Special report
스마트 팩토리를 지원하는 제조 소프트웨어 기업들
어떤 제조 소프트웨어 업체가 스마트 팩토리 잘 지원하나?

제조 산업을 강화하기 위한 새로운 제조전략으로 전 세계적인 주목을 받고 있는 Industry 4.0이나 제조IoT가 지향하는 것은 필드 디바이스단부터 상위 ERP까지 유연하게 통신으로 이어지는 스마트 팩토리(Smart Factory)다.
스마트 팩토리는 빅데이터를 수집 및 분석하고, 데이터 커뮤니케이션을 최적화하며, CPS(Cyber Physical System) 개념 하에 MES(Manufacturing Execution System), PLM이 접목되어 생산성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
이 스마트 팩토리에서는 하드웨어뿐만 아니라, 소프트웨어의 중요성이 과거에 비해 중요해지고 있는 것이 특징으로, 이러한 맥락에서 다쏘시스템이나 지멘스에서는 MES 업체를 새롭게 인수하고 ERP단과의 연계를 강화해 나가고 있다.
시뮬레이션과 엔드 투 엔지니어링을 통해 자원효율을 높이고, 제조업의 서비스화를 지원해 제조경쟁력을 높일 수 있도록 하는 솔루션 포트폴리오를 제공함으로써, 제조기업의 스마트 팩토리 구축을 지원하고 있는 것이 제조 소프트웨어 업계를 주도하고 있는 메이저 PLM 기업들의 공통된 행보. 
이들 메이저 PLM 기업들은 디자인-설계-시뮬레이션-물류계획-제조실행-최적화까지 아우르는 표준화 기반의 통합 플랫폼을 제공하는데 초점을 맞추는 한편, 이를 통해 센서, 모바일 디바이스, 컨트롤러 등을 아우르는 사물인터넷과 PLM, SCM, CRM, ERP 등을 연결하는 CPS의 연계, 시뮬레이션, 검증, 실행까지 아우르는 포트폴리오를 제시하고 있다.
스마트 팩토리를 지원하는 메이저 PLM 업체들의 최근 행보를 취재했다.

<기획ㆍ취재/최교식 기자 cks@engnews.co.kr>

Special report

“씽웍스는 데이터관리 및 분석기능을 포함하는 맞춤형 M2M/IoT 애플리케이션을 최대 10배 더 빠른 속도로 구축 할 수 있게 해줘”

제조업에서의 새로운 비즈니스 모델은 사물인터넷, 빅데이터, 기계학습(머신러닝) 기술을 필요로 해

PTC코리아 이봉기 이사

-왜 IoT에 주목해야 하나.

▲사물인터넷 (IoT) 기술 발달로 스마트, 커넥티드 제품의 시장이 확대되고 있다. IOT 시대에 제품의 정의는 단순히 하드웨어와 소프트웨어의 결합이 아니라, 제품에서 발생하는 다양한 정보를 클라우드 상에 취합하고 이를 분석해서 고객의 제품의 운영 및 서비스에 더 많은 가치를 제공하는 것을 의미한다.

이러한 제품정의의 변화는 새로운 기능을 추가하고, 안정성을 대폭 향상시키며, 제품 활용도를 증가시키는 한편, 제조업에서 생산하는 전통적인 제품의 경계를 가로지르고 뛰어넘는 역량을 발휘할 수 있도록 기회를 제공한다. 또한 제품 자체에 내재된 변화의 속성으로 말미암아 가치사슬 역시 와해되고 있다.

이런 새로운 유형의 제품들은 산업구조와 경쟁의 속성에 변화를 일으키고, 제조 기업들을 새로운 경쟁기회와 위협에 노출시킨다. 또 이 제품들은 산업 간 경계들을 재편하고, 완전히 새로운 산업들도 탄생시키고 있다.

때문에 스마트, 커넥티드 제품으로 기업들은 새로운 전략적 선택을 필요로 하게 됐다. 가치를 어떻게 창출하고 확보할 지, 엄청난 양의 새로운 정보는 어떻게 활용하고 관리할 지, 유통과 판매채널 같은 기존 사업 파트너들과의 관계는 어떻게 재 정의할 지, 산업의 경계가 확장됨에 따라 기업이 어떤 역할을 수행할 지 등에 대한 선택이 이에 포함된다.

제조 기업의 관점에서는 사물인터넷(Internet of thing)에서 사물(thing), 즉 제품의 의미가 중요하다. 스마트, 커넥티드 제품을 다른 제품들과 본질적으로 다르게 만드는 것은 인터넷이 아니라 ‘사물’ 자체가 지닌 변화하는 속성이다. 이처럼, 제품의 확장된 기능과 제품에서 생성되는 정보야말로 새로운 경쟁의 시대를 이끄는 원동력이며, 이 부분이 IoT 시대에 제조 기업이 관심을 가져야 할 점이다.

-어떻게 IoT를 시작해야 하나.

▲스마트, 커넥티드 제품은 제조업의 모든 분야에서 등장하고 있다. 쉰들러의 PORT 기술의 경우, 엘리베이터 수요패턴을 예측하고 목적 층까지 가장 빠른 시간을 계산해 탑승객이 신속하게 이동할 수 있도록 엘리베이터를 배치함으로써, 대기시간을 최대 50%까지 줄였다.

스마트, 커넥티드 제품을 만들고자 하는 기업에는 여러 층(layer)으로 구성된 ‘기술스택’이라는 새로운 기술 인프라가 필요하다. 이 기술스택이라는 다층적인 인프라에는 제품에 내장된 하드웨어, 소프트웨어 및 운영체제, 연결성을 위한 네트워크 통신, 제조사 혹은 아웃소싱 서버에서 작동하는 제품정보를 저장하는 제품 클라우드, 소프트웨어 애플리케이션 개발을 위한 플랫폼, 룰 엔진 및 분석 플랫폼, 제품 외부에서 작동하는 스마트 제품 운영 애플리케이션 등이 포함된다. 모든 층을 가로지르는 요소로는 신원인증과 보안구조, 외부 데이터 통합을 위한 게이트웨이, 스마트 커넥티드 제품에서 얻는 정보를 ERP나 CRM, PLM같은 기타 비즈니스 시스템에 연결하는 도구들이 있다.

이러한 기술들은 제품 애플리케이션 개발과 운영 플랫폼을 기반으로 과거에는 불가능했던 엄청난 양의 제품 안팎에서 생성되는 데이터를 수집하고 분석하며 공유하는 일을 가능케 한다. 물론, 스마트, 커넥티드 제품을 위한 기술스택을 구축하기 위해서는 상당한 투자가 수반되며, 소프트웨어 개발, 시스템 엔지니어링, 데이터 분석, 온라인 보안 전문지식 등 지금까지 제조 기업에서 찾아보기 힘들었던 다양한 분야의 새로운 기술역량이 요구된다.

스마트, 커넥티드 제품을 위한 새로운 기술 스택

-IoT를 구현하기 위한 PTC의 솔루션 및 제품 포트폴리오는 어떻게 되나.

▲IoT 비즈니스 실현을 위한 PTC의 기술전략과 솔루션은 제조 기업의 스마트 커넥티드 제품개발, 운영, 서비스 방식을 획기적으로 변화시킨다. 씽웍스(ThingWorx)는 PTC의 IOT 솔루션 브랜드로서, 센서 및 디바이스로부터 데이터수집, 클라우드에 데이터 저장관리, 수집된 데이터분석 및 예측모델 개발, IoT 비즈니스 애플리케이션 구현을 지원한다.

특히 IoT 비즈니스 애플리케이션 구현영역에서 씽웍스는 안전하고 안정적인 센서 디바이스 연결수단과 함께, 제품 유지보수/운영에 필요한 응용 프로그램의 빠른 개발을 지원하는 플랫폼을 고객에게 제공하여, 빠르게 변화하는 IoT 시장에서 궁극적으로 고객이 새로운 가치를 창출할 수 있도록 한다. 이는 씽웍스는 모델기반 개발과 매시업(mashup) 도구를 사용하여 RAD(Rapid Application Development)를 지원함으로써, 완벽한 데이터관리 및 분석기능을 포함하는 맞춤형 M2M/IoT 애플리케이션을 최대 10배 더 빠른 속도로 구축 할 수 있기 때문이다.

PTC는 이 제품포트폴리오를 바탕으로 스마트 커넥티드 제품의 원격서비스 및 예측 유지보수(Predictive Maintenance)와 같은 제품기반 IoT 비즈니스뿐만 아니라, Industry 4.0, Brilliant Factory 등 스마트공장과 관련된 스마트 커넥티드 운영 전략을 지원한다. 또한 스마트 커넥티드 제품으로 구현한 다양한 서비스 주제들 즉, 스마트시티, 스마트농장과 같은 다양한 IoT 주제도 PTC 솔루션의 지원영역이다.

-IoT 통합 플랫폼으로서 씽웍스가 갖는 경쟁력은 무엇인가.

▲PTC는 제품중심에서 서비스중심으로 제조 비즈니스 모델을 진화시켜 제품을 하나의 서비스(Product-as-a-Service)로 제공하고 있다. 씽웍스의 경쟁력 중 가치측면에서, 기업은 씽웍스를 기반으로 많은 비용을 들이지 않고도 스마트 커넥티드 제품의 가치를 실현할 수 있다. 솔루션 측면에서 씽웍스는 다양한 엔드투엔드(end-to-end) 사물인터넷(IoT) 솔루션을 제공해 다양한 비즈니스 애플리케이션을 지원한다.

PTC가 최근에 선보인 씽웍스의 최신버전(버전 6.0)은 기업들이 수백만 대의 장치를 연결한 엔터프라이즈급 IoT 솔루션을 안전하게 확장하며, 초당 수십만 건의 트랜잭션을 처리할 수 있도록 지원한다. 안전성, 보안성 및 확장성 측면에서 IoT 플랫폼의 새로운 기준을 수립한 씽웍스를 통해, 기업은 데이터를 지리적으로 분산시켜 가용성과 성능을 극대화할 수 있다.

-PTC PLM Cloud와 COLDLIGHT의 역할에 대한 설명을 부탁한다.

▲‘PTC PLM 클라우드(PTC PLM Cloud)’는 PTC가 중소기업이 클라우드 환경에서 PLM 업무를 할 수 있도록 선보인 솔루션이다. 중소기업들은 ‘PTC PLM 클라우드’를 통해 PLM 솔루션인 ‘PTC 윈칠’을 보다 유연하고 간편하게 도입할 수 있다. 또, PTC PLM 클라우드는 150만 개 이상의 시트가 사용된, 검증된 솔루션이기 때문에, 중소기업들이 믿고 사용할 수 있다.

PTC PLM 클라우드는 ▲정보 보안 관리 프로토콜의 기준이 되는 ISO 27001:2013을 충족해 클라우드 환경에서의 보안성이 뛰어나고 ▲99.5%의 높은 가용성을 자랑하는 PTC의 PLM 환경을 기반으로 운용되며 ▲물리적으로 멀리 떨어진 팀 간에도 신속한 협업이 가능하도록 높은 성능을 실현하는 것은 물론 ▲즉시 구축 가능한 제품으로 가치실현 시간이 단축된다. 또한 클라우드 인프라 인증 및 보안에 들어가는 비용을 최소화한다.

콜드라이트(ColdLight)는 빅데이터 머신러닝(기계학습)과 예측분석 플랫폼 전문업체로, 최근 PTC가 1억 500만 달러에 인수했다. PTC는 이번 인수로 콜드라이트의 자동 예측분석 플랫폼인 뉴런(Neuron)으로 기존의 PTC IoT 솔루션 포트폴리오를 확장시키고, IoT 분야에서의 경쟁력을 향상시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다. 뉴런 플랫폼은 수집된 방대한 데이터를 인공지능 및 머신러닝 기술을 통해 자동적으로 학습해 패턴을 발견하고, 예측모델을 개발해 해당정보를 애플리케이션이나 다른 시스템과 통합해 제공한다.

콜드라이트를 인수한 이유는 IoT 플랫폼인 씽웍스 (ThingWorx)

와 함께 사용하면, 데이터패턴발견, 상관관계 모델링, 고장예측, 개선사항 제언 등, 다양한 과제들에 대한 데이터분석을 자동화할 수 있기 때문이다. PTC는 성장잠재력이 풍부한 콜드라이트 뉴런 플랫폼을 잘 활용해 고객들의 비즈니스를 강력히 지원할 예정이다.

PTC는 스마트 커넥티드 운영 및 스마트 시티, 스마트 농장 영역에서 다양한 사례를 보유하고 있다.

-액세다(AXEDA) 인수의 의의는.

▲PTC는 2014년 IoT 포트폴리오 확대를 위해 액세다(Axeda)를 약 1억 7000만 달러에 인수했다. 액세다는 기계 및 센서를 클라우드에 연결하는 솔루션 업체로, 액세다의 기술, 고객, 파트너십은 PTC의 비즈니스를 보완해 줄 뿐 만아니라, IoT 기술스택 전반에 걸쳐서 관련 솔루션을 제공하는 PTC의 역량을 강화시켰다.

액세다의 IoT 기술의 핵심역량은 기업들로 하여금 안전한 연결성을 기반으로 광범위한 기계, 센서, 장치들을 원격으로 모니터링 및 관리할 수 있도록 지원하는 것이다. 액세다 클라우드 서비스는 M2M(machine-to-machine)과 IoT 연결성 서비스, 소프트웨어 에이전트, 그리고 기업들이 다양한 통신 및 연결방법으로 제품을 클라우드에 연결시킬 수 있도록 해주는 도구들을 포함한다.

무엇보다 액세다는 150개 이상의 기업을 고객으로 보유했으며, 다양한 산업군에 걸쳐서 일평균 수백만 개의 기계메시지를 처리한 기업이었다. 또, 선도 모바일 네트워크 운영업체, 센서 디바이스 및 게이트웨이 장치업체, 시스템 통합업체, 그리고 비즈니스 시스템, 분석솔루션 제공업체 등을 포함하는 폭 넓은 파트너 에코시스템을 가지고 있었다.

PTC는 기계연결성에 대한 액세다의 접근방법을 통해 스마트 커넥티드 제품으로부터 얻을 수 있는 대량의 데이터를 활용할 수 있는 기술을 제공하고 있다.

-PTC 솔루션을 통해 구축된 IoT 사례로는 어떤 것이 있나.

▲PTC는 스마트 커넥티드 제품, 스마트 커넥티드 운영, 스마트 커넥티드 시스템의 세 가지 영역에서 비즈니스를 수행하고 있고 고객군을 보유하고 있다. 스마트 커넥티드 제품을 기반으로 원격서비스, 운영, 예지보전 등을 적용한 사례는 DieBold, Varian, Elekta, Joy Global, StreetScooter 등 전기/전자 제조 기업에서부터 의료기기, 중장비, 중공업, 자동차 등 다양한 버티컬을 포함한다. 스마트공장과 같은 스마트 커넥티드 운영의 사례는 ATI와 같은 제철업체 사례가 대표적이며, 스마트시티, 스마트농장에서도 다양한 사례를 보유하고 있다. 이와 더불어 다양한 기업이 자사의 IoT 솔루션을 위하여 PTC의 씽웍스를 기반 플랫폼으로 사용하는 사례도 많이 있다. 핀란드 모바일 통신업체 '엘리사'가 대표적인 예 가운데 하나인데, 엘리사는 씽웍스 플랫폼을 토대로 핀란드와 에스토니아 지역에 IoT 서비스를 강화할 예정이다. 씽웍스 솔루션 구축으로 통합적인 IoT 서비스가 가능해진 엘리사는 멀리 떨어진 기기, 서비스 사용자 및 비즈니스 시스템을 이용하려는 고객들에게 중단 없는 연결과 인터페이스를 제공하게 됐다,

-향후 IoT 비즈니스를 위해 추가될 기술 및 솔루션으로는 어떤 것이 있나.

▲디지털 트윈(Digital Twin)이다. 기존 제조 기업의 비즈니스 프로세스에서는 제품을 정의하고 표현하는 다양한 Digital 정보들(Digital World)과 고객에게 제공된 실제 물리적 제품(Physical World)이 명확히 구별되고 분리되어 있었다. 하지만 사물인터넷 기술의 제조 기업 적용이 Digital World와 Physical World의 융합을 가속화시킬 것이며, 이로써 제조기업의 비즈니스 프로세스에 많은 변화와 혁신을 가져올 것이고, 이를 Digital Twin이라 부른다. 제품 개발, 생산, 서비스의 전 단계에서 발생된 제품정보들은 실제 고객에 제품과 1:1 매핑되면서 제품운영 및 서비스에서의 혁신을 가져올 것이며, 특히 발생된 정보를 제품기획 및 설계에 반영함으로써, 제품개발 프로세스의 혁신을 가져올 것이다. 또한 제품시험, 생산라인의 정보를 제품 설계프로세스와 실시간으로 연결함으로써, 스마트공장 구현을 위한 기반기술이 될 것이다.

-제조 기업들이 IoT를 단계적으로 구현해 나가는 방법론에 대한 제언을 부탁한다.

▲기업마다 비전, 목표 및 비즈니스 성숙도에 차이가 있기 때문에 접근방식도 달라야 한다. 일반적으로 제조 기업의 IOT 적용은 세 단계의 성숙도를 가지는데, 운영효율 개선 전략으로부터 경쟁 차별화 전략을 거쳐 새로운 비즈니스 모델로 신 시장을 창출하는 단계로 진화하게 된다.

첫 번째 단계는 제품개발 및 생산 프로세스, 자산운영(공장 등) 관리 프로세스, 대 고객 제품 운영 및 서비스 프로세스에서 QCD(Quality, Cost, Delivery) 측면의 개선에 초점을 맞추어 IOT를 적용하는 것을 의미하고, 다음 단계는 시장에서 경쟁사 대비 차별화된 제품 및 서비스 제공으로 고객에게 새로운 가치를 제공하고 새로운 매출 기회를 창출하는 것을 의미한다. 마지막 단계는 기존과는 전혀 다른 방식의 비즈니스 모델로 새로운 시장을 만들어 가기 위해 IOT를 사용하는 것을 말한다. 단계별 접근방식은 개별기업이 놓여 있는 비즈니스 상황과 추구하는 목표 및 가치에 따라 선택적으로 적용해야 하되, 순서에 따라 적용할 필요는 없다.

-IoT를 구현해 나가는데 있어 타 제조 소프트웨어 업체들과 차별화 되는 PTC의 경쟁력은 무엇인가.

▲다른 제조 소프트업체와는 달리, PTC는 엔드투엔드 IoT 플랫폼과 솔루션을 제공한다. PTC는 CAD, PLM, ALM, SLM 등 제품개발, 운영 및 서비스를 위한 엔터프라이즈 솔루션을 제공함과 동시에, 제조 기업이 IoT 비즈니스 전략을 수립하고 실제 구현하기 위한 제반 솔루션을 제공함으로써, 제품개발, 생산, 서비스 프로세스와 IoT 비즈니스 프로세스와의 통합을 용이하게 한다. PTC의 IoT 기술 플랫폼은 기업의 다양한 비즈니스 솔루션과 연계가 가능한 오픈 플랫폼으로 IoT 비즈니스를 기업의 비즈니스 프로세스와 통합하기 위해 적합하다.

또한 IoT 비즈니스의 특성을 고려해 비즈니스 생태계 구성을 위한 플랫폼을 제공한다. 마켓플레이스 (Marketplace)라는 이 플랫폼을 통해 다양한 파트너 및 고객들이 PTC의 씽웍스 기반 IoT 애플리케이션을 개발하고 공유하거나 파트너 및 고객 간 정보교환을 통하여 새로운 비즈니스 아이디어를 공유하고 비즈니스 협업모델과 수익모델을 창출할 수 있다.

PTC의 IoT 플랫폼인 씽웍스를 사용하면, 제조업체는 공장, 제품, 애프터마켓 서비스 환경을 안전하게 연결하는 응용 프로그램의 빠른 개발이 가능하다. 이러한 응용 프로그램은 사용자가 스마트 제품의 성능 및 사용 데이터를 쉽게 관리하고 이해하여 진행 중인 제품개발, 품질보증, 서비스 관리활동에 정보를 제공할 수 있도록 함으로써, 제조업체와 고객의 부가가치 창출에 기여한다.

-PTC가 현재 가장 관심을 갖는 기술은 어떤 것인가.

▲데이터분석과 기계학습 등, 데이터를 분석하고 예측하는 기술이다. 제조업도 새로운 수익모델을 찾기 위해 새로운 비즈니스 모델을 개발하고 해당 비즈니스 프로세스를 개선한다. 혁신적이고 파괴적인 비즈니스 모델은 방대한 데이터를 어떻게 분석하고, 이를 기반으로 어떻게 미래를 예측하느냐에 달려 있다. 제조 기업이 과거 제품판매에 의존하던 비즈니스 모델과 달리, 고객의 제품 사용목적을 충족시키는 서비스 모델을 지향하면서 제품이 발생시키는 데이터를 기반으로 분석하고 선제적으로 대응(예측)하는 것이 중요해지게 됐다. 제품운영 중에 발생될 가능성이 있는 고장을 예측하고 미리 수리를 한다든지, 제품생산 측면에서 생산 라인의 설비고장을 미리 예측하는 것도 하나의 예이다. 이러한 제조업에서의 새로운 비즈니스 모델은 사물인터넷, 빅데이터, 기계학습(머신러닝) 기술을 필요로 한다.