한국폴리텍대학 울산캠퍼스
자동화시스템과
사물인터넷(Internet of Things, IoT)은 사람, 사물, 공간, 데이터 등 모든 것이 인터넷으로 서로 연결되어 정보가 생성, 수집, 공유, 활용되는 초연결 인터넷을 말한다.
개인 IoT는 대국민 삶의 질이 향상되고 생활기기의 가치창출을 상승 시킬 것이며 공공 IoT는 사회 현안문제 해소와 국민 편의 및 쾌적한 환경을 제공 할 것으로 기대 된다.
산업 IoT는 산업 경쟁력 강화와 기존 산업의 신 가치창출이 기대된다. 고부가가치 서비스 회사로 변신하는 등 서비스 산업 점유율 50%, 영업이익률은 2.5배 증가할 것이다.
제 4의 물결이라는 창조 사회는 사물인터넷의 경제적 가치(자료 CISCO)로 보면 잠재가치는 총 14조 달러, 제조부분 27%(3.8조 달러)를 예상된다. 이는 자산 활용, 공용 생산성, 공급망 물류, 고객 가치, 혁신/시장출시 단축 부문 등에서 경제적 가치는 증가할 것이다. 2020년까지 10억명의 새로운 중산층 고객이 8조 달러를 추가 소비할 것으로 예상되는데, 산업 생산에 대한 수요 증가는 세계 인구증가 동향으로 인한 수요 증가 항목은 제조, 자원, 인프라로 볼 수 있다. 이머징 마켓 소비에서 수요 증가 30%, 차량 증가 100%, 철강 증가 80%, 에너지 증가 50%로 예상된다. 이에 따라 자원 생산성에 대한 투자는 연간 1조 달러로 예상된다.
현재 제조 기업들의 현황을 보면 ‘미래에 대한 수요를 충족시킬 수 있는가?’라는 질문에서 14% 이하의 제조업체만이 그들의 기계를 기업 네트워크에 연결했고, 21%의 제조업체가 과거의 IP 손실로 고통을 받고 있으며, 2 엑사바이트의 빅데이터가 다른 산업과 비교해 제조산업에서 가장 많이 발생됐다. 그리고 약 3/4의 공장은 20년 이상 되었으며, 약 650억에 이르는 글로벌에 설치된 노후화된 자동화시스템은 거의 수명이 다 되어간다. 그러므로 사물인터넷은 제조업에서도 반드시 필요한 요소로 인식되고 있다.
비즈니스의 핵심요소로 스마트 제조(스마트 설비, 스마트 생산, 스마트 제품, 스마트 서비스)는 출시시간 단축, 자산효율 향상, 기업 위험 관리, 총 소유비용 감소이고, 스마트 머신&장비(전압, 전력소모, 가동시간, 온도 등의 실시간 데이터를 수집해 정보화 하며 분석을 통해 최적화, 기술+프로세스+사람 관계성)는 유연성, 시스템 통합&표준화, 성능/OEE(설비종합효율, Overall Equipment Effectiveness) 향상, 사후 서비스 및 지원, 설계·개발·납품에 대한 총 비용 감소이다. 여기서 스마트 설비와 생산은 생산 도구(설비 및 프로세서)로 보고 스마트 제품과 서비스는 생산품(제품 및 서비스)으로 구분한다. 그리고 스마트 생산은 MES(제조 실행 시스템, Manufacturing Execution System)와 MI(제조 인텔리전스, Manufacturing Intelligence)로 구분된다.
Industry 4.0(4번째 산업혁명, 자료: DFKI-독일인공지능연구소, 2011)의 역사적 흐름을 살펴보면 1차 산업혁명(18세기 말)은 1784년 최초의 기계식 방직기의 등장이다. 수력 및 증기기관, 그리고 기계식 생산설비가 주력이다. 2차 산업혁명(20세기~)는 1870년 신시네티 도축장과 최초 컨베이어 벨트의 등장이다. 전기동력에 의한 대량생산체계가 주력이라 할 수 있다. 3차 산업혁명(1970년대~)는 1969년 최초의 PLC(Programmable Logic Controller, Modicon 084)의 등장이다. 전자기술과 IT를 통한 자동화의 진화이다. Industrie 4.0(오늘날~)은 사이버물리시스템기반(Cyber-Physical System)의 유연하고 효율적인 생산체계라 할 수 있다.
사물인터넷 기술로 모든 장치들이 초연결된 환경에서 무제한의 데이터가 시공간의 제약 없이 실시간으로 공유되고 이렇게 공유된 데이터를 분석해 공장 및 기업의 운영을 최적화하여 신속 정확한 비즈니스 의사결정을 함으로써 미래의 글로벌 경쟁력을 확보한 기업이 주력 산업혁명이라 할 수 있다. 그러면 산업 사물인터넷 실현을 위한 핵심 요소는 무엇일까? 스마트 Things, 빅 데이터, 클라우드, 모빌리티, 네트워크와 보안으로 보며, 커넥티드 엔터프라이즈 도전 과제로는 기술과 조직의 융화, 인력 양성, 기술 채택, 표준화, 그리고 보안이 성공요소라 할 수 있다.
미래 지향적 제조혁신 과제로는 한 번에 수행하는 프로젝트나 이벤트가 아니고 글로벌 경쟁력 확보를 위해 로드맵을 가지고 지속적으로 발전시켜 나가야 하는 스마트 팩토리를 지향한다.
우리 동남권 지역산업에서도 고객맞춤형 제품을 생산하는 스마트팩토리형 전문 인력양성과 기술 선점을 위해 미래신성장동력산업의 지원이 시급하다. 미래신성장동력학과로 지정된 지역 한국폴리텍대학 자동화시스템과는 시장 환경 변화에 더욱 빠르고 유연하게 대처하기 위한 노력의 일환으로 산업용 자동화 시스템의 첨단화를 구축했다. 그리고 2017년도에 신설되는 스마트융합제어과는 우리 지역의 스마트 팩토리를 지향하는 IoT기반의 학과로 기술혁신의 거점으로 우리 지역의 산업 자동화 시스템의 경쟁력과 전문인력 양성을 좌우할 것으로 전망된다.