가. 사이버물리시스템의 개념 및 적용분야
최근 무선통신기기의 빠른 발전,인터넷 네트워크를 통한 대용량 데이터 정보공유 등 ICT융복합 기술의 비약적인 발전으로 가상의 사이버시스템(CyberSystem)과 현 실의 물리시스템(Physical System)을 통합한 사이버물리시스템(Cyber Physical System)의 활용 가능성이 높아지고 있다.제조업 분야에서는 사이버물리시스템을 적 용하여 전체 공정,생산기계,물류 및 서비스 시스템을 통합적으로 운영･관리하는 차 세대 산업생산시스템26)도입이 급격히 확산될 전망이다.
사이버물리시스템CyberPhysicalSystem)은 컴퓨팅 및 정보처리,통신･센서･구동･
제어 기능이 현실 세계의 기계･장치들과 네트워크로 융합되어 지능화 및 자동화 되 면서 가상의 사이버시스템(CyberSystem)과 현실의 물리시스템(PhysicalSystem)이
26) 차세대 산업생산시스템에 대한 용어로 smart production, smart factory, smart manufacturing, digital networking of production 등이 사용되고 있음.
통합되는 시스템 영역이다(외교부,2013).이 같은 개념의 등장 배경은 현실 세계의 사물에 부착된 다양한 센서가 감지한 신호들이 통신을 통하여 컴퓨터에 전달되어 분 석･처리되고,다시 통신과 구동기술(actuator)을 통해 현실의 물리시스템을 모니터링 하고 제어하는 기능이 점차 현실화되고 있는 추세를 반영하고 있다(외교부,2013).사 이버물리시스템 진전 경향을 살펴보면,소형 센서에서 대형 인프라 시설까지 임베디 드(embedded)기기(디바이스)의 확대와 함께 정보 데이터가 폭발적으로 증가(Device proliferationandDataexplosion)하고 있다.그리고 임베디드 기기들이 유무선 네트 워크를 통해 서로 연결(WirelessandMobility)되고 있다.또한 임베디드 기기들은 자 율적으로 외부 세계와 소통하고 제어하는 방향으로 발전(Autonomyandcontrol)하 고 있다.아래 그림은 사이버물리시스템의 개념과 활용분야를 보여주고 있다.
[그림 1-4] 사이버물리시스템 개념도(Concept Map)
자료:Cyber-PhysicalSystems,http://cyberphysicalsystems.org/
사이버물리시스템의 주요 활용분야로 ① (에너지)스마트 그리드,에너지원별 수요 예측･생산,에너지관리,② (교통)무인 운전차량,실시간 교통정보 모니터링 및 통제, 도로안전시스템,③ (보건)의료기기･로봇,원격진료 등 안전한 진단 및 의료서비스 자동화,④ (기타)스마트 공장,스마트 빌딩,스마트 주택,환경영향 및 자연재해 모 니터링,물류서비스 등이 있으며 다양한 분야에서 활용이 기대된다.
나. 제4세대 산업생산시스템의 의의 및 활용
사이버물리시스템을 적용한 산업생산시스템은 생산 과정에 관련된 모든 행위자
하고 있다.
GE의 “IndustrialInternet”은 ICT기반 융합기술을 활용한 산업기기 등의 원격감 시,예방보전의 고도화,운영 최적화 등을 통해서 주로 애프터서비스 영역에서 새로 운 부가가치 창출을 도모하고 있다(일본 미즈호 은행,2015).반면 Industrie4.0은 제 조 프로세스의 수직 통합과 제품 라이프 사이클 및 가치 체인의 수평 통합을 실현하 는 제4세대 생산시스템의 구축으로 제조업 생산성을 높이는 것을 목적으로 하고 있 다.이들은 ICT융복합 기술을 활용한 제조업의 고도화라는 공통점은 있지만 초점을 맞추고 있는 비즈니스 영역이 다르다.
[그림 1-6] Industrie 4.0과 Industrial Internet 대상 영역 비교
자료:GE의 공표자료 및 Industrie4.0관련 자료 활용 작성
구분 개요 주요 사업자
Industrial Internet
APM*
오퍼레이션 최적화
(산업기기 원격감시, 예방관리, 가동 최적화)
*Asset Performance Management)
GE
Industrie 4.0 제품 개발･제조 프로세스의 고도화 (자동화, MES, PLM 등의 통합)
Siemens SAP Bosch 등
<표 1-11> 제조업의 ICT 기반 융합 기술의 활용 유형
자료:GE의 공표자료 등 활용 작성
7. 독일의 Industrie 4.0 정책 추진