엣지컴퓨팅(Edge Computing)이 부상하고 있다.
IT영역과 OT영역의 갭을 줄이기 위해, 제조기술이 집약되어 있는 PLC 및 PC가 존재하는 엣지영역에서 유효 데이터들을 수집 및 관리, 전처리한 후, 클라우드에 필요한 데이터를 전송함으로써, 클라우드 인프라를 줄이고 비용도 절감할 수 있기 때문이다.
엣지컴퓨팅을 사용한 기술을 활용해서, 소ㆍ중 규모 공장에 맞는 맞춤형 스마트 모델을 만들고, 결과물에 대한 평가와 검증을 통해 단계적으로 확장해 나가는 것이 좀 더 안전한 방법이라는 의견과 함께, 클라우드 컴퓨팅과 엣지컴퓨팅을 함께 구성해 상호보완적으로 활용하는 방안에 대한 긍정적인 의견 역시 대세로 떠오르고 있다.
엣지컴퓨팅 기술에는 앞으로 머신러닝이나 딥러닝과 같은 AI 기술이 통합이 될 것으로 예상이 되며, 빅데이터 처리는 클라우드 기반으로 운영되는 것이 효과적이기 때문에 엣지 영역으로 통합되기까지는 많은 시간이 걸리거나, 현재와 같이 별도의 시스템으로 운영될 것이라는 의견이 대두되고 있다.
엣지컴퓨팅 기술을 주도하고 있는 글로벌 자동화 메이저 기업 4개 사의 엣지컴퓨팅 기술 전개방향 및 시장전략을 취재했다.

 

①로크웰 오토메이션

FactoryTalk Analytics Edge와 AI Module 출시할 예정

 

로크웰 오토메이션 최용훈 과장

 

Q. 엣지컴퓨팅이 왜 중요한가?
A. 엣지컴퓨팅이 부상하게 된 이유는 크게 두 가지로 설명할 수 있다. 첫 번째는 보안 때문이다. 데이터를 중앙서버에 모두 넣어 놨는데, 중앙서버가 해킹을 당하거나 보안적인 이슈가 생기면 외부에서 모든 데이터에 접속하는 것이 가능해지기 때문에 문제가 있다. 두 번째는 데이터가 한군데로 쏠리다 보니까 데이터 트래픽에 대한 부하가 생기게 되고, 해외나 다른 지역에서 내가 원하는 데이터를 열어보려면 결국은 메인서버에 접속을 해야 하는 불편함이 있다. OT 사이트에서는 이 두 가지가 대단히 크리티컬한 이유다.

보안은 당연히 중요하고, OT 사이드에서는 미리세크 단위로 데이터를 처리하고 커멘드를 현장에 내려줘야 한다. 이더넷 기반의 중앙서버에서 말단에 있는 데이터를 가져가기 위해서는 보통 10~100Mbps의 속도를 쓰는데, 이것도 너무 느리다. OT 사이드에서는 트래픽이나 타임 딜레이가 중요하다 보니까, 자동화나 공장에서 일하는 사람 입장에서는 엣지가 중요해지기 시작했다.

 

Q. 로크웰에서도 엣지컴퓨팅을 중요하게 생각하나?
A. 우리 로크웰도 엣지컴퓨팅 제품을 출시했다. PLC 옆에 꽂히는 컴퓨터 개념의 모듈이 나왔다. 섀시 기반의 엣지컴퓨 팅 모듈 출시가 중요한 이유는, 첫 번째 산업 IoT와 궤를 같이 하는 것이기 때문이다. 데이터 소스가 말단의 IN & OUT 카드건 현장에 있는 디바이스건, 데이터를 만들어내는 소스 들로부터 데이터를 취합해서 뭔가 액션을 취해야 하는데, 이것이 HMI 내지는 상위의 중앙 IDC로 가다보면 리얼타임 액션이 가능해지질 않는다. 따라서 로크웰도 엣지컴퓨팅에 관련된 모듈의 필요성을 느끼고, 섀시 기반의, 슬롯에 꽂히 는 컴퓨터를 개발해서 출시했다.

두 번째 이유는 로크웰 유저에게 제공할 수 있는 밸류 때문이다. 엣지컴퓨팅을 위해서는 또 다른 인프라 비용이 들어가야 하는데, 로크웰은 이걸 없애기 위해서 기존 로크웰의 ControlLogix나 CompactLogix를 사용하고 있는 유저들이 별도의 추가비용 없이 슬롯 하나가 비어있 으면 거기다 꽂아서 쓸 수 있는 컴퓨터를 만들자고 해서 컴퓨트 모듈이 나오게 됐다.

Q. 그렇다면 로크웰의 엣지컴퓨팅 제품군은 어떻게 되나?
A. 엣지컴퓨팅에 관련된 로크웰의 제품 포트폴리오는 세 가지로 구성이 된다.

크게는 PLC기반과 PC기반으로 나뉘는데, PLC 기반 에는 ControlLogix와 CompactLogix가 있다. 이들 제품 의 섀시에 통신모듈과 CPU, I/O카드들이 꽂혀 있으면, 여기에 컴퓨트 모듈이 꽂히는 형식이다.

ControlLogix에 들어가는 제품은 5580시리즈 컴퓨트 모듈, CompactLogix에 들어가는 제품은 5480시리즈 컴퓨트 모듈로 출시가 된다. 5580시리즈 컴퓨트 모듈은 올해 5월에 출시가 됐고, 5480시리즈 컴퓨트 모듈은 올 11월말에 출시될 예정이다.

한편, 로크웰의 산업용 PC는 VersaView라고 하는데, VersaView 모듈 중에 5200시리즈가 있고, 이 제품을 엣 지컴퓨팅의 역할을 하는, 말단에 있는 월마운트, 랙타입의 산업용 PC라고 보면 된다.

Q. 그렇다면 로크웰의 엣지컴퓨팅 제품군에는 PLC 제품군 과 PC 제품군 두 가지가 있는 건가?
A. 왜 그런지 설명하면, 첫 번째는 기존의 인프라를 최대한 보호하는 선에서 고객들의 유용성을 높이기 위해서다. 로크웰이 소프트웨어나 하드웨어 제품을 만들 때 중요하게 생각하는 포인트가 있는데, 바로 Scalable 즉 확장성이다. 왜냐하면 고객들이 신제품을 사용하거나 신기술을 취득 하는데 어려움이 없도록 기존 인프라를 그대로 사용하게 하는 것이 로크웰의 방향이기 때문에, PLC가 들어갈 때 슬롯이 있으면 거기다 엣지컴퓨팅 제품을 꽂게끔 만들면 인프라 차원에서 고객이 얻을 수 있는 이점이 크기 때문에, PLC 기반의 모듈이 나오게 됐다.

두 번째, 산업용 PC는 어떤 데이터를 중앙에 올리는 것이 아니라, 현장 근처에 갖다놓고 적시에 의사결정을 할 수 있게 끔 도와주는 것이 목적이기 때문에, 현장에 근접하게 갖다 놓는 산업용 PC가 로크웰의 엣지컴퓨팅 포트폴리오로 갖추어졌다.

Q. 섀시 베이스로 PLC 옆에 꽂아서 쓰게 되면 어떤 이점이 있나?
A. PLC에서 데이터가 만들어졌는데, 인풋값이 들어왔을 때, PLC CPU는 약속된 로직을 돌려서 원하는 아웃풋을 현장에 내린다. 이것은 자동화의 영역이니까 늘 해왔던 거고, 진단정보 같은 것 때문에 보통 PC로 데이터를 올린다. 그런데 여기서 이더넷기반이 됐든 뭐가 됐든 10~100Mbps는 네트워크에 관련된 거니까, 다른 통신 프로토콜을 쓰지 않는 한 이걸 어떻게 할 수는 없다. 그런데 같은 섀시 안에 꽂힌다는 것은 세크단위가 아니라, 미리세크단위로 처리를 하고, 거기에 대한 업데이트 정보를 위로 올려주는 게 장점이 되는 것이다.

Q. PC기반 업체들은 서버급 PC를 출시하고, 하나의 플랫폼에 두 가지의 OS를 탑재하는 하이브리드 기술을 선보이고 있다. 로크웰은 이런 기술은 없는데.
A. 로크웰의 ControlLogix 5580시리즈 컴퓨트 모듈에는 OS가 두 가지 들어가 있다. Window10 IoT Enterprise 64비트 OS와 Linux 32비트가 OS가 들어가 있어서, 고객 이 선택을 할 수 있다. CompactLogix 5480시리즈의 경우에는 Window10 IoT Enterprise 64비트 OS가 들어가 있다. 로크웰 제품을 사용하는 고객들이 바로 쓸 수 있게, 로크웰 Logix PLC를 쓰는 고객이 모듈 하나를 사서 꽂으면 되는 구조다. IT 관점에서 PC를 만드는 회사가 아닌 이상은, 자사가 가질 수 있는 차별화에 대해 고민을 했을 것이다. 이 부분에서 범용성보다는 유저들이 사용하기 편한 쪽으로 갈 수밖에 없다.

또 하나, 로크웰의 기존 PLC를 HMI나 다른 것을 연결할 수 있는 매개가 되는 데이터 서버 역할 소프트웨어로 Linx 라는 것이 있다. RS Linx, 최근엔 FactoryTalk Linx라고 하는 데이터서버가 있는데, CompactLogix 5480시리즈 안에는 RS Linx OPC가 포함이 되어 있고, ControlLogix 5580시리즈에는 마이크로소프트의 비주얼스튜디오 API가 들어가 있어서, 예를 들어서 컴퓨트 모듈에 OS만 있고, 아무것도 안 깔려 있다고 하면, Linx를 사다가 깔아야 되는 것이 아니라, 비주얼스튜디오에서 PLC랑 통신할 수 있도록 세팅을 할 수 있다. 만약에 좀 더 많은 기능이 필요하다고 하면 Linx나 HMI 소프트웨어를 깔아야 되는 구조다.

 

Rockwell Automation Edge 포트폴리오글로벌(사진. 로크웰오토메이션)

Q. 하이퍼바이저 기술과 멀티 런타임을 통해, Edge영역의 컨트롤 시스템뿐만 아니라, 로컬 클라우드 형태의 솔루션을 구축할 수 있다는 의견이 있다.
A. 하이퍼바이저를 쓴다는 것은 가상화를 한다는 것이다. 내가 생각하는 엣지컴퓨팅은 클라우드와 엣지컴퓨팅, 각각 의 역할이 있어야 한다는 것이다. 클라우드 서버를 쓰면서 엣지가 나온 이유는 앞서 설명한 대로, 보안이나 데이터 트래픽 때문이다. 엣지단에서는 바로바로 리얼타임 의사 결정을 해줘야 한다. 공장 안에 있는 온도나 습도를 조절 한다든지 기계별 가동현황을 실시간으로 파악해서 효율적 으로 관리한다든지 하는 것은 실시간성이 중요하기 때문에 아랫단의 엣지컴퓨팅에서 하고, 데이터가 만들어지거나 예지보전이나 분석을 하기 위해서는 클라우드 단에서 해야 할 것이다. 이 역할을 엣지단에서 하려면 엣지컴퓨터가 그야말로 서버가 돼야 하는 거고, A 라인의 PLC에 대한 예지보전이나 분석은 할 수 있겠지만, B라인의 PLC에 뭔가가 만들어지면 결국에는 여기에 국한된 분석이나 예지 보전이 될 수밖에 없다.

클라우드가 대두된 이유를 무시하면 안 된다. 이런 관점 에서 보면 엣지컴퓨팅과 클라우드의 세그먼트를 나눠야 한다고 본다. 로크웰도 엣지컴퓨팅이 있지만, FactoryTalk Cloud 라는 클라우드 환경은 그대로 가져간다. 일차적으로 실시 간성에 대한 해당 섹터에 대한 즉각적인 분석은 엣지컴퓨팅 에서 하고, 데이터들을 누적을 시켜서 여러 공장 라인 단위 혹은 다른 공장에서의 정보들은 하나의 빅데이터로 여전히 클라우드 서버에 저장해놓는 분산을 지향하고 있기 때문이다.

 

Q. 대부분의 업체들이 클라우드와 엣지컴퓨팅이 어느 한쪽이 없어져도 된다는 개념이 아니라, 상호보완이 돼야 한다는 의견 에 동의를 하고 있는데, 대규모의 클라우드보다는 엣지컴퓨 팅을 통해서 작은 규모로 스마트 팩토리에 접근하는 것이 효율적이지 않겠는가라는 의견이 있다.
A. 정확한 의견이다. 로크웰은 제품을 만들 때 확장성(Scalable)이라는 용어를 중요시하는데, 고객이 엣지컴퓨팅 을 도입하고자 했음에도 불구하고 서버 가격 자체가 비싸지거나 무거워지거나 트래픽이 한쪽으로 몰리거나 하면 도입할 때 여러 부분을 고민을 해야 할 것이다. 이런 것을 보완하고자 로크웰에서는 PLC 섀시 자체에 꽂을 수 있는 모듈을 먼저 출시하고, 그 데이터가 한 군데서 취합돼서 좀 더 데이터 처리량에 대한 능력이 커지는 서버는 클라우드 환경에 두고자 하는 것이 우리 로크웰이 주장하는 확장성이다.

Q. 로크웰도 PLC를 서버라고 부르는데, 그 이유가 이러한 트렌드와 관계가 있는 것은 아닌가?
A. 로크웰에서 PLC를 서버라고 부르는 것은, PLC가 그전 에 있었던 단순한 래더라는 로직을 연산해서 처리하는 역할 뿐만 아니라, 더 많은 역할을 할 수 있다는 것을 의미하는 것이다.

 

실제로 유저들이 생각하는 서버라는 관점은 뭔가 OS같은 바탕화면이 따로 있고, 로크웰 소프트웨어가 아니라 다른 뭔가를 깔아서 내가 원하는 어플리케이션으로 돌리고 싶어 한다. 그러면서 동시에 엣지컴퓨팅이 또 하나의 트렌드가 되다 보니까, Logix와 똑같은 환경 안에서 컴퓨터 역할을 할 수 있는 것에 대한 필요성이 많이 대두가 되고 있다. 새롭게 출시된 컴퓨트 모듈은 로크웰 소프트웨어뿐만 아니라, 엑셀이나 뭔가 어플리케이션 소프트웨어를 깔아서 실제 컴퓨터처럼 사용을 할 수 있다.

현장에 있는 컴퓨터를 없애고 싶어서 컴퓨팅 모듈을 엣지컴퓨팅으로 쓰는데, 원격데스트탑 환경에서 로크웰의 THINMANAGER를 쓰면 컴퓨터의 화면을 그대로 떠다가 볼 수가 있다.

결국 두 가지 방법이 있다. 현장의 모니터랑 키보드 마우 스를 그대로 두고 현장에서 똑같이 작업을 하거나, 현장에 안 가고 원격 데스크탑 환경에서 화면을 떠다가 보거나 하는 것이 가능해지는 것이다.

로크웰의 FactoryTalk HMI를 깔면 별도의 HMI가 없어도 PLC 섀시 하나에서 HMI를 쓸 수 있게 된다. 로크웰 에서는 이것을 비주얼라이제이션 인티그레이션이(Visualization Integration)라고 말한다. 결국은 PLC나 로컬 레벨에서 일어나는 여러 데이터들을 사람에게 시각화해 주는 걸 하나의 인티그레이션 모델로 제공하겠다는 것이다. 로크웰이 아닌 다른 업체의 HMI를 깔아도 된다.

Q. OPC UA에서 기본적인 보안기능이 제공이 되는데, 로크웰에서는 엣지컴퓨팅과 관련해서 별도의 보안대책을 제공하나?
A. 모든 커머셜한 소프트웨어는 자체적으로 보안에 문제가 있다. 보안 측면에서 가장 리스크가 있는 자산은 컴퓨터라는 대답이 일반적이다. 윈도나 리눅스 기반으로 해킹 프로그램 이 만들어졌기 때문이다. OPC도 마찬가지다.

로크웰 제품만 쓰면 호환성이 떨어지기 때문에, 로크웰도 OS 자체는 상용화된 것을 쓸 수밖에 없다.

로크웰이 섀시 기반의 엣지컴퓨팅 모듈을 만든 것은 보안 에 대한 목적이 더 크다. OS는 상용화되어 있는 거기 때문에 어쩔 수 없지만, Logix 기반의 보안 툴을 쓸 수 있게끔 만들어 놨다.

 

5480 CompactLogix Edge Compute Module(사진. 로크웰오토메이션)

 

펌웨어도 Signed Firmware를 쓰고, Change Detection이라는 걸 한다. 결국에는 Audit Trail 을 찍어내겠다는 것이다. 누가 접속을 해서 뭔가를 하면 디텍션을 하고, 여기에 유저기반의 보안등급을 차등화해 놓은 것이다. 윈도 환경이 아닌 데서 등급을 걸어 놓을 수 있기 때문에, 외부 침투에 대해 안전하다는 것이 장점이다. PC환경에서 만들어진 제품은 PC기반에서 바로 OS로 들어가다 보니까 문제가 있을 수 있다.

유저 액세스에 대한 것은 ControlLogix나 Compact Logix 기반의 보안 기능들이 있어서 그대로 쓰고, 외부에서 컴퓨팅모듈 OS 환경 안에 들어갔다고 하면 바탕화면을 볼 수 없게끔 혹은 추가적인 작업을 못 하게끔 THINMANAGER 기능을 넣어 놓은 것이 로크웰만의 특장점이라고 볼 수 있다. WinTMC라는 무료 앱을 깔면 THINMANAGER 서버가 컴퓨트 모듈에 접속한 사람들에 대해 HMI만 볼 수 있도록, 또는 엑셀만 볼 수 있도록 해당 유저에 대한 컨텐츠 를 뿌려놓을 수가 있다.

Q. 로크웰의 엣지컴퓨팅 제품은 앞으로 어떻게 확장이 될 예정인가?
A. 큰 틀에서는, 앞서 설명한 3가지 제품군으로 갈 것이다. PLC 기반의 섀시에 꽂는 컴퓨트 모듈이 기본적인 방향 이다. 여기에 앞으로 두 가지가 추가가 될 예정이다.
하나는 FactoryTalk Analytics Edge를 릴리즈할 예정 이고, 두 번째는 인공지능 AI Module을 출시할 계획이다. 하드웨어는 두 가지 다 계속 컴퓨트 모듈을 쓸 것이다.

로크웰의 분석솔루션은 고객이 큰 비용을 들이지 않고 할 수 있도록 단계적으로 도입할 수 있다는 것이 특징이다 (Scalable). 그래서 FactoryTalk Analytics Edge는 애저기반의 클라우드 플랫폼 안에서 FactortyTalk Analytics라는 플랫폼을 만들었고, 플랫폼 안에 여러 가지 역할을 하는 게 있어야 하는데, FactortyTalk Analytics 라는 플랫폼 안에서 컴퓨트 모듈 안에다가 FactortyTalk Analytics Edge라는 것을 넣어서 내가 원하는 인풋이랑 아웃풋, 결과에 영향을 주는 상관관계를 분석하는 툴을 만들 어냈다. 컴퓨트모듈 안에다가 라이선스를 넣으면 엣지단에서 같은 섀시 내에 혹은 해당 섹터 내에 있는 인풋과 이로 인해 발생할 수 있는 아웃풋 혹은 중간에 연계되는 여러 가지 데이터들을 분석해서, 앞으로는 이런 인풋이 들어오면 이렇 게 될 것이라는 분석 데이터를 해당 섹터에 나눠주게 된다. 별도의 소프트웨어 라이선스로 FactortyTalk Analytics Edge가 깔리게 된다. FactortyTalk Analytics Machine Learning이라는 소프트웨어가 있고, FactortyTalk Analytics DataView라고 하는, 클라우드 환경에서 쓸 수 있는 제품이 단계적으로 도입될 수 있게끔 출시가 됐다.

AI모듈은 패턴을 읽어서 다음에 어떤 일이 일어날 것이라 는 가이드를 주는 제품이다. 예를 들어서 정상 운영상태에서 트렌드가 이렇게 가는 것이 정상인데, 갑자기 피크를 치려고 스파크가 튄다고 하면, AI모듈이 그동안에 있었던 작업자의 학습패턴을 알고 있기 때문에, 이 패턴을 가지고 작업자에게 노티스를 알려준다. 온도가 평소랑 다르게 스파이크를 치고 있으니까 이것을 해라라고 작업자에게 지시를 해주는 라이브 러리를 만드는 소프트웨어라고 할 수 있다.

IT에 보면 알고리즘을 코딩하는 툴이 많은데, AI 소프트 웨어나 FactoryTalk Analytics Edge 같은 제품은 그런 알고리즘이 들어가 있어서, 작업자가 원하는 인풋, 아웃풋, 관련된 상관된 데이터 정도만 입력을 하면, 그 안에 들어가 있는 분석 알고리즘이 알아서 아웃풋을 내준다. 즉, IT에서 쓰는 알고리즘이 소프트웨어 안에 내재되어 있는 것이다.

공장에 있는 사람들은 공정 데이터나 배치데이터에 대한 특정 도메인 널리지는 많은데, 과거에는 히스토리안 서버에서 데이터를 누적하는 것까지만 공장에 있는 사람들이 했다. 그 이후에 히스트리안이나 FIMS라고 하는 공장 데이터 전반의 데이터를 DB로 만들어 놓으면, 그걸 IT에 소속되어 있는 데이터 사이언티스들이 데이터를 모아서 분석을 한다. 그러나 데이터 사이언티스트나 DBA들은 공장에 대한 공정이나 생산성에 관련한 데이터 등 OT 사이드에 있는 도메인 널리지는 모른다.

 

로크웰이 분석에서 표방하고 싶은 것은, 데이터 사이언티스와 같은 IT 전문지식을 가진 사람이 아니 더라도, 공장에 대한 전반적인 지식을 가지고 있는 사람이 분석을 마음껏 활용할 수 있도록 하고자 하는 것이다. OT 사이드에 있는 사람이 심플하게 이 데이터랑 상관관계를 믹싱해서 어떻게 되는지 가상으로 한 번 돌려보고, 사이클을 돌렸을 때 어떻게 나오는지를 미리 알 수 있게 해주는 툴이다.

이에 비해, 타 경쟁사들은 데이터 트윈이다. 공장에 있는 여러 누적 데이터를 만들어서 그걸 복사를 해서 시뮬레이션 을 해보면 이렇게 나온다라고 하는 개념인데, 데이터 트윈을 하기 위해서는 데이터 사이언티스트나 DBA가 있어야 한다.

Q. 엣지컴퓨팅과 관련된 기술 트렌드를 어떻게 예상하나?
A. 가트너 레포트에 의하면, 2025년까지 사용되는 데이터 량이 지금의 10배 정도가 될 것이라고 한다. 데이터 량이 많아진다는 것은, 결국은 데이터센터가 처리해야 하는 데이터 량이 많아진다는 것으로, 이렇게 되면 클라우드 서버가 갖는 부담이 커질 것이다. 따라서 클라우드가 없어질 것으로 보지는 않는다. 모든 게 클라우드로 가게 되면 데이 터 트래픽이 엄청나질 것이기 때문에, 하이브리드 모델로 갈 것으로 생각이 된다.

엣지컴퓨팅에서 일차적으로 실시간성이 중요한 데이터는 바로바로 처리를 하고, 거기에서 파생된 데이터를 클라우드 로 올려주고 빅데이터 차원에서 진단이나 예지보전, 분석 등 데이터 처리하기에 용량이 많이 소모가 되는 서버 역할을 클라우드가 할 것 같다. 결국은 어느 한 방향으로 간다기 보다는 혼재되어 있는 하이브리드 모델이 되지 않을까 예상이 된다.