ICT-제조 융합 기술
하드웨어, 소프트웨어에 걸친 ICT의 혁신적인 발전에 따라 개인의 생활뿐만 아니라 전 산업 분야에서 근본적인 패러다임의 변화가 일어나고 있다.
각 산업 분야에서도 기존에 인프라 혹은 장치에 ICT 기술이 융합됨에 따라 스마트카, 스마트교통, 스마트그리드, 헬스케어, 스마트빌딩 등과 같이
전혀 새로운 기능과 서비스를 제공할 수 있는 혁신들이 생겨나는 중이다. 제조 기술 분야도 예외는 아니다.
ICT 융합이 가속화됨에 따라 기존의 생산 자동화, 고도화와 같은 점진적 변화가 아닌
스마트폰과 같이 급진적 변화를 가져올 새로운 제조 기술이 등장할 것으로 예상하고
제조 강국인 독일은 이런 변화를 증기기관 발견에 비견되는 제4의 산업 혁명이라고 밝혔다.
제4의 산업 혁명을 가져올 핵심 ICT-제조 융합 기술은
IoT(Internet of Things)와 CPS(Cyber-Physical Systems) 기술을 기반으로 유연하고 동적인 효율적 생산 체계를 구축하는 것이다.
즉, 기존 제조 기술은 시장조사 결과를 바탕으로 사전에 제품을 설계, 개발하고
생산 계획의 수립 및 생산라인 구축 후 생산된 제품을 소비자에게 공급하는 대량생산(Mass Production)이다.
반면 ICT-제조 융합 기술은 개별 소비자의 요구를 실시간으로 반영할 수 있는 생산 기술 및 생산 라인을 구축하여
개인화된 나만의 제품을 공급할 수 있는 대량 개인화(Mass Customization) 생산이 가능하다.
따라서 ICT-제조 융합 기술은 개별 소비자의 요구를 제품 제조 공정에 실시간으로 반영할 수 있는 맞춤제조,
개별 소비자 제품 및 제조 공정의 가상화를 통해 사전 제품 및 공정 검증이 가능한 가상제조,
제품 전 생애 주기에 걸친 가치사슬 통합이 가능한 협업 제조 등을 실현하여 제조업의 패러다임을 변화시킬 것이다.
관련 기술 동향
국내 제조 환경과 유사한 독일은 현재 제조업이 직면한 대내외적인 문제들을 극복하기 위해
세계 최고 수준의 제조업 경쟁력을 미래에도 유지하고자 제조업 진화 전략으로 Industrie 4.0 정책을 추진 중이다.
Industrie 4.0은 독일에서 추진 중인 창조경제 동력 중 제조업 진화 전략으로 제조업에 ICT 기술을 융합하여
현재의 생산 공장을 지능화·자율화시키기 위한 스마트팩토리 구현을 목표로 하고 있다.
그림과 같이 IoT 개념을 확장한 IoTS(Internet of Things and Services) 및 물리시스템과 컴퓨터시스템의 상호 작용을 통해
생산 공장을 지능화시킬 수 있는 CPS에 기반한 사이버-물리 생산 시스템(CPPS: Cyber-Physical Production System) 기술을 집중 연구하고 있다.
EU는 스마트팩토리 기술 주도를 위해 비영리, 산업계 주도로 EFFRA (European Factories of the Future Research Association)을 설립하고 제조업에 IT를 접목했다.
그리고 사용자가 요구할 때 여러 시스템이 동적으로 결합되어 다양한 제품을 즉시 제조할 수 있는 시나리오를 구현할 수 있는 IT 인프라 기술을 연구하고 있다.
미국은 ICT-제조 융합 기술 연구를 위해 비영리기관 SMLC(Smart Manufacturing Leadership Coalition)을 설립하여
스마트 생산(Smart Manufacturing)에 대한 참조 아키텍처 제시 및 ICT-제조 융합 실증연구를 수행 중이다.
또한 IBM에서는 HW-제약적(Hardware-Constrained) 공급망과 구별되는 SW-정의 공급망 개념을 제시하고 있다.
ETRI 연구 방향
ETRI는 지난 5년 동안 ICT-제조 융합 기술의 핵심 기술 CPS에 대한 기반으로 대규모의 이종 시스템들을 통합 연동하기 위한
연동 미들웨어와 CPS 시스템의 형상을 모델링하고 검증, 가상 운용하기 위한 모델링, 시뮬레이션 기술을 개발해 왔다.
특히 연동 미들웨어의 경우 국방 CPS 시스템을 대상으로 대규모 이종 국방 시스템들을 연동하여 네트워크중심전으로 진화하기 위한
국방 분야 실 표준 통신 미들웨어인 DDS(Data Distribution Service)기술을 국산화하여
국제표준화 기구인 OMG(Object Management Group)의 상호운용성 시험을 통과하였다.
이런 개발 경험과 결과물을 바탕으로 ICT-제조 융합을 위한 사이버-물리 생산 시스템(CPPS) 연동 미들웨어를 확장 개발하는 과제를 2014년 11월부터 진행하고 있다.
본 과제를 통해 ▲ 기존 운용중인 산업용 통신 기술을 연동하기 위한 CPPS 미들웨어 게이트웨이 기술
▲ Plug & Play가 가능한 미들웨어 엔진 기술 ▲ ICT-제조 융합 기술 표준화를 위한 참조 모델 및 표준화 프레임워크 기술 등을 개발할 예정이다.
나아가, 제조업 및 제조 설비의 강국일 뿐만 아니라 Industry 4.0을 주도적으로 추진하고 있는 독일 프라운호퍼 연구소와 핵심 기술 개발을 위한 공동연구를 추진하고 있다.
이를 통해 제품 가상제조 및 제조 공정 가상화를 위한 ICT-제조 융합 모델링 & 시뮬레이션 기술을 개발할 예정이다.
