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공장 및 물류 창고의 산업용 IoT 인프라 구축 위해 해결해야 할 과제

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[무료등록-대박 경품] 솔리드웍스의 클라우드서비스로 확 달라진 제조 현업의 이야기가 찾아갑니다 (12.10)

글렌 위시뉴, 버티브 제품 매니저

 

팬데믹으로 인해 공장과 물류 창고에서 산업용 IoT(IIoT) 구축이 다소 늦춰지고는 있지만, 이들 장소에서 연결성이 갈수록 높아지고 데이터 발생이 점점 더 늘어나는 것은 멈출 수 없다. IIoT는 인더스트리4.0을 실현하는 토대로서, 공장과 물류 창고의 혁신을 가져다준다.

 

팬데믹 이전의 조사이기는 하지만 맥킨지(McKinsey)의 조사에 따르면, IIoT는 2025년까지 1조2천억 ~ 3조7천억 달러의 경제적 가치를 일으킬 것으로 전망된다. 2020년 팬데믹 발생으로 인해서 실제로 IIoT가 일으키는 경제적 가치는 이보다는 줄어들었다 하더라도 IIoT 기술을 통해서 공장의 가동 중단을 줄이고, 자산 활용도를 높이고, 생산성을 향상시키고, 효율을 높일 수 있다는 점에는 변함이 없다.

 

IIoT 에지 컴퓨팅의 부상

 

IIoT는 각종 센서, 장비, 제어 장치, 산업용 컴퓨팅 플랫폼을 연결해서 물류 창고와 공장에서 설비와 프로세스 상태를 파악하고 제어할 수 있도록 한다. 여기에 사용되는 센서와 장치들이 계속해서 엄청난 양의 데이터를 생성하므로 이러한 애플리케이션에서 필요로 하는 실시간 분석과 의사결정을 위해서 클라우드에만 전적으로 의존할 수 없게 되었다.

 

다시 말해 IIoT의 이점을 최대한 실현하기 위해서는 물류 창고나 공장 플로어의 에지 상에 IT 장비를 구축해야 한다. 그런데 이들 현장은 데이터센터나 사무실 환경보다 동작 조건이 훨씬 더 열악하다.

 

산업용 에지 컴퓨팅을 위해 해결해야 할 과제

 

산업용 환경에서 에지 컴퓨팅 인프라를 구축하고자 하는 기업은 다음과 같은 환경 조건이 IT 시스템에 어떠한 영향을 미칠지 고려해야 한다.

 

· 전력 변동성 : 어떤 에지 장소에서든 전력 중단이 시스템 가용성에 영향을 미치지 않도록 전용 백업 전원을 갖출 필요가 있다. 이에 더해 제조 현장이나 자동화 창고 환경에서는 전력 컨디셔닝도 매우 중요하다. IT 시스템에 공급하기에 앞서 전력을 적절하게 컨디셔닝하지 않으면 이러한 설비들에서 작동되는 기계 장비들이 전기적 잡음을 발생하고, 이는 다시 IT 장비에 방해를 일으킬 수 있기 때문이다. UPS 솔루션들은 저마다 다른 전력 컨디셔닝 접근법을 취할 수 있으며, 어떤 UPS 유형을 선택하느냐에 따라 다양한 전력 외란을 효과적으로 제거하는 방법이 다를 수 있다. 이처럼 열악한 환경에서는 온라인 이중 변환 UPS가 가장 좋은 선택이다. 이 타입의 UPS는 깨끗하면서 일관된 AC 파형을 출력하기 때문이다.

 

· 주변 환경 : 대부분의 산업용 환경은 온도와 습도를 IT 장비가 안정적으로 동작하는 데 필요한 범위 이내로 유지하기가 어렵기 때문에 전용 항온항습 장비가 필요하다. 또한, 물류 창고나 공장에서는 공간이 넓게 트여 있기 때문에 통상적으로 이러한 냉각을 IT 인클로저에 내장하거나 측면에 탑재한다.

 

· 공기 질 : 산업용 환경은 전문적으로 관리되는 데이터 센터에 비해서 공기 중의 먼지나 입자의 농도가 높다. 서버 팬에 의해 장비 내로 이러한 오염물질이 유입되면 IT 장비의 신뢰성과 기대 수명에 영향을 미칠 수 있다. IT 장비를 보호하기 위해서는 여과되지 않은 외부 공기가 장비 안으로 유입되지 않도록 방진 기능이 갖춰져 있거나 밀봉된 IT 랙 또는 인클로저가 필요하다. 인클로저 내에 전용 항온항습기를 내장함으로써 외부 공기 질에 상관없이 깨끗하고 온도가 제어된 환경을 제공할 수 있다.

 

· 물리적 보안 : 에지 컴퓨팅의 핵심 철학은 지원하고자 하는 사람이나 장비 가까이에 컴퓨팅과 스토리지를 제공한다는 것이다. 다시 말해, 제조 현장에서는 허가되지 않은 사람이 IT 장비에 액세스 할 수 있는 취약점이 존재한다는 것이다. 잠금장치 캐비닛은 무단 접근을 막을 수 있다. 또 다른 좋은 방법은 도어에 센서를 설치해서 도어가 열릴 때마다 경고를 발생하는 것이다.

 

· 네트워크 에지 인프라 가시성 : 대부분의 에지 컴퓨팅 사이트는 전문적 기술 자원을 즉시 사용할 수 없는 장소에 있을 수 있다. 그러므로 원격 모니터링을 구축하면 중앙에서 IT 전문가가 장비 상태를 파악하고 의도대로 가동할 수 있다. 또한, 센서를 추가로 설치해서 온도 상승, 침수, 무단 접근 같은 위험한 상황이 발생했을 때 경고할 수 있다.

 

IIoT 인프라 보호와 구축 간소화

 

이러한 가혹한 환경에 IIoT를 구축하기 위해서는 적합한 전원, 항온항습, 인클로저, 모니터링 솔루션을 필요에 따라 각각 선택하고 현장에서 이들을 통합해서 시스템을 구축할 수 있다.

 

하지만 이러한 방식은 시간이 많이 걸리고, IT 자원에 대한 부담을 가중시키며, 설비들 간에 인프라를 표준화하기가 어려울 수 있다. 따라서 보다 좋은 방법은 뛰어난 성능과 신뢰성을 달성하도록 설계되고 테스트를 거쳐 완벽하게 통합된 마이크로 데이터센터 솔루션을 사용하는 것이다.

 

 

Vertiv VRC-S 에지 가능 마이크로 데이터센터 제품군은 표준화된 IT 등급 부품들을 사용해서 IIoT 에지 컴퓨팅을 빠르게 구축하고 반복적으로 확장할 수 있도록 한다. 완벽하게 보호되는 잠금장치 인클로저에 냉각, 지능형 전력 분배, 원격 관리 기능을 통합했으며 필요한 전력 컨디셔닝의 용량과 수준에 따라 다양한 UPS 시스템을 제공한다. Vertiv SmartRow DCR은 이와 비슷한 기능을 멀티랙 시스템용으로 제공하는 제품이다.

 

 

버티브의 백서 “열악한 환경에 컴퓨팅 구축 : 스마트 제조와 기타 IIoT 애플리케이션을 위한 인프라 고려 사항”에서는 산업용 환경으로 IT 장비를 구축하기 위해서 해결해야 할 과제들에 대해서 설명하고 있다.

 




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