IoE와 IIoT

IoE(Internet of Everything)

1. 만물의 경계를 초월한 사회 구현을 위한, 만물인터넷(IoE)의 개요

놀라운 속도로 증가하는 연결성을 지원하는 데 필요한 관리 효율성, 제어 가능성 및 확정성을 강화하는 네트워크 인텔리전스

인터넷(전자기기) > 사물인터넷(IoT:모든 사물) > 만물인터넷(IoE:세상 모든 것)

IoE 1.png

구분		설명
Everything	Things	IoT에서 말하는 인터넷에서 연결되는 일반 사물
	People	IoT를 통해 우리가 어떻게 다른 사람, 사물, 서비스와 연결될 것인가에 대한 것
	Process	상황에 맞게 처리하는 방식, 순서, 정보 탐색 방법
	Data	축적된 데이터에서 가치를 발굴해내는 빅데이터 그 가치를 실시간으로 필요한 곳에 전달하는 Data in Motion^[1]
Method	Internet	Everything을 실시간으로 연결하는 지능형 네트워크
Technology	Big Data	실시간으로 쌓이는 대량의 데이터를 저장/관리/분석하는 기술
	Cloud	가상화 기술을 기반으로 네트워크 상의 복잡한 인프라구조 관리
	IPv6	IPv4를 확장한(속도/용량/주소) 차세대 인터넷 주소
	IoT	생활속 사물을 유무선 네트워크로 연결해 정보 공유하는 환경

2. IoE에 대한 정의

시스코의 미래학자 데이브 에반스(Dave Evans)가 지난 시스코 라이브 2013에서 설명함
IoE가 IoT를 근간으로 하지만, IoT 이외에도 클라우드, 빅데이터, IPv6 등의 다른 기술적 혁신을 포함한 개념
IoE 시대는 “사람, 프로세스, 데이터, 사물(Things) 등 연결되지 않은 세상의 나머지 99%까지 모두 인터넷에 연결돼 실시간

상호 소통함으로써 전례 없는 가치를 창출해내는 시대“

(이때 사물이 인터넷에 연결된다는 것이 IoT의 개념)

즉, IoT가 ‘기술’ 이라면, IoE는 단순히 ‘기술’ 혹은 ‘기술들의 집합체’라기 보다는 실시간 연결성을 통해 지금과는 전혀 다르게 변화될 미래의 생활 방식’ 혹은 ‘생활 양식의 혁신’으로 생각해야 한다.

IoT&IoE.png

3. IoE의 사례

스마트 시티 프로젝트: 만물인터넷 솔루션 혁신센터 GCoE(Global Center of Excellence)
https://youtu.be/CeAXxufRuKg (자막)

시스코 GCoE(인천 송도)에서 시연중인 스마트 시티 통합관제 센터 솔루션. 도시의 모습을 한 눈에 볼 수 있어 도시 안전, 효율성을 높일 수 있다. 이 솔루션에는 국내 스타트업 N3N의 시각화 및 관제 시스템 기술이 적용됐다.

스탠리 블랙앤데커(Stanley Black & Decker) 미국 최대 공구 기업(제조업)인 스탠리 블랙앤데커에 IoE를 적용한 사례. 과거에는 생산 일정, 결과, 품질 관리와 근무 교대 등에 대한 일정 관리를 포함해 모든 생산관리를 수동으로 함.

시스코의 커넥티드 팩토리 솔루션을 일부 생산 라인을 시범적으로 도입.

이는 스탠리 블랙앤데커가 RTLS(Real-Time Location System, RTLS)을 갖추도록 함. RTLS에는 위치 정보와 진행 상황을 알려주는 작은 와이파이 지원 RFID 태그가 포함되어 있어, PLC와 통합되어 생산결과의 품질 등을 마지막 테스트 단계에서 관리자에게 바로 전달할 수 있게 구현함.

4. IoE 적용시 고려사항

인적 자원의 교체(Human Resource Transformation)가 필요 (기존의 경쟁은 속도 경쟁, 두뇌의 경쟁) - 통섭의 리더십과 시스템을 통합할 수 있는 능력 필요
보안 문제 미래에는 보안 문제가 다양한 형태로 나타날 것임. 사물인터넷은 너무 많은 요소(센서, 엑츄레이터, 오브젝트)들을 한곳에 통제하는 것이 어려움 사생활 침해 문제 빅데이터의 분석 오류로 허위동작, 허위정보로 반응하는 오동작을 대비

정부의 정책 준비 앞에서 언급한 보안에 대한 정책도 함께 준비

IIoT(Industrial Internet of Things)

1. IIoT의 개요

통신, 감지, 내부 상태 및 외부 환경과의 상호작용 등을 위한 임베디드 기술과 산업용 사물과의 융합
기계-사람-데이터를 서로 연결시켜 설비운영의 효율화, 비용절감, 새로운 제품과 서비스 제공을 가능케 하는 제조 혁신을 지원하는 IoT

기계가 생성한 데이터를 수집 및 분석하고 이를 설비 운영에 적용하는 머신러닝(Machine Learning)이나 사이버 물리 시스템 (Cyber-physical system) 등도 산업 IoT 분야에 포함

Honeywell 3Tier IIoT.png

2. IIoT의 정의

산업 현장에서 생각하는 기계, 첨단 분석기술, 작업자를 서로 연결하는 것. 또 IIoT는 통신 기술로 연결된 수많은 기기들이 산업 현장에서 모니터링, 데이터 수집, 데이터 교환 및 분석 등의 기능을 수행해서 가치 있고 새로운 통찰을 제공하도록 한다. 이러한 통찰에 근거해 사업을 운영할 때 더욱 신속하고 현명한 결정을 내릴 수 있게 된다.
예를 들어, 정유공장에서는 파이프 내부의 부식을 감지하는 예측 분석을 제공하고, 공장에서는 생산력을 향상시킬 수 있는 실시간 생산 데이터를 제공한다. 산업인터넷과 이를 통해 작동하는 소프트웨어 솔루션 덕분에 사업의 성과가 크게 향상되고 있다. https://youtu.be/KzXfFDJWgmQ (영문)

3. IIoT의 대표적 주요기술

M2M(Machine to Machine) - 사람이 직접 제어하지 않는 상태에서 사물 또는 기기들이 사람 대신 통신의 양쪽 모두를 맡고 있는 기술을 의미
산업 빅데이터 분석 - 산업에서 발생하는 엄청난 양의 데이터를 분석
사이버 보안 - 너무 많은 요소(센서, 엑츄레이터, 오브젝트)들의 해킹에 대한 보안

HMI(Human Machine Interface) - 여러 제어 및 측정 시스템은 운영자가 시스템을 시각화하고 시스템과 통신하기 위한 툴이 필요

SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) - 산업 제어 시스템, 즉 산업 공정/기반 시설/설비를 바탕으로 한 작업공정을 감시하고 제어하는 컴퓨터 시스템

4. IIoT의 사례

디지털 윈드 팜(Digital Wind Farm)

GE에서 만든 차세대 풍력 발전소 모델.
- 발전소 건설 발전소를 설계할 때부터 풍향·지형 등 실제 건설될 현장을 ‘가상’으로 재현해 검증. 여기엔 ‘디지털 트윈(Digital Twin)’이라는 홀로그램 시뮬레이션 기술을 쓴다.
- 발전소 운영 운영시엔 각종 기계장치를 연결해 자료를 수집하고 분석하는 ‘윈드 파워업(Wind PowerUp)’이란 산업 인터넷 솔루션을 활용하여 출력을 극대화함.
- 실시간 점검 일단 풍력 발전 단지를 건설하면 잘못 설계됐더라도 다시 짓는 게 어렵기 때문에 GE는 서로 다른 사양의 발전기들을 가상 상황에서 ‘시뮬레이션’하면서 어떤 결과를 가져오는지 즉석에서 확인하고 수정할 수 있게 함. 발전소를 완공한 뒤에도 운영자는 센서가 전하는 각종 정보를 통해 전력 생산 상황을 실시간으로 파악할 수 있음.
- 예측 자료의 실시간 분석을 뛰어 넘어 발생 가능한 문제를 ‘예측’까지 할 수 있음. GE의 ‘디지털 윈드 팜’은 자료분석 소프트웨어를 통해 고장·오류를 일으킬 수 있는 정보를 미리 도출한다. 이를 통해 예상치 못한 오작동과 불필요한 가동 중단을 예방 및 발전량 향상 가능.
프레딕스(Predix)
GE에서 만든 산업인터넷을 위한 운영체제, 엄청난 양의 산업용 데이터(하이퍼스케일(Hyperscale))를 처리하고, 사용자가 산업인터넷에 최적화된 어플리케이션을 개발하고 운영할 수 있도록 도와줌. 프레딕스를 통해 GE는 제트엔진, 가스터빈, MRI 스캐너 등에서 데이터를 안전하게 수집하고 분석한 후, 그 결과를 활용하여 기기를 더 효율적으로 운영할 수 있게 됨.
- 제트엔진: 제트엔진의 제작 과정에서의 결함이나 문제를 쉽게 찾아, 비용과 이슈를 프레딕스를 이용해 최소화
- 피트니 보우스(Pitney Bowes)의 우편기계: 1년에 9억통의 편지를 분류하는 대형우편기계를 최적화
- 헬스케어: MRI 이미지를 수집하는 과정에서, 이미지 당 차지하는 용량은 2~3 기가바이트. 만약 수천, 수만 장의 이미지를 저장하한다면, 용량이 많아짐. 방대한 데이터를 처리할 수 있게 도와줌. (향후 5년 이내에 제타바이트
  (1,000 엑사바이트, 10의 21제곱 바이트)의 장벽을 깰 예정.)

5. IIoT 적용시 고려사항

IT/OT 팀 합병 - IIoT 변화에서 직면하는 보편적 장벽은 IT조직과 다른 OT(Operational Technology)조직과의 조화 - IT는 일반적으로 변화와 혁신을 지향, OT는 변화와 위험을 지양함 - 이런 두 문화 사이의 간격을 좁혀 상충하는 IT와 OT의 우선순위를 충족해야 함.

시스템 통합 - 기업 IT 환경은 일반적으로 시간에 따라 조직 전반에 걸쳐 배치되고, 서로 연계되어 있지 않은 경우가 많음. - 데이터 공유와 통합이 IIoT의 이점을 실현하기 위한 핵심이기 때문에, 해당 환경에 추가된 새로운 시스템이 필요. - 산업 표준 구성요소에 기초하여 상호운용성을 확보
설비 현대화 - 차세대 빅데이터 중심적인 지능형 자동화의 잠재력을 실현하려면 그 구성 기초를 현대화해야함. - 기존의 OT 인프라를 살펴보면, 오늘날 대부분의 환경에서 구형 데스크톱 하드웨어와 서버는 매우 오래된 운영체제와 소프트웨어를 구동하고 각 애플리케이션마다 전용 PC가 있으며 수 년 동안 패치된 사유 시스템이 이를 유지함

점검 가능성 우선 - IIoT 대비 수준를 판단하기 위해 점검성에 주의해야 한다. 대부분의 산업 기업은 오래되고 패치 또는 업그레이드를 통해 제대로 유지 관리하지 않는 설비를 운영하기 때문이다. 기업은 자동화 그리고 궁극적으로 IIoT에 대한 투자를 고려하면서 점검이 쉽고 원격으로 관리할 수 있는 자산과 설비를 우선시해야함

* 래퍼런스

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3. IoE의 사례

4. IoE 적용시 고려사항

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5. IIoT 적용시 고려사항

* 래퍼런스

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* 래퍼런스

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