[무선인식 융합전략] RAMI 4.0 기반 참조모델 구체화…한국형 모델 반영

등록 2015.09.14 10:13:37

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스마트공장 표준화 및 시험·인증 추진 전략

스마트공장 관련 국제표준화 동향을 살펴보면, IEC와 ISO 안에는 수백 개 이상의 표준화 그룹이 존재하고 있으며, 그중 IEC 산하의 SMB는 스마트제조에서 요구하는 사항을 가장 잘 만족하는 RAMI 4.0을 개발했다. 한국산업기술시험원(이하 KTL)에서는 RAMI 4.0 기반 자동차 산업을 중심으로 한국형 스마트공장 참조모델을 구체화하고 있다.

우리나라 스마트공장 표준화 및 시험·인증 추진 전략은 무엇인지, KTL 송태승 센터장이 지난 8월18일 열린 ‘무선인식기술 산업융합전략 컨퍼런스’에서 발표한 강연 내용을 정리했다.

▲ 송태승 한국산업기술시험원 센터장

스마트공장 표준화 필요성

스마트공장 확산을 위해서는 먼저 개념체계의 정립이 필요한데, 현재 국가기술표준원에서 스마트공장 인식 확산을 위한 KS 표준과 인증 기반을 마련했다. 그래서 쉽게 접근할 수 있는 부분이 ISO 9001 인증처럼 스마트공장화가 됐을 때 사용될 수 있는 요소요소들을 총망라할 수 있는 경영시스템의 KS 표준을 먼저 제정하고 KS 인증해 주는 것을 목표로 올 하반기에 추진하고 있다.

두 번째는 스마트공장 수요기업과 공급(IT 분야)기업 간의 부조화(Mismatch) 문제 상존이다. 예를 들면, 제조 현장에 있는 작업자들과 IT 기반 스마트화 기술 전문가들 간의 용어표준이 맞지 않으면 의사소통이 안 되기 때문에 KTL에서 반드시 표준 용어사전을 개발해야 한다. 그다음에 전체적인 큰 그림을 어떻게 가져갈 것인가에 대한 표준참조 모델 개발을 하게 된다. 현재 참조 모델은 IEC에서도 독일 인더스트리 4.0을 참조해서 RAMI 4.0 모델을 개발한 상태인데, 이것은 독일의 실정에 맞는 것이고 우리나라는 좀 더 연구를 통해 우리 실정에 맞는 모델 개발을 해야 한다.

세 번째는 활용 측면에서 보았을 때, 스마트공장 내에서 각 요소의 기술에는 각각의 표준이 있다. 예를 들면, 와이파이를 사용한다면 와이파이 표준이 있을 거고, 블루투스를 사용한다면 블루투스와 관련해 정의한 표준이 있을 것이다. 각각 개별마다 정의한 표준에 적합할지를 판단하는 표준적합성에 대한 부분, 그리고 표준 적합한 기기와 기기들이 서로 결합했을 때 상호 호환이 가능한지에 대한 상호운용성 문제가 제기될 것이다. 표준적합성의 상호운용성은 어떤 서비스나 실제로 활용되기 위해서는 반드시 필요한 부분이다. KTL은 객관성이 확보된 표준 기반의 시험인증체계 구축 지원을 위해 시험 사업화를 추진할 계획이다.

네 번째는 스마트공장 표준 기술력 부족이다. 우리나라와 선진국 독일과의 표준 기술력을 비교해 보면 독일의 80% 정도 수준으로 예측된다. 따라서 우리나라는 KTL의 예산으로 표준 기술력 향상 사업을 추진하고 있다. 현재 산업자동화, 공정, 핵심 요소 기술 등 각 개별 TC에서 표준화 진행 중이며, 독일 등 선진국과 같이 산학연 공동 프로젝트를 통해 표준 통합 플랫폼 및 참조모델 개발 중이다.

마지막으로 수요자 관점의 표준화 대응 체계가 미흡하다. 제조현장의 수요자들은 아직 표준에 대한 개념이 부족하기 때문에 이를 해소하고자 국가기술표준원에서는 지난 6월 민간 표준전문가를 스마트공장 국가표준코디네이터로 선정하여 ‘스마트공장 표준화 포럼’을 구성·운영하는 등 표준화 지원 방안을 마련했다.

스마트공장 참조모델 개발 전략

스마트공장 관련 국제표준화 동향을 살펴보면, IEC와 ISO 안에는 수백 개 이상의 표준화 그룹이 존재하고 있으며, 스마트공장과 관련된 그룹으로는 IEC TC 65 (산업 공정 측정, 제어 및 자동화 위원회)와 ISO TC 184(자동화 시스템 및 통합 위원회)가 있다. 여기서는 산업자동화에 대한 일반적인 필요한 부분들, 즉 용어정의부터 구조 그리고 어떻게 프로세싱할 것인가에 대한 내용을 다루고 있다.

그리고 최근 IEC의 SMB라는 이사회에서는 독일 인더스트리 4.0에 대응하기 위해 전략그룹인 SG 8을 2014년 8월에 신설했다. 이 그룹은 IoT, 빅데이터, CPS 등 스마트공장에 적합한 기술들만 모아서 연구하고 있다. 실제로 스마트공장에 가장 근접하는 표준은 SG 8에서 만들어지고 있다.SG 8에서 참조모델 개발을 위해 제조 프로세스 통합 표준인 IEC 62264/ISA-95를 검토한 결과 한계점이 존재했다.

예를 들면, IoT, CPS 기반 유연생산을 위해 프로세스별로 레벨 1에서 레벨 4까지 정의를 했는데, 기존 공장자동화에서는 레벨 2가 레벨 1을 직접 제어하는 경우는 없었다. 그러나 인더스트리 4.0 모델에서는 레벨 4에 있는 도메인들이 직접 레벨 1 도메인을 제어해야 하는 상황이 되어, 레벨 4와 레벨 1의 직접 소통 필요성이 제기 됐다. 결국, SG 8에서 3차원적인 입체 모델을 개발했는데, 인더스트리 4.0을 참조한 모델이라고 해서 RAMI 4.0이라고 명명했다.

국제표준에서는 RAMI 4.0이 스마트제조에서 요구하는 사항을 만족하는 것으로 판단하고 참조 아키텍처는 RAMI 4.0을 기반으로 개발할 것을 2015년 3월에 의결했다.
우리나라의 경우, 현재 KTL에서 RAMI 4.0 기반 자동차 산업 참조모델을 개발 중이다. KTL은 산업부 과제의 하나로 가변 재구성형 유연조립 시스템 및 ICT 융합 기반 스마트 핵심 요소 기술 개발 사업을 하고 있다.

또 하나는 미래부 과제로 모델 팩토리에 대한 스마트팩토리 테스트베드 구축사업을 하고 있다. 현재 테스트베드가 구미시로 선정되어 올 하반기부터 금오공대에 테스트베드가 구축될 예정이다. 여기에는 정밀 모터 조립라인, 전자의료 기기 조립라인 등이 설치되며 스마트팩토리 공급자들은 이 라인을 통해 그들의 기술을 펼칠 수 있다. 여기서 KTL의 역할은 어느 부분이 표준에 맞고 큰 그림에서 상호운용성이 되는지에 대한 부분들을 점검해준다.

스마트공장 시험인증 추진 전략

스마트공장 유망 시험인증 분야로는 △ 기능안전 분야 △산업 IT 보안 분야 △ 적합성 및 상호운용성 분야, 3가지가 있다. 여기서 주목할 것은 독일 TUV SUD에서 이 세 가지 시험인증 분야는 스마트공장에서 매우 중요한 사업화가 될 것이라는 청사진을 제시했다는 점이다. KTL도 현재 이 서비스를 하고 있다.

먼저 기능안전 분야는 공장에는 수백 개의 데이터가 들어오고 나가고 있으며 통신이 되고 로봇이 자동으로 움직이는데 여기에 사람이 협업으로 작업하게 된다. 이럴 때 알고리즘에 의해서 생길 수 있는 오류를 원천적으로 차단하고 수용할 수 없는 위험을 제거하기 위해 시험인증 분야의 하나로 기능 안전을 두고 있다. 기능안전 인증은 IEC 61508에서 인증하며 강제성은 없다.

두 번째는 산업 IT 보안 분야이다. 산업 IT 보안 인증은 IEC 62443에서 개방형 산업 표준, 안전한 데이터 공유를 위한 권고사항으로 제공하고 있다. 시험인증은 침투시험과 위험분석으로 이루어지며, 정보보호제품 평가인증제도와 보안관제 전문업체 지정제도에 따라 CC인증평가기관, 보안관제 전문업체 등에서 수행한다.
세 번째 적합성 및 상호운용성 분야이다. 이 분야는 우리나라의 경우 KTL이 IEC 61850을 통해서 기기 및 시스템의 규격 적합성과 통신의 상호운용성 적합 여부를 확인 시험하고 있다.

정리: 임근난 기자 (fa@hellot.net)

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