IIoT란? 산업용 사물인터넷 초보자 가이드

산업용 사물인터넷(IIoT)이란 무엇인가?

산업용 사물 인터넷(IIoT, Industrial Internet of Things)은 산업 환경에서 사물 인터넷 기술을 활용하여 효율성, 생산성, 가시성 등을 향상시킵니다. IIoT는 연결된 기계, 장치, 센서 등을 통해 실시간 데이터를 수집하고 분석하여 운영을 최적화하고 새로운 비즈니스 모델을 창출하는 데 기여하지요.

우리는 주로 인터넷을 웹사이트, 소셜 미디어, 온라인 게임에 활용하지만, 인터넷의 세계는 실제로 훨씬 더 광범위합니다. 인터넷은 서버, 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 및 기타 스마트 기기를 연결하는 글로벌 네트워크이며, IIoT는 그 안에서 중요한 역할을 합니다.

IIoT의 기본 개념은 스마트홈 기기와 유사합니다. 하지만 IIoT는 정보 기술(IT)과 운영 기술(OT)을 통합하여 컴퓨터와 산업 기계를 결합함으로써 제조, 농업, 공공시설, 광업, 헬스케어 등 다양한 분야의 산업 운영을 혁신한다는 점에서 독특합니다.

IIoT 기기는 게이트웨이라고 불리는 물리적 서버를 사용하여 기계 간 통신을 용이하게 하고 애플리케이션과 데이터를 공유합니다. 이 과정은 컴퓨터가 패턴을 인식하고 작업을 수행하도록 가르치는 수학적 모델을 사용하는 인공지능(AI)의 한 유형인 머신러닝(기계 학습)에 의해 제어됩니다. 기계 학습은 IIoT 네트워크가 인간의 개입 없이 실시간 산업 데이터를 수집하고 분석하는 데 도움을 줍니다.

IIoT 네트워크는 또한 엣지 컴퓨팅을 활용하여 데이터를 최신 상태로 유지합니다. 엣지 컴퓨팅은 원격 사이트의 기기가 네트워크 "엣지"에서 데이터를 처리하고 가장 중요한 정보를 중앙 데이터 센터에 가깝게 이동할 수 있게 합니다. 이 프로세스는 지연 시간을 최소화하고 대역폭 사용을 최적화하여 실시간 데이터 수집 및 분석을 가능하게 합니다.

산업용 IoT 생태계는 하드웨어, 소프트웨어, 첨단 기술을 결합하여 정보를 수집하고, 패턴을 식별하며, 예측을 만듭니다. 이를 통해 공장은 생산성 수준을 더 잘 이해하고, 프로세스를 간소화하며, 비용을 절감할 수 있습니다. 데이터 통찰력은 또한 안전 및 유지보수 절차를 개선할 수 있습니다.

IIoT vs. IoT

IIoT는 기술적으로 사물인터넷(IoT)의 하위 집합입니다. 센서, 애플리케이션, 분석과 같은 공통 기능을 공유하지만, IIoT와 IoT의 주요 차이점은 다른 목적을 위해 설계되었다는 것입니다.

스마트홈 기기, 스마트워치 또는 스마트 TV를 사용한다면 이미 사물인터넷에 익숙할 것입니다. IoT 기기는 인터넷에 연결되어 센서와 소프트웨어를 사용하여 데이터를 처리합니다. IoT는 가정 내에서 작동하는 반면, IIoT는 산업 응용 프로그램용으로 설계되었습니다.

전반적으로, 산업용 IoT 시스템은 IoT보다 더 높은 정밀도와 신뢰성이 필요합니다. 비슷하게 들릴 수 있지만, IoT와 IIoT 사이에는 많은 차이점이 있습니다. IoT는 상대적으로 짧은 제품 수명 주기 동안 가정, 사무실 또는 소규모 비즈니스 내의 편의성을 향상시키는 것을 목표로 소규모로 운영됩니다. 반면에 IIoT 기술은 OT와 통합되어 장기간에 걸쳐 중장비 및 복잡한 프로세스를 제어합니다.

간단히 말해, IIoT 기술이 실패하면 개인, 제품 또는 기계에 위험을 초래할 수 있습니다. IoT 기기가 실패하면 단지 불편함일 뿐입니다.

IIoT는 어떻게 작동하나요?

IIoT는 상호 연결된 기기가 실시간으로 데이터를 수집, 배포, 분석 및 조치할 수 있도록 함으로써 작동합니다. 기계 간 통신을 촉진하고 산업 기계가 인간의 상호 작용 없이 독립적으로 행동할 수 있게 합니다.

산업용 IoT 시스템에는 네 가지 계층이 있습니다:

• 물리적 — 웨어러블, 스마트 머신, 산업 장비를 포함한 센서 및 연결된 기기
• 네트워크 — 모든 기기를 연결하는 IIoT 게이트웨이
• 애플리케이션 — 데이터를 분석하고 조치를 취하는 소프트웨어
• 인터페이스 — 컴퓨터, 태블릿, 스마트폰 또는 가상 현실 헤드셋과 같이 인간이 IIoT 시스템과 상호 작용하는 기기

스마트 센서는 데이터를 수집하고 네트워크 게이트웨이를 통해 다른 기기 및 소프트웨어와 공유합니다. 소프트웨어는 이 정보를 사용하여 고급 분석을 실행하고, "결정"을 내리며, 작업을 자동화합니다. 이러한 첨단 기술을 활용함으로써 IIoT는 산업 조직에 귀중한 시간, 비용, 자원을 절약합니다.

산업을 위한 IIoT의 이점

IIoT는 산업 운영을 혁신할 잠재력을 가지고 있습니다. IIoT 솔루션의 광범위한 산업적 이점은 다음과 같습니다:

• 최적화된 운영. IIoT가 수집하는 데이터는 공급망 및 운영 효율성에 대한 실행 가능한 통찰력을 제공하여 관리자가 병목 현상을 제거하고, 프로세스를 간소화하며, 중복성을 제거할 수 있게 합니다—궁극적으로 생산성과 수익을 증가시킵니다.
• 개선된 효율성. IIoT는 반복적인 작업을 자동화하고 다른 솔루션보다 훨씬 빠르게 데이터를 수집하고 분석할 수 있습니다.
• 향상된 안전성. IIoT 기술은 잠재적으로 위험한 상황과 안전 프로토콜의 격차를 식별하고 시스템 고장을 방지할 수 있습니다. 또한 안전 위험을 초래하는 작업을 자동으로 중지하기 위해 상황 인식 추천 시스템을 활용할 수 있습니다.
• 예측 유지보수. IIoT는 기계가 고장나기 전에 유지보수가 필요한 시점을 예측할 수 있습니다. 이 정보를 통해 기업은 사전 조치를 취하고, 현장 서비스 기술자의 효율성을 향상시키며, 가동 중단 시간을 최소화할 수 있습니다.
• 효과적인 의사결정. IIoT 기기는 실시간 데이터를 수집하여 기계와 인간 모두가 가능한 한 빨리 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있게 합니다.
• 확장성. IIoT 시스템은 산업 조직에 생산을 효과적으로 확장하는 데 필요한 정보를 제공합니다.
• 개선된 재고 관리. IIoT 기술은 시설 내 자산을 모니터링하여 위치를 확인하고, 안전한 보관 조건을 보장하며, 배송 중 항목을 추적할 수 있습니다.
• 품질 관리. 자동화된 프로세스와 실시간 데이터는 일관된 품질을 보장합니다.
• 수익 극대화. IIoT는 문제를 사전에 해결하고, 효율성을 높이고, 운영 및 유지보수 비용을 줄이며, 생산 프로세스를 가속화하고, 확장성을 허용합니다.
• 규정 준수. IIoT는 조직, 산업 및 정부 규정을 자동으로 준수하도록 훈련될 수 있습니다.
• 고객 서비스. 산업 운영 개선 외에도 IIoT는 고객 경험을 향상시킬 수 있습니다. IIoT 네트워크는 쇼핑 경험을 간소화하고 기업이 고객 피드백을 쉽게 해석하고 적절한 조정을 할 수 있게 합니다.

IIoT 시스템을 구현함으로써 산업 조직은 수익을 극대화하고, 효율성을 향상시키며, 실시간으로 문제를 해결할 수 있습니다.

다양한 산업에서의 IIoT 응용

IIoT는 다양한 산업에 응용될 수 있으며 현대적인 산업 운영 접근 방식을 변화시킬 준비가 되어 있습니다.

IIoT의 광범위한 이점 외에도 특정 산업용 IoT 응용 분야는 다음과 같습니다:

• 공공시설. IIoT는 에너지, 수도, 가스 사용량을 측정하고, 정전을 식별하며, 전력망이나 발전소가 높은 수요에 직면했을 때 알릴 수 있습니다.
• 제조업. IIoT는 공급망과 재고를 관리하고, 반복적인 작업을 자동화하며, 일관성과 품질을 모니터링할 수 있습니다.
• 자동차 산업. 자동차 산업은 이미 IIoT 기반 로봇을 사용하여 자동차 제조 공정의 일부를 완료하며, 이는 계속될 가능성이 높습니다.
• 농업. IIoT는 토양과 날씨를 분석하여 작물 관리를 개선하고, 예측 모델을 사용하여 최적의 수확 시간을 제안하며, 자율 주행 트랙터 및 기타 농업 기계를 제어할 수 있습니다.
• 가축. IIoT 웨어러블은 가축 건강을 모니터링하고 적절한 관리 절차를 제안할 수 있습니다.
• 선적 및 공급망 관리. IIoT는 배송을 추적하고, 실시간 알림을 제공하며, 보관 조건을 모니터링할 수 있습니다.
• 화석 연료. 석유 및 가스 회사는 이미 자율 항공기를 사용하여 파이프라인 데이터를 수집하고 잠재적인 문제를 식별합니다.
• 물류. IIoT는 실시간 데이터에 응답하고 수요를 충족하고, 배송을 가속화하며, 낭비를 최소화하기 위한 적절한 대응을 제안할 수 있습니다.
• 헬스케어. IIoT는 환자의 활력 징후를 모니터링하고 인적 오류를 최소화할 수 있습니다.
• 교통. IIoT는 공장 바닥의 자율 주행 차량뿐만 아니라 자율 주행 상용차 및 대중교통을 지원하는 데 사용될 수 있습니다.
• 부동산 관리. IIoT 센서는 HVAC 시스템, 누수, 균열, 습도와 같은 건물 유지보수에 영향을 미치는 요소를 모니터링할 수 있습니다.

IIoT는 거의 모든 산업에서 구현되어 결과를 개선하고 효율성을 극대화할 수 있습니다.

IIoT와 관련된 과제와 위험

IIoT는 신흥 기술이므로 특히 보안, 통합, 대역폭과 관련하여 특정 과제를 제시합니다.

보안은 IIoT 구현의 주요 과제입니다. 산업용 IoT 시스템은 상호 연결된 네트워크이므로 사이버 범죄자가 한 기기에 접근하면 전체 시스템이 사이버 공격에 취약해질 수 있습니다. 산업용 IoT 공격은 기밀 비즈니스 데이터를 노출시킬 수 있지만, 그 영향은 그 이상으로 확장될 수 있습니다. IIoT는 대규모로 운영되기 때문에 사이버 범죄자는 기업의 전체 운영을 중단시킬 수 있으며, 산업에 따라 고객에게 직접적인 영향을 미칠 수도 있습니다.

IIoT 보안 계획은 물리적, 네트워크, 애플리케이션, 인터페이스의 네 가지 시스템 계층을 모두 악의적인 행위자로부터 보호하는 것을 포함합니다. 안전한 IIoT 배포는 다음을 우선시해야 합니다:

• 정기적인 소프트웨어 업데이트
• 사설 인터넷 연결 사용
• 정교한 인증 절차 및 강력한 시스템 비밀번호 구현
• 데이터 암호화
• 시스템 조작, 해킹 및 데이터 침해 방지
• 시스템 오작동 방지
• 연결된 기기 식별 및 관리
• 네트워크를 개별적으로 모니터링할 수 있는 영역으로 분할

AT&T, 제너럴 일렉트릭, 시스코와 같은 주요 기술 회사로 구성된 관심 그룹인 Industry IoT 컨소시엄은 IIoT 보안 노력을 발전시키고 보안 정책에 대한 강력한 권장 사항을 만드는 데 상당한 자원을 투입했습니다.

보안은 IIoT 배포의 주요 관심사이지만, 유일한 과제는 아닙니다. IIoT 구현은 다음과 관련된 어려움도 제시할 수 있습니다:

• 통합. 많은 산업은 최신 IIoT 기기와 통합하기 어려울 수 있는 레거시 프로세스 및 구형 OT를 사용합니다.
• 장비 내구성. IIoT 장비는 산업 조건의 부담과 산업에 따라 실외 날씨를 견뎌야 합니다.
• 대역폭. IIoT 시스템은 대규모로 운영되므로 많은 양의 대역폭이 필요합니다. 5G 네트워크는 IIoT 시스템이 충분한 대역폭 용량을 갖도록 보장하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다.
• 단편화. IIoT 기술은 다른 표준과 프로토콜을 사용할 수 있는 기기를 연결합니다. 일관된 IIoT 시스템을 구축하려면 모두 함께 작동할 수 있는 기기가 필요합니다.
• 중앙 집중식 가시성. IIoT는 모든 IIoT 기기를 효과적으로 모니터링하기 위해 중앙 집중식 가시성 시스템이 필요합니다.
• 데이터 규정 준수. IIoT 데이터 수집 및 분석 시스템은 특히 독점 정보나 민감한 개인 데이터를 처리할 때 데이터 보안 규정을 준수하도록 설계되어야 합니다.

IIoT 구현은 몇 가지 과제를 제시합니다. 그러나 IIoT 기술이 계속 확장됨에 따라 이러한 과제는 최소화될 가능성이 있으며, 산업용 IoT 응용 프로그램의 상당한 이점은 투자할 가치가 있습니다.

대한민국의 IIoT 시장 현황

대한민국은 산업용 사물인터넷(IIoT) 시장에서 중요한 역할을 하고 있습니다. 견고한 인프라, 정부 주도 이니셔티브, 기술적 발전과 같은 요소들에 의해 주도되어 시장이 상당히 성장할 것으로 전망됩니다. 주요 관심 영역에는 스마트 팩토리, 스마트 시티, 헬스케어가 포함되며, 솔루션과 서비스가 시장 수익에 크게 기여하고 있습니다.

한국 IIoT 시장의 주요 측면:

강력한 성장

한국의 IIoT 시장은 상당한 성장을 경험할 것으로 예상되며, 2030년까지 수십억 달러 규모로 성장할 것으로 전망됩니다.

주요 성장 동력

이러한 성장은 국가의 선진 통신 인프라, IoT 기술을 촉진하는 정부 이니셔티브, 다양한 부문에서 스마트 솔루션에 대한 수요 증가에 의해 촉진됩니다.

시장 세분화

시장은 솔루션, 서비스, 플랫폼으로 세분화되며, 솔루션이 가장 큰 수익 창출 구성 요소이고 서비스는 가장 빠른 성장이 예상됩니다.

주요 업체

SK텔레콤, KT, LG U+, 삼성전자와 같은 한국 기업들은 특히 5G 기반 애플리케이션에서 IIoT 솔루션을 개발하고 배포하는 데 적극적으로 참여하고 있습니다.

주요 집중 분야

한국은 제조업(스마트 팩토리), 스마트 시티, 헬스케어 분야의 IIoT 애플리케이션에 집중하고 있습니다.

도전 과제

데이터 개인정보 보호 문제와 표준화된 규정의 부재는 시장 성장에 잠재적인 장애물입니다.

정부 지원

한국 정부는 다양한 이니셔티브와 정책을 통해 IoT 기술의 개발과 채택을 적극적으로 지원하고 있습니다.

기술적 발전

한국은 AI 통합, 5G 연결성, 고급 로봇공학과 같은 분야에 초점을 맞춘 연구 개발을 통해 IIoT 혁신의 최전선에 있습니다.

글로벌 허브

한국은 특히 미션 크리티컬 애플리케이션에서 글로벌 IoT 시장의 중요한 허브로 간주됩니다.

IIoT의 미래

IIoT의 미래는 흥미롭습니다. 많은 분석가들은 IIoT를 "제4차 산업혁명" 또는 "산업 4.0"의 원동력으로 간주합니다. 전 세계적으로 2000억 달러(약 280조 원) 이상의 투자를 받은 기술로서, IIoT는 산업과 개인 모두에 영향을 미치는 일상 운영의 주요 부분이 될 준비가 되어 있습니다.

IIoT의 미래는 다음과 같을 것으로 예상됩니다:

• 확장된 구현. IIoT 구현은 향후 몇 년 동안 계속 증가할 것으로 예상되며, 석유, 가스, 수도, 제조, 물류, 헬스케어, 농업을 포함한 다양한 산업에 영향을 미칠 것입니다.
• IIoT 서비스 제공업체. 더 많은 기업이 IIoT를 구현함에 따라 소규모 조직이 IIoT 시스템을 설치하고 관리하는 데 도움을 주는 제3자 서비스 제공업체가 등장할 수 있습니다.
• 에너지 보존. IIoT 시스템은 고급 에너지 관리를 가능하게 합니다. 기업은 에너지 소비를 모니터링할 수 있으며, 이는 에너지 효율성, 폐기물 최소화, 보존 노력에 정보를 제공할 수 있습니다.
• 실내 위치 추적. IIoT는 정교한 위치 추적 가능성을 도입합니다. 현재 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 기술은 대략적인 위치를 제공하고 실외에서 가장 정확하지만, IIoT는 건물 내부의 항목을 추적할 수 있습니다. IIoT를 통해 기업은 시설 내 항목을 빠르게 찾을 수 있습니다.
• 산업용 로봇. IIoT는 반복적인 작업을 정확하게 완료하고 직원이 더 복잡한 상황을 처리할 수 있도록 하는 산업용 로봇의 더 넓은 채택을 가능하게 할 것입니다.
• 예측 유지보수. IIoT의 예측 유지보수 기능은 산업 기계 및 자동차, 가전제품과 같은 개인 소유물에 대한 영향과 함께 더욱 광범위하게 확산될 수 있습니다.
• 스마트 시티. IIoT가 발전함에 따라 인프라를 개선하고 시민들에게 더 나은 서비스를 제공하기 위해 IIoT를 활용하는 스마트 시티와 도시 환경을 개발하는 데 활용될 수 있습니다.
• 자율 주행 차량. 자율 주행 자동차는 이미 현실이 되기 시작했습니다. IIoT 기술은 특히 생산 프로세스 내에서 자율 주행 자동차, 기차 및 기타 차량의 추가 발전을 가능하게 할 것입니다.
• 신흥 기술과 함께 발전. IIoT는 AI, 기계 학습, 클라우드 컴퓨팅, 엣지 컴퓨팅과 같은 신흥 기술과 직접 연결되어 있으므로 이러한 기술이 발전함에 따라 IIoT도 발전할 것입니다.

미래에 IIoT가 어떤 모습일지 정확히 예측하는 것은 불가능합니다. 그러나 IIoT의 강력한 이점과 이미 받은 상당한 투자는 우리에게 단서를 제공할 수 있습니다. 오늘날 IIoT는 신흥 기술로서 큰 약속을 지니고 있습니다. 내일, 그것은 우리의 일상생활의 중요한 부분이 될 수 있습니다.