전기전자/정보통신

Nikkei Systems_2018.2 인사이트 요약 (p56~61)

간단한 IoT 최전선
바로 시작할 수 있고 편리한 제품과 서비스

‘센서를 설치하기만 하면 된다’ ‘스마트폰만 사용한다’. 필요한 어플이 이미 준비되어 있다. 센서가 부착되어 있어 임베디드형 개발이 필요 없는 등 간단하고 편하게 IoT를 실현할 수 있는 제품이나 서비스가 속속 등장하고 있다. 이러한 등장은 실증 실험을 통해 좀처럼 진행되지 못하는 IoT 도입의 돌파구가 될 것 같다.

IoT 활용을 목표로 PoC(Proof of Concept, 실증실험)에 착수하였지만 좀처럼 본격적인 IoT 활용으로 이행하지 못하는 프로젝트가 늘고 있다. 이러한 PoC에서 더 진행 못하고 있는 IoT 프로젝트의 경향을 정리해 본 결과 크게 3개의 장벽에 막혀 있다는 것을 알았다.

‘IoT를 도입해라’라는 탑다운 방식의 지시로 시작된 프로젝트가 부딪히는 장벽은 ‘사용법, 효과의 장벽’이다. “IoT의 효과가 불명확하다. 자사의 어떠한 업무나 서비스에 IoT를 사용하면 좋을지 전혀 모르겠다”라는 경우다.

두 번째는 ‘비용, 기간의 장벽’이다. PoC를 끝내고 본격적으로 실행에 옮기려는 기업이 넘을 수 없는 경우가 많다고 한다. 본격적으로 전개하려면 대상 범위도 넓어지고 요구되는 품질 수준도 높아진다. 그 결과 예상보다 비용이나 기간이 늘어나 IoT의 본격적인 활용을 포기하게 된다.

그리고 세 번째는 ‘기술의 장벽’이다. 한 사람의 엔지니어가 IoT시스템의 개발에 필요한 모든 기술을 커버할 수는 없다. 센서나 디바이스 개발을 위해서는 임베디드나 하드웨어의, 센서를 통해 취득한 데이터를 송수신하기 위해서는 네트워크 지식이 필요하기 때문이다.

이러한 IoT의 장벽을 극복하기 위해 속속 등장하고 있는 것이 ‘센서를 설치하기만 하면 된다’ ‘스마트폰만 준비하면 된다’처럼 간단한 작업으로 편하게 IoT를 실현하기 위한 제품이나 서비스다.

‘IoT는 이노베이션형이기 때문에 PoC를 하지 않으면 안 된다’ ‘스피드를 중시하므로 애자일 개발을 채용하지 않으면 안 된다’와 같은 이미지도 있다. 그러나 간단하게 편하게 IoT를 실현할 수 있는 서비스를 활용하면 당장 내일부터라도 IoT를 실현할 수 있다.

-- 화장실 IoT화로 효과 실감 --
IoT의 본격적인 도입에 있어서 “IoT의 효과나 사용법을 잘 모르겠다”라는 장벽을 극복하고 싶은 IT엔지니어에게 추천하고 싶은 것이 주변의 것을 IoT화 해보라는 것이다.

그 대표적인 예로서 IoT화가 진행된 화장실을 들 수 있다. 실제로 화장실의 IoT화는 어떤 것일까? 오다큐전철의 신주쿠역 화장실을 예로 들어보자.

오다큐전철은 2017넌 12월 15일, 신주쿠역 서구(西口) 지하개찰구 안에 있는 화장실을 리뉴얼하였다. 그 화장실에 채용된 것은 비어 있는 칸을 표시하는 시스템이다. 남녀 화장실 입구에는 표시용 디스플레이를 설치, 그곳에 화장실 이용 상황이나 신주쿠역에 있는 다른 2개의 화장실의 정보도 표시한다. 또한 스마트폰 어플로도 화장실의 이용 상황을 볼 수 있다.

이러한 정보는 화장실 문에 들어 있는 자석을 사용한 센서를 통해 취득한다. 문이 열려 있을 때를 ‘빈칸’, 닫혀있을 때는 ‘이용중’으로 판단하도록 하였다. 자석 센서에는 배터리로 작동하는 통신장치를 달아 센서의 데이터를 화장실 안에 있는 게이트웨이에 송신한다. 통신에는 Wi-Fi를 이용한다.

배터리 통신장치를 이용한 것은 배선 공사 등의 수고를 덜기 위해서다. 서구 지하개찰구 안쪽에 있는 것은 비교적 새로운 화장실이기 때문에 문 안에 센서를 넣었지만 다른 화장실의 경우는 외부에 부착하는 센서를 채용하였다.

개발 시에 신중하게 검토한 것은 화장실의 빈칸 정보를 어떻게 표시할 것인지에 대한 데이터 표시 방법이었다. 이용자가 감시 받고 있다고 느끼지 않도록 스마트폰 어플에 ‘몇 칸 사용되고 있다’라는 식의 정확한 개수를 표시하지 않도록 하는 배려를 하였다.

“현재 이용자의 평가는 좋다”라고 야마다(山田) 과장은 말한다. 구상기간 등을 제외한 실제 개발기간은 약 6개월이었다. KDDI의 화장실 IoT화 지원서비스인 ‘KDDI IoT 클라우드 ~화장실 빈칸 관리~’를 이용하여 구축하였다.

-- 70~80년대 기계라도 IoT화 가능 --
IoT의 본격적 전개에 있어서 두 번째 장벽은 예상 이상의 비용과 기간이 걸린다는 것이다. PoC에서는 대상으로 하지 않았던 영역으로 적용범위를 넓히거나 규모를 확대한 결과 IoT 도입 비용이나 기간이 예상 보다 많이 걸리는 경우가 많다.

이러한 장벽을 극복하기 위해 효과적인 것이 SaaS형 IoT 서비스의 활용이다. 센서, 게이트웨이 그리고 센서를 통해 취득한 데이터를 활용하기 위한 클라우드 서비스 등이 일체화되어 있어 개발 부담을 줄일 수 있다. 뿐만 아니라 백업과 같은 비기능 요건의 실장을 고려할 필요도 없어진다.

IoT의 활용이 가장 활발한 제조업에서도 센서를 설치하는 것만으로 IoT화를 실현할 수 있는 SaaS형 서비스가 등장하고 있다. 그 하나가 i Smart Technologies사의 ‘제조라인 원격 모니터링 서비스(이하, 모니터링서비스)’다. 모니터링서비스가 목표하는 것은 생산 개수나 기계의 정지 시간 등을 가시화하여 생산 효율을 올리는 것이다.

i Smart Technologies의 구로카와(黒川) COO는 모니터링서비스의 특징 중 하나는 “센서 등이 내장되어 있지 않은 ‘70~80년대의 오래된 생산기계’를 간단한 구조로 IoT화하는 것이다”라고 설명한다.

-- 수백 엔짜리 센서로 가시화 --
i Smart Technologies의 모니터링서비스는 센서 등이 사전에 내장되어 있지 않은 오래된 생산기계에서의 이용을 전제로, 시판 자석이나 광센서를 활용하여 오래된 기계에서 가동 상황 데이터를 취득할 수 있는 구조를 준비하고 있다.

라인의 가동 상황을 알리는 램프에 광센서를 두르거나 프레스기계 등 개폐 형식 기계의 개폐 부분에 자석식의 센서를 부착하는 등의 방법으로 가동 상황 데이터를 취득한다. “센서는 일본 최대 전자상가인 아키하바라에서 판매하고 있는 수백 엔 정도의 것을 사용한다”라고 구로카와 씨는 말한다.

데이터 활용을 위한 어플은 i Smart Technologies의 형제회사인 도요타계열의 부품 제조기업 아사히철공(旭鉄工)이 현장에서 사용하고 있는 것을 SaaS형식으로 제공하고 있다.

아사히철공에서는 14년부터 생산라인의 IoT화를 추진하고 있다. 처음에는 라인 가동률이나 정지시간 등 간단한 데이터의 가시화에만 머물렀다. 그 후에 하나의 제품이 완성되는 시간인 ‘리사이클 타임’의 산출 기능 등을 추가하였다.

“개선 활동에서 가장 번거로운 것은 계측 작업이다. IoT를 통해 이를 자동화함으로써 현장의 개선 활동 효과가 분명히 향상되었다”라고 아사히철공의 사장을 겸임하고 있는 i Smart Technologies의 기무라(木村) CEO는 말한다. 아사히철공에서는 개선을 통해 작업 효율이 향상되고 설비 투자를 2억엔 이상 삭감하는 효과를 얻었다고 한다.

-- 전원을 넣고 즉시 이용 가능 --
SaaS형의 IoT서비스는 다종다양해졌다. IoT화가 진행되는 제조업뿐 아니라 IT화 그 자체가 뒤처진 영역까지 폭넓은 IoT화의 지원 서비스가 등장하고 있다.

농업용 IoT화를 지원하는 서비스는 IT벤더 SERAKU가 제공하는 ‘미도리 클라우드’다. 비닐하우스에서의 이용을 상정하고 있다. 농장의 온도, 습도와 같은 환경 데이터나 농장 사진 등을 2분 간격으로 클라우드 서비스에 전송, 그 결과를 표시하는 어플을 SaaS로서 제공한다.

미도리 클라우드의 이점 중 하나는 원격에서 농장의 모습을 볼 수 있다는 점이다. 지금까지 농가에는 원격으로 데이터를 보는 수단이 없었기 때문에 심야에도 자택에서 농장까지 정기적으로 상황을 살피러 나왔다. 센서에서 취득한 데이터의 가시화를 통해 직접 상황을 보러 갈 필요가 없어진다.

IT와는 인연이 없는 농가기 때문에 간단한 조작성에도 신경을 썼다. 센서나 통신장치가 일체화된 ‘미도리 박스’는 전원을 넣으면 자동적으로 클라우드로 데이터 전송이 시작되는 구조다. 전원을 넣으면 3G통신의 SIM이 활성화되어 자동적으로 데이터 송신이 시작된다.

어플 화면은 스마트폰, 태블릿과 함께 2G 휴대전화용도 준비하고 있다. 개발 중에 농작업의 경우는 2G 휴대전화를 사용하는 사람이 많다는 것을 알게 되었다. 장갑을 끼고 작업하는 경우가 많아 스마트폰을 조작하기가 불편하기 때문이다. 미도리 박스의 3G판을 이용할 경우, 초기 비용이 8만 9,000엔, 월 이용요금은 2,260엔(통신비 포함)이다.

-- 가속도 센서로 사냥감 판단 --
농업과 마찬가지로 IT화와는 인연이 없어 보이는 수렵에서도 IoT를 활용하는 경우가 등장하고 있다. 17년 9월에 설립된 벤처기업 huntech가 제공하는 ‘스마트 트랩’이다. 수렵에서 이용하는 덫의 IoT화를 지원한다.

huntech의 가와사키(川崎) CEO는 스마트 트랩의 목적에 대해 “수렵자는 설치한 덫에 사냥감이 걸려들었는지를 살피러 돌아다닌다. 그 작업 부담을 줄이는 것이다”라고 설명한다. 수렵자가 설치한 덫에 사냥감이 잡혔는지 여부를 판단하는 센서를 장착, 덫 근처에 설치한 게이트웨이 장치로 데이터를 수집하여 클라우드 서비스에 송신하는 구조다. 센서는 가속도 센서를 이용하고 게이트웨이 장치에서 클라우드 서비스로의 통신은 3G 회선을 이용하고 있다.

어플의 주요 기능은 덫에 사냥감이 걸린 것을 감지하면 수렵자에게 전자메일로 통지하는 것과 언제 어디에서 어떠한 사냥감이 잡혔는지를 일람할 수 있는 기능이다.

스마트 트랩을 개발하는데 있어서 가장 주력한 것이 산 속의 과혹한 환경에서 이용해도 문제 없는 하드웨어를 개발하는 일이었다. 덫에 장착하는 센서는 방수테이프로 감싸거나 게이트웨이 장치의 상자를 옥외형의 IoT시스템으로 빈번하게 사용해도 튼튼한 것을 채용하는 등 개량을 거듭하였다.

-- Key Ring으로 스마트폰을 에지로 --
IoT시스템을 개발하는데 있어서 반드시 필요한 것이 임베디드 및 통신에 관한 지식과 기술이다. 지금까지 기업 시스템 개발에 관여했던 IT엔지니어가 IoT시스템의 개발을 검토할 때 가장 어렵다고 느끼는 부분이다.

이러한 기술의 장벽 때문에 IoT화를 진행할 수 없었던 IT엔지니어에게 추천하는 것은 스마트폰을 사용한 IoT시스템의 개발이다. 스마트폰에는 센서나 통신기능이 있으므로 그것을 이용하여 IoT시스템을 개발할 수 있다.

실제로 스마트폰을 활용한 IoT시스템의 개발을 지원하는 제품∙서비스도 등장하고 있다. 그 하나가 벤처기업인 Momo가 17년 12월에 발표한 ‘Palette IoT’다. 제공은 18년 2월을 예정하고 있다.

Palette IoT는 최근에 스마트폰 액세서리로 유행하고 있는 링 모양의 홀더를 이용하여 스마트폰을 IoT시스템의 에지로서 이용할 수 있도록 하는 세트다.

이용자는 온도, 습도, 거리, 가속도, 인간 감지 등 8종류의 센서에서 하나를 선택하여 기판에 설치한다. 기판에는 통신장치가 있어 스마트폰의 통신장치와 ‘Wi-SUN’을 이용하여 통신한다. Wi-SUN은 스마트 미터기의 통신 등에 이용되는 통신규격이다. 스마트폰의 통신장치와 스마트폰 본체는 마이크로 USB로 유선 접속한다. 수신한 센서의 데이터는 이 케이블을 통해 스마트폰에 보내진다.

스마트폰 어플의 경우는 센서에서 취득한 데이터를 활용하기 위한 어플을 드래그 앤 드롭만으로 개발하는 기능을 제공한다. 데이터를 그래프 형식으로 표시하거나 센서로부터의 데이터가 설정한 기준(Threshold)을 넘기면 통지하는 등의 어플을 개발할 수 있다.

-- 종이 비콘으로 좁은 장소를 특정 --
실제로 스마트폰을 이용하여 구체적인 기능을 제공하는 서비스도 등장하고 있다. 그 하나가 Boxyz가 제공하는 서비스 ‘Putmenu’다. Putmenu를 도입한 음식점에서는 고객이 테이블 위에 Putmenu 전용 어플을 인스톨한 스마트폰을 놓고, 어플에 표시된 메뉴에서 주문하고 싶은 요리를 선택하기만 하면 주문이 완료된다. 고객의 스마트폰에서 가게로 주문 정보와 테이블의 위치 정보가 보내지는 구조다.

통상, 테이블과 같은 좁은 영역의 위치정보는 스마트폰의 GPS 기능으로는 취득이 불가능하다. 그래서 Putmenu의 경우는 테이블의 위치정보를 정확하게 특정하기 위해 슬림형의 비콘 장치 ‘PaperBeacon’을 이용하고 있다. 페이퍼비콘은 Boxyz의 자회사인 TAGCAST와 데이진(帝人), 도쿄대학발 벤처기업인 Cellcross가 공동으로 개발한 두께 1.5mm의 슬림형 비콘이다. Putmenu는 테이블의 밑에 페이퍼비콘을 장착하여 이용한다.

페이퍼비콘은 표면의 수cm에만 전파를 발사하여 상당히 좁은 영역을 특정한다. 페이퍼비콘 위에 페이퍼비콘에 대응한 어플을 인스톨한 스마트폰을 놓으면 스마트폰의 BLE(Bluetooth Low Energy)를 이용하여 위치정보 등이 전송된다.

고객의 대부분이 갖고 있는 스마트폰을 IoT의 센서나 통신장치로서 이용함으로써 “투자액을 줄일 수 있다는 것도 포인트다”라고 TAGCAST 사업전략실의 도미자와(富沢) 실장은 설명한다.

거의 모든 사람이 갖고 있는 스마트폰. 스마트폰을 사용한 IoT화 서비스는 앞으로도 계속 등장할 것 같다.

  -- 끝 --