의 가장 주류 애플리케이션은 스마트 홈이지만, IoT는 산업용 분야에 활용하기에도 잠재력이 매우 크다.

IIoT는 공장 환경에 IoT를 적용한 것이다. 이를 위해서는 산업용 기계 장비, 제어 장비, HVAC(난방, 환기, 공조) 같은 여타 일반 장비를 비롯해서 산업 현장의 다양한 디바이스들이 작업자와는 물론이며 서로 간에도 실시간으로 통신할 수 있어야 한다.

산업용 분야에서는 IoT가 중요한 역할을 할 수 있는데, 이는 IoT를 사용해서 디바이스들이 공장 설비 가동에 대한 통찰력 있는 데이터를 중앙의 허브나 사람 작업자와 공유하도록 할 수 있기 때문이다. 예를 들면 IIoT 기반 기계 장비가 스스로 가동 관련 정보를 공유함으로써 이를 허용 가능한 기준과 비교해서 어떠한 유지보수나 수리가 필요한지를 판단할 수 있다.

오늘날 대부분의 IIoT 디바이스는 작업자와는 통신할 수 있지만, 아직 많은 디바이스들이 서로 간에는 통신을 하지 못한다. 이렇게 된 가장 큰 이유는, 팩토리 플로어에 사용되는 IIoT 디바이스들이 각기 다른 제조사로부터 제조된 것이기 때문이며, 이는 즉슨 애초에 서로 간에 상호운영이 가능하도록 설계되지 않았기 때문이다.

IIoT의 잠재력을 진정으로 실현하기 위해서는 이 같이 상이한 디바이스들이 서로 간에 통신할 수 있어야 하며, 그렇게 해서 얻어진 데이터를 바탕으로 어떤 조치를 취할 것인지 결정할 수 있어야 한다.

컨슈머 분야의 선례를 따르다

산업용 분야로 디바이스-대-디바이스 상호운영이 여전히 과제로 놓여 있는 가운데, 스마트 홈은 이미 해결책을 찾았다. Connectivity Standards Alliance(CSA)가 주관하고 여기에 회원으로 참여하고 있는 주요 홈 자동화 회사들이 지지하는 표준이다. 바로 매터(Matter)이다.

매터는 홈 자동화용으로 회원제 기반의 표준으로서, IoT 벤더들 사이의 파편화를 줄이는 것을 취지로 한다. 이를 위해서 매터는 표준화된 통신 프로토콜을 정의하고 있으며, 그럼으로써 모든 매터 인증 디바이스들이 상호운영이 가능하도록 한다.

매터를 개발하게 된 동기도 오늘날 산업용 분야가 직면하고 있는 것과 같은 상황 속에서 나왔다. 다시 말해서 스마트 홈 시장 역시도 극히 파편화되어 있던 것이다. 오늘날의 스마트 홈은 여러 제조사의 디바이스들로 이루어지는데, 이들 디바이스들이 상호운영이 가능하도록 설계되지 않았다. 하지만 스마트 홈 업계가 매터를 공동으로 개발함으로써 이 문제를 극복하게 되었다.

그러므로 매터는 산업용 분야로 본보기가 되는 선례를 제시한다. 업계가 협력하면 디바이스 상호운영성이 가능하다는 것을 말해준다.

매터는 무엇보다도 보안에 역점을 두었다. 디바이스 하드웨어 차원에서부터 소프트웨어 차원에 이르기까지 전반에 걸쳐서 필요로 하는 디바이스 보안과 프라이버시 요구를 충족하도록 설계되었다. 이를 위해서 다수의 프라이버시 보호 조치들을 포함한다.

산업용 애플리케이션으로는 프라이버시 보호 조치들이 특히 중요하다. 주고받는 데이터가 기업들에게 귀중한 자산이기 때문이다. 그러므로 매터는 보안을 해치지 않으면서 IIoT 디바이스 상호운영을 가능하게 해야 한다는 점에서도 모범을 보인다.

팩토리 플로어 향상

매터가 제시하는 선례를 따르고 IIoT가 제공하는 다양한 기술을 활용하면 효과적인 산업용 활용 사례들을 실현할 수 있다. 특히 IIoT에서의 디바이스-대-디바이스 상호운영은 산업용 설비로 진정한 자동화와 확장을 가능하게 한다.

산업용 환경으로는 산업용 전력을 제어하기 위한 회로, 조명 시스템, 기계 장비 등을 비롯한 다양한 디바이스들이 사용된다. 이러한 디바이스들을 서로 개별적으로 구축하면 각각의 디바이스가 맡은 일은 잘 수행하겠지만 공장 전체가 하나로 뭉쳐서 시너지를 내는 수준은 내지 못한다.

예를 들어서 어떠한 조립 라인으로 상위 공정의 장비가 부품을 조립하고 이것을 하위 공정으로 넘겨서 또 다른 작업을 한다고 하자. 그런데 상위 공정의 장비가 문제가 발생되어서 불량 부품을 만든다고 해보자. 디바이스-대-디바이스 통신이 가능하지 않으면 하위 공정 장비가 이 고장 내용에 대해서 알지 못하고 계속해서 불량 부품을 사용해서 작업할 것이다. 이는 문제를 더 키우고 결국에는 기계 손상을 일으키며 수익을 떨어트릴 것이다.

이와 달리 팩토리 플로어로 장비들을 상호운영 가능하게 하면 각각의 디바이스가 다른 디바이스들의 상태를 알고 그에 따라서 통찰력 있게 의사결정을 할 수 있다. 그러므로 상위 공정 장비가 문제가 발생했다는 것을 인지하고 하위 공정 장비가 작업을 중단하여 사람 작업자에게 알려서 조치를 취하도록 할 수 있다. 이와 같은 방법으로 IIoT 디바이스 상호운영은 팩토리의 자율성을 더욱 높이고 사람의 개입을 덜 필요하게 할 수 있으며, 그럼으로써 궁극적으로 생산성, 신뢰성, 안전을 높일 수 있다.

IIoT로의 디바이스-대-디바이스 상호운영은 공장 소유자가 설비를 더 수월하게 확장하고 업그레이드할 수 있도록 해준다. 매터와 같은 표준이 없다면 디바이스들이 상호운영 가능한 IIoT 에코시스템을 구축하기 위해서 모든 디바이스들을 한 제조사로부터 구입해야 한다. 이는 공장 소유자가 선택할 수 있는 선택폭이 제한적이기 때문에 팩토리 플로어로 장비를 교체하거나 추가하는 것을 어렵게 한다.

매터와 같은 솔루션을 도입함으로써, 공장 소유자들이 자사 팩토리 플로어로 기능성을 업그레이드하거나 추가하고자 할 때, 시스템들의 연결성을 희생하지 않으면서 여러 제조사로부터 자유롭게 선택할 수 있다.

맺음말

산업용 분야로 IIoT의 잠재력을 최대한 실현하기 위해서는 상이한 IIoT 디바이스들 사이에 상호운영성이 필요하다. 이를 위해서 선례를 제시하는 것이 매터이며, 이 표준을 따름으로써 산업용 분야로 더 안전하고 더 생산적이고 더 수익성 높은 팩토리 플로어를 구축할 수 있을 것이다.