전기전자/정보통신

Fuji Electric Journal_2016. 9 (89/3) 특집요약 (p4~11)

IoT 신시대의 계측·제어 솔루션
그 현상과 전망
Kondo Shiro 외 1명 / 후지쯔 기술개발 본부 부본부장 겸 IoT 프로젝트 실장

1. 머리말
후지전기는 전력 및 교통 등의 사외 인프라, 철 동 및 화학, 자동차, 전기, 전자 등의 산업용 설비, 빌딩 및 점포, 자동판매기, 차재기기(EPS) 등의 민생분야에 있어서 최신의 계측·제어 기술을 전개하여 성(省)에너지화 및 자동화, 고효율화, 고(高)신뢰화를 실현하는 많은 선구적인 실적을 올려 왔다. 오늘날에는 에너지 환경기술의 혁신을 추구하는 연구 개발을 중심으로 안전·안심하고 지속 가능한 사회에 공헌하기 위해 대처해 나가고 있다. 최근, IoT가 크게 주목을 받고 있으며, 산업계에 있어서의 계측·제어기술도 변혁기를 맞이하려고 한다. 본 글에서는 후지쯔전기의 IoT 대처와 계측·제어 솔루션의 현황과 전망에 대해 설명하겠다.

2. IoT시대를 맞이한 세계의 동향
2.1 독일의 동향
2011년 11월, 독일정부가 전략적 대책으로 “High-Tech Strategy 2020 Action Plan(고도기술 전략의 2020년을 향한 실행계획)”을 발표한 이래, 제4차 산업혁명인”Industrie4.0”의 실현을 향한 대처가 본격화 되고 있다. Industrie4.0의 IEC 표준화 활동은 2013년 10월에 독일의 제안으로 개시되었다. 그러나 검토 범위가 상당이 넓으며 기존 규격과의 관계 정비를 포함해, 2020년경에 규격화되어 시장에 침투할 때까지는 앞으로 10년정도 더 필요하다고 한다. 한편, 독일 정부기관의 보조금으로 It’s OWL 및 Smart Factory KL 등, 복수 기업간의 장치의 상호 접속에 의한 실증 프로젝트가 개시되었으며, 효과를 확인하는 작업이 진행되고 있다.

2.2 미국의 동향
미국에서는 2014년 3월에 GE 등 5사에서 IIC(Industrial Internet Consortium)가 발족되었다. 후지쯔전기를 비롯해 일본기업을 포함한 240사 이상이 참여하고 있다. IIC에서는 주로 2개의 활동을 시행하고 있다.
(a) 기술 시큐리티(Security) 의 아키텍쳐(Architecture) 검토
(b) 필드 검증

2.3 일본의 동향
일본에서도 2014년 12월부터 IoT의 활용 검토가 본격화되어, 2015년 6월 30일에 각의 결정된「일본 재흥 전략」개정 2015 - 미래로의 투자·생산성 개혁 –의 중요 시책 중 하나로써 IoT로의 대처가 제시되었다. “데이터 가동형 사회“로써 실제 세계와 사이버 공간의 상호연계가 모든 영역에서 적용되어, 커다란 가치를 창출해 나가는 사회를 지향한다.
이것을 계기로 일본에서도 많은 단체가 활동에 착수하여 IEC규격화, 아키텍쳐 모델화, 고객 가치의 실증을 시행하고 있다.

3. IoT를 활용한 후지전기의 계측ㆍ제어에 대한 대처
3.1 후지전기의 IoT 솔루션
후지전기는 현장 데이터의 센싱부터 게이트웨이, 네트워크 접속 기술, 데이터 해석·예측 기술, 최적화 기술, 고도의 제어기술 및 그 실행 기반으로써의 제어기기까지 일련의 제품·기술을 활용한 고객 가치를 창출하는 각종 솔루션을 갖추고 있다.

3.2 후지전기의 IoT 컨셉
IoT는 단순히 IT망에 연결되는 사물만을 가리키는 것이 아니다. 고객 필드(기계, 설비, 라인, 인프라 등)의 모든 정보를 디지털화하여, 서버가 공간에서 새로운 가치를 창출하는 시스템을 총칭하는 것이다. 후지전기에서는 이 IoT를 플랫폼화하여 에너지 운용 최적화 솔루션을 비롯해 안정 조업(操業), 생산성 향상, 품질 개선, 숙련 기술 계승, 환경 개선 등을 솔루션 메뉴로써 갖추고 있다. 또한, 소재산업, 조립가공산업, 물류 등, 다양한 분야에 적응을 확대하고 있다.

3.3 데이터 수집 기술
데이터 수집은 필드의 정보를 디지털화 하여 IP망에 접속하는 부분에 해당한다. 센싱 기술과 네트워크 접속 기술의 두 가지 기술로부터 생긴다.
(1)센싱기술
후지전기는 공업기기에 있어서 압력·차압발신기, 유량계, 수위계, 기록계 등을 라인 업하고 있다. 또한, 환경측정의 기술 개발 및 제품화에도 대처하고 있다.
(2)네트워크 접속 기술

향후, IoT의 침투와 함께 필드 디바이스 및 기계, 설비 등은 IoT화하여, 자립해 네트워크에 접속해 간다고 생각된다. 그러나 기설의 디바이스 및 비용 면에서 네트워크화가 곤란한 디바이스에 관해서도 사이버 공간과 접속하는 수단을 구축해야 한다.
(a)Ⅰ군: 직접형 –자율적으로 IP망에 접속하는 타입. 앞으로 후지쯔전기의 주요 제품에 관해서는 직접형으로 진화시킬 방침.
-- 감시·제어 시스템 (MICREX-View XX, MICREX-View PAERNER)
-- 컨트롤러 (MICREX-SX)
-- 중·대용량 UPS, PCS
-- 고기능 인버터
-- IT연계 자동판매기 (사이니지 자동판매기 외)
-- 방사선 모니터링 포스트 외
(b)Ⅱ군: 게이트웨이 접속형 -- IP망으로의 접속 기능이 없는 기설 디바이스(컨트롤러, 인버터, 계측기기 등의 범용기기 및 분석계 등)을 자사·타사와 상관없이 각각의 제품의 로컬 통신기능을 이용하여 IP망에 접속하는 타입
-- 범용 계측기기 (조절계 등)
-- 범용 제어기기 (PLC, 인버터 외)
-- NC공작기, 로봇 외
-- 분석계 외
-- 기타
(c)Ⅲ군: 게이트웨이+센서 접속형

-- 회전기 (진동 센서)
-- 축전지 (내부저항, 온도 센서)
-- MCB (전류 센서)
-- 건물 (감진 센서)

3.4 CPS 엔진
후지전기에서는 에너지의 최적이용 및 설비의 안정 가동, 생산성·품질 향상 등의 다양한 솔루션을 제공하기 위한 기술로써, 해석기술, 진료·예측기술, 최적화 기술, 고도 제어 기술 등 다수의 기술을 보유하고 있다. 후지전기에서는 이것들을 CPS(Cyber Physical System) 엔진이라고 부르며, IoT 플랫폼의 코어기술로 자리매김하고 있다. 이 CPS엔진은 후지쯔전기가 오랜 시간 계측·제어 분야에서 다져온 필드 기술과 그것을 지탱하는 수리(數理)응용 기술로 구성되어 있다. 수리응용 기술은 다음과 같다.
(1) 진단·예측기술
(2) 최적화 기술
(3) 고도제어 기술
3.5 클라우드 구조와 시큐리티
(1) 클라우드 구조
후지전기에서는 CPS엔진 및 그 응용 서비스 어플리케이션과 같은 서비스군(郡)을 IoT 플랫폼의 코어기술로써 주력하고 있다.
(2) 시큐리티
후지전기는 경제산업대사인증법인 기술연구조합 제어시스템 시큐리티센터(CSSC)에 설립 당초부터 참여하고 있으며, 사이버 시큐리티에 관한 연구 개발, 구제 표준화, 보급개발, 인재육성 등의 다양한 분야에서 산관학이 일체가 된 시큐리티 대책의 구축에 참가하고 있다.

3.6 솔루션
(1) 클라우드형 총합설비 관리 서비스
(2) 물류 솔루션으로의 대처
(3) 식물공장 솔루션으로의 대처
(4) 플랜트 조업 최적화 솔루션으로의 대처
(5) 설비 보전으로의 대처
(6) 보일러 연소 솔루션

4. 향후 전망
4.1 에코 시스템으로의 전개
4.2 IoT 플랫 폼
4.3 CPS 엔진
후지전기에서는 특징 있는 CPS엔진을 코어기술로써 개발을 추진하고 있다. 향후, 새로운 고객가치의 창출을 지향하여 CPS엔진의 체계화 및 내실을 도모할 계정이다.
4.4 엣지 컨트롤러 강화
후지전기는 고기능의 게이트웨이로써 산업용 엣지 컨트롤러의 강화에 주력하고 있다. 엣지 컨트롤러에는 데이터 처리(수집, 가동, 축적) 및 각종 필드 디바이스와의 통신 프로토콜 등이 기본기능으로 요구되고 있다. 후지전기는 멀티코어 범용 마이크로 컴퓨터, 리얼타임 OS, Linux 등의 범용OS, 내장형 시큐리티와 같은 오픈 기술을 이용하는 기술과 프로그램 컨트롤러로 쌓아 온 리얼타임 제어기술, 엔지니어링 지원기술을 베이스로 엣지 컨트롤러를 구축함과 동시에 필드 디바이스에 요구되는 저비용, 고(高)환경 적응성, 고(高)신뢰성, 고속성과 같은 과제를 해결한다.

5 마무리

  -- 끝 --