원격 HMI 및 OIT 접근성 향상

모바일 HMI: 산업용 소프트웨어와 결합된 스마트폰 및 태블릿은 HMI(Human Machine Interface; 인간 기기 인터페이스)와 OIT(Operator Interface Terminal; 운영자 인터페이스 터미널)의 원격 접근성을 향상시킬 수 있습니다. M 워커(Mobile workers: 모바일 IT기기와 인터넷 서비스들을 자유롭고 능숙하게 활용하는 근로자)는 스마트폰 및 태블릿에 대한 원격 접속 솔루션을 필요로 하는데, 다행히도 지금은 이를 위한 어플의 사용이 가능합니다.

Marcia Gadbois and Jeff Payne

제조업체들 및 공정 산업 기업들은 HMI 소프트웨어와 OIT 하드웨어가 데스크톱 PC, 노트북 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 등의 장치에 원격 접속을 제공할 것을 기대합니다. 인터넷이 지닌 연결성과 이동성은 전반적인 운영을 향상시키고, HIM 및 OIT는 이에 필요한 기능성 및 성능을 전달할 수 있기 때문입니다.
이와 같은 패러다임의 변화는 자동화 세계에서도 일어나고 있습니다. 다른 사업들과 마찬가지로 오늘날의 제조업체들은 보다 적은 자원으로 좀 더 많은 작업을 수행하고자 하는 과제에 직면해 있습니다. 과거 10 ~ 15년 동안 제조 업계의 비즈니스 방식에는 근본적인 전환이 있었고, 이는 현재 맞이한 변화 중 일부분에 영향을 주었습니다. 린(lean) 제조에서 식스 시그마(Six Sigma)까지, 대다수의 시설들은 비효율성 감소, 품질 향상, 에너지 사용 절감을 위해 특정 유형의 개선 이니셔티브를 지속적으로 구현해 온 것입니다. 시간이 갈수록 더 많은 사업체들이 예산 제약과 숙련된 인력의 부족으로 인해 고충을 겪게 되면서, 위에 열거된 운영에 대한 초점은 점차 추진력을 얻어가고 있습니다. 많은 기업들은 숙련된 인력의 은퇴에 대처하기 위한 방법을 찾으려 분투하고 있으며, 고용 인력을 증가시킬 여력이 없는 기업도 다수 존재합니다.
오늘날의 시장은 기업의 실시간 운영 및 실행을 필수적으로 요구하고 있습니다. 이러한 목표를 충족시키기 위해, 시설 전반 및 외부 전역에서 가용한 데이터를 수집하고 이에 의거해 행동할 수 있는 제조업체들만이 경쟁력을 유지할 수 있습니다.
다행히도, 인터넷 및 관련 기술들의 발달이 제조 업체들의 어려움 극복에 도움을 주고 있습니다. 특히, HMI 및 OIT에 대한 원격 접근성의 성장은 기업들이 운영 개선 및 비용 절감을 위해 사용하는 신뢰성 높은 방법 중 하나입니다.

HMI, OIT, 웹 브라우저
표준 플랫폼(Microsoft Windows)을 기반으로 한 비개방형 독점 시스템에서 이전한 PC 기반 HMI와 이후의 후속 수단들은, 원격 접근성을 향한 가장 최초의 단계로 간주될 수 있습니다. PC 기반 솔루션에서 발견되는 표준 네트워크 프로토콜은 다양한 장비 및 시스템 간의 통신을 촉진하여, 자동화 공정의 분리를 해소했습니다.
이어, 내장형 Microsoft Windows 운영 체제를 기반으로 한 OIT가 등장했습니다. OIT는 PC 기반 HMI와 비교해 성능은 떨어졌지만, 구매, 설치, 유지 보수에는 훨씬 낮은 비용만이 소요되었습니다. 이에 따라, 단순 기기에 대한 운영자 인터페이스 제공과 같이 상대적으로 중요성이 낮은 내장 애플리케이션의 다수에는 PC 기반 HMI보다 OIT가 보다 적합하게 되었습니다.
초기 사용자들은 단순하게 다양한 기계에서 정보를 살펴보거나, 제어실 내에서 HMI 소프트웨어를 실행하여 PC 상으로 공정을 볼 수 있는 것에 만족하였습니다. 당시 각 PC에는 대다수 고가의 별도 라이센스를 필요로 하는 고유한 HMI 클라이언트 소프트웨어가 장착되었습니다. 이들 PC는 일반적으로 유선 Ethernet 링크를 통해 시설 바닥이나 현장 장착 PC 기반 HMI 및 OIT에 연결되는 방식이었습니다. PC 기반 HMI는, 제어실에서 시설의 모니터링 및 제어를 수행하는 우수한 방법으로 증명되었고 지배적인 수단으로 유지되어 왔지만 사용자들은 얼마 지나지 않아 제어실 외부 지역에서의 원격 접근성을 요구하기 시작했습니다. 사무실이나 가정에 위치한 PC에 소프트웨어를 설치하고 유지 보수를 시행하면서 어느 정도 가능해졌지만, 여전히 고가라는 부담은 지울 수 없었습니다.
이러한 문제의 해결을 위해 등장한 원격 접속 솔루션은, PC 기반 HMI 및 OIT에서 데이터를 접속할 수 있는 웹 브라우저의 사용이었습니다. 이는 원격 접근 장치의 각각에 소프트웨어를 설치하거나 유지할 필요가 없었기 때문에 이전의 방식에 비해 엄청난 개선으로 간주되었습니다. 한발 더 나아가, 이는 스마트폰 및 태블릿을 중심으로 브라우저를 실행하여 인터넷에 연결할 수 있는 모든 장치에 대해 원격 접근성을 개방했습니다.
사용자들은 브라우저 기반 접근성에 만족하였지만, 일반적으로 레스토랑을 예약하는 일상적인 상호 작용에 적합하도록 우수하게 설계된 어플을 접하게 되면서 초기의 만족감은 감소하기 시작했습니다. 사용자들은 어플의 한결 진보된 우수한 성능, 속도, 사용 편의성을 즉각적으로 주지하였고, 결과적으로 기계 및 공정에 대한 원격 접속 용도의 어플을 요구하게 된 것입니다.

어플의 등장
브라우저 기반 접근성을 대신하는 어플에 대한 사용자들의 요구로 인해, HMI 및 OIT 공급 업체들은 무료나 매우 적은 비용의 투자로 만들 수 있는 고객용 어플을 개발하기 시작했습니다. 이들 어플은 스크린과 데이터에 신속하고 손쉬운 쌍방향 접근성을 제공하여, 상대적으로 느리고 다루기 힘든 브라우저 기반 접근성에서 대단한 발전을 이루었습니다. 불행히도 초기의 경우, 대부분의 어플은 하나나 두 개의 장치 유형으로 제한되었는데, 거의 iPhone 및 iPad에서만 사용이 가능했습니다. Apple 사의 휴대용 제품은 모두 동일한 운영 체제를 사용하기 때문에, 공급 업체들은 해당 제품에 대한 어플의 개발, 시험, 배치가 용이하다는 점이 주된 이유였습니다.
반면, 여타 스마트폰과 태블릿은 다수의 상이한 운영 체제와 화면 크기를 가지고 있어서, 이를 위한 어플의 제작은 시간과 비용적으로 제약이 따랐습니다. 따라서, Apple 사 제품 이외에, Android를 필두로 한 여타 운영 체제를 기반으로 하는 경쟁 스마트폰 및 태블릿의 엄청나게 큰 영역은 대부분 배제될 수밖에 없었습니다.
한 기업이 최초로 iPhone 및 iPad에 대한 원격 접속 어플을 구축하는 예를 들어 보겠습니다. 만일 해당 기업이 다른 스마트폰 및 태블릿에도 제공할 수 있는 어플을 원한다면, 당사는 모든 브랜드의 운영 체제와 화면 크기에 맞추어 만들어야 하는데, 이들은 일반적으로 각각 서로 다른 프로그램 언어를 사용합니다. 한 운영 체제에서 또 다른 운영 체제로 간단한 응용 프로그램을 옮기는 것에는 수 개월의 개발 시간이 소요될 수 있기 때문에, 그간 이러한 작업은 빈번하게 지연되거나 수행조차 되지 않는 경우가 다수였습니다. 다행히도, 현재는 HTML5라는 표준 기반 솔루션이 등장했습니다.

기술 표준을 통한 개발 쟁점 해결
어플 개발의 가속화 및 표준화 방법을 모색해 온 HMI 소프트웨어와 OIT 하드웨어 공급 업체들은 HTML5에 의존하기 시작했습니다. HTML5를 통해, 모바일 어플은 Java나 C++를 사용한 전통적인 네이티브 애플리케이션(native application: 컴퓨터나 모바일에서 바로 실행될 수 있는 프로그램)처럼 풍부한 기능성과 사용자 친화성을 갖출 수 있게 되었습니다.
한 발 더 나아가 HTML5는 여러 가지 다양한 형식과 운영 체제에서 동일한 사용자 인터페이스를 올바른 크기로 제공하기 때문에, 많은 수의 어플을 생성해야만 하는 필요성을 제거합니다. 결과적으로, 모든 사용자들은 장치와 관계 없이 유사한 스크린 화면을 볼 수 있으며, 공급 업체의 관점에서는 HTML5를 사용할 경우 개발자가 일단 어플을 작성하고 나면 모든 장치에 즉각적인 배포가 가능해집니다. 이는 공급 업체들에게 새롭고 향상된 어플을 거의 모든 스마트폰과 태블릿에 신속하게 배포하도록 허용하기 때문에, 수 많은 혜택을 수반합니다.

모바일 HMI 어플의 장점
· 강화된 기능성
· 신속하고 손쉬운 데이터 검색 및 활용 능력
· 장치 독립성
· 다수의 플랫폼 전반에서 유사한 스크린 경험
· 멀티 터치(multi-touch) 기술을 통한 간편한 탐색 방법
스마트폰 및 태블릿의 원격 접근성 개선은, 직원들에게 개인이 보유한 스마트 기기를 회사 업무 처리에 사용하도록 허용하는 기술 구현 방식인 BYOD(bring your own device)를 강화하고 있습니다. BYOD는 비용을 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있지만, 이를 위해서는 광범위한 휴대용 스마트 장치의 효과성과 최상급의 사용자 경험이 반드시 전제되어야만 합니다. 따라서 거의 모든 상황에서 BYOD는 어플을 필요로 할 수밖에 없으며, 공급 업체들은 이의 충족을 위해 HTML5를 사용하는 것입니다.

소형 스크린의 활성화
HMI 및 OIT 데이터의 원격 검색과 조작에 휴대용 장치가 점차 일반적으로 사용됨에 따라, 이들 장치에 적합하게 사용자 경험을 구성하는 것 역시 필수적인 사안으로 부상하고 있습니다. 하지만 불행히도, 원격 접근성을 갖는 현재의 많은 HMI 및 OIT 솔루션은 여전히 기존의 PC와 키보드, 마우스 상호 작용에 맞게 최적화되어 있는 상황입니다. 이러한 솔루션은 키보드와 마우스를 통한 접근이 가장 용이한 드롭 다운(drop-down) 메뉴 및 명령을 사용하며, 휴대용 장치에서의 원격 접근성은 다소 차후의 사안으로 미뤄져 있습니다.
오늘날의 HMI 및 OIT 원격 접근성 솔루션이 사용자를 만족시키고 생산성을 향상시키려면,  완전한 기능을 갖춘 PC부터 스마트폰까지 다양한 플랫폼에서 용이하게 작동되도록 개발되어야만 합니다. 또한, 이들 솔루션은 사용자들이 휴대용 장치에서 다른 어플을 조작하는 것과 마찬가지로 HMI 및 OIT 데이터를 조작할 수 있어야만 합니다. HMI 솔루션은 이를 위해서, 앞으로 최적화된 스크린 크기, 상이한 명령 구조, 멀티 터치 기능을 포함해야 합니다.
멀티 터치 기능성은 사용자들이 스마트폰이나 태블릿 조작 시 손가락을 벌리거나 죄는 것과 같은 친숙한 동작으로 스크롤(scroll), 줌(zoom), 확대, 회전을 실행할 수 있게 합니다. 또한, 기존의 전통적인 단일 지점 싱글 터치스크린과는 달리, 멀티 터치 시스템은 사용자 요청 작업을 수행하는데 있어 동시에 행해지는 여러 곳의 터치 지점 위치를 인식합니다. 이와 같은 손가락의 움직임과 터치는 통틀어 제스처(gesture)라고 칭해집니다. 제스처의 일반적인 예시로는 스마트폰과 태블릿 장치에서 인터넷을 탐색하기 위해 통상 사용되는 줌과 팬(pan: 상하, 좌우 회전)이 있습니다. 싱글 터치와 비교했을 때, 멀티 터치는 운전자의 명령을 3배까지 빠르게 실행합니다.

모바일 어플 활용 사례
예를 들어, 운전자는 특정 기계의 문제에 대해 스마트폰을 통해 문자 메시지 경보를 받을 수 있습니다. 경보를 받은 이후, 이 운전자는 재빨리 어플의 버튼을 눌러 원격 접근성 솔루션을 가동시킵니다. 멀티 터치 기능을 사용하여, 운전자는 스크린을 옮겨 가며 순차적으로 메뉴를 사용하는 대신, 손가락의 움직임만으로 해당 기계와 연관된 특정 경보 스크린의 위치를 신속하게 파악합니다.
이 운전자는 두 손가락을 죄는 줌 제스처로 관심 구역으로 화면을 집중시켜, 발생한 문제의 정확한 특성을 빠르게 확인하여, 해당 문제를 해결하는데 필요한 변경 조치를 초 단위로 실행합니다. 물론, 싱글 터치를 사용한 브라우저를 통해서도 유사한 조치가 취해질 수는 있습니다.  하지만, 중요한 차별점은 시간의 차이에서 나타납니다. 시간의 절감은 문제 대응에 관건이 될 수 있으며, 많은 경우 운영에 차질을 빚는 가동 정지로 이어지지 않는 중단 없는 원활한 운영을 위한 필수 조건이 됩니다.
PC 기반 HMI 소프트웨어 및 내장형 Microsoft Windows OIT는, 자동화 시스템의 구매, 배치, 유지 보수에 소요되는 비용을 월등히 낮추었습니다. 또한, 이들의 표준 프로토콜 및 아키텍처는 네트워크 시스템의 시대를 이끌었고, 격리되어 분절된 자동화가 사라지도록 했습니다. 한편, 인터넷 기술과 보안이 보다 안정화되고 신뢰할 수 있게 되면서, 원격 접근성에 대한 요구는 점점 더 늘어나게 되었습니다. 예전의 모바일 접근성은 PC를 사용하는 운전자들을 위한 목적으로 제공되었기 때문에, 당시 스크린 크기나 탐색 방법은 대다수 PC 기반 HMI였던 호스트 시스템과 동일했습니다. 하지만 휴대용 장치의 성능이 확장되면서, 자동화 사용자들이 시설 데이터를 검색하고 조작하는 방법에는 많은 변화가 나타났습니다.
몇몇 HMI 소프트웨어 및 OIT 하드웨어 공급 업체들은 이와 같은 새로운 패러다임을 수용하여, 스마트폰과 태블릿을 통해 원격 접근성을 이용하는 사용자들이 기하급수적으로 증가할 것이라는 사실을 이해하고 개발 초기부터 이를 반영한 솔루션을 제공하는 중입니다. 많은 경우 어플을 통해 사용되는 원격 접근성 성능은 휴대용 장치를 위해 만들어졌으며, 이들 대다수는 브라우저 기반 접근성과 비교하여 우수한 기능성을 갖추었다고 하겠습니다.

자료제공: 한국 에머슨 프로세스 매니지먼트