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제조업의 고도화…이제는 공장 가동도 ‘원격으로’

280km 거리에서도 안정적 설비 제어 가능해

기사입력 2022-01-20 07:00:00
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[산업일보]
4차 산업혁명 시대를 맞아 로봇, 인공지능(AI) 등을 활용해 공장 자동화가 이뤄지고 있다. 최근에는 더 나아가 원격에서 이를 실시간 제어할 수 있는 스마트 팩토리(Smart Factory) 기술이 고도화하는 추세다.

원격 제어 시 공정 오류를 줄이기 위해서는 데이터의 통신 지연 속도를 최소화해야 한다는 과제가 남은 가운데, 수백km 간 왕복 통신 지연 속도를 10ms(밀리초) 이내로 만든 네트워크 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

산간, 해양 등 접근성이 떨어지는 환경에 공장을 구축하더라도, 작업자는 도심 내 통합관제센터에서 저지연 통신 기술을 통해 ‘마치 현장에 있는 것처럼’ 유연하게 설비를 제어할 수 있는 것이다.

제조업의 고도화…이제는 공장 가동도 ‘원격으로’
종단간 저지연·고신뢰·초정밀 네트워크 기반 5G 산업용 사물인터넷 기술' 과제에 참여한 ETRI 연구진. (왼쪽부터) 조성철 책임, 신재승 실장, 성기순 책임, 정태식 실장, 최우영 연구원

공정 오류 발생하지 않으려면 저지연·고신뢰 네트워크 필요해

지난해 12월 한국전자통신연구원(ETRI)은 5G와 유선 네트워크를 활용해 대전에 있는 관제센터에서 경상북도 경산시에 있는 스마트 공장을 현장에서 원격으로 조정할 수 있는 ‘종단 간 저지연·고신뢰·초정밀 네트워크 기반 5G 산업용 사물인터넷 기술’ 시연에 성공했다고 밝혔다. 관제센터와 공장의 선로 거리는 280km에 이른다.

ETRI는 이 기술을 검증하기 위해 최신 5G 표준 규격 기반 산업용 사물인터넷 시스템(IIoT)을 대전과 경산의 각 종단에 설치한 후, 사이 구간은 국가네트워크 선도 시험망인 코렌(KOREN) 광 선로에 연구진이 개발한 유선 네트워크 기술을 접목했다.

그 결과, 경산 스마트공장 내에서는 3ms, 최종단간 5G 산업용 단말 사이는 10ms 이내의 왕복 통신이 가능했다. 10ms는 초당 백번의 동작이 반복 가능한 수준이다.

지난 2019년 정부가 ‘스마트공장 고도화 전략(안)’을 통해 밝힌 스마트 공장의 실시간성을 보장하는 지연 속도가 10ms 미만이라는 점을 고려하면, 실시간 장거리 원격 스마트제조 서비스를 국내 최초로 선보인 것이다.

최근 서울 코엑스(COEX)에서 열린 ETRI 통신미디어연구소 성과발표회에서 이 연구를 소개한 성기순 책임은 “신뢰도가 높고 지연이 없는 URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communications) 기술을 구현한 것”이라고 설명했다.

공정 운영에는 일정 속도 이상을 보장할 수 있는 네트워크가 필요한데 LTE와 와이파이 등은 속도의 변동폭이 커서, 스마트 팩토리 운영에 필요한 대량의 데이터를 원활하게 처리하는데 한계가 있다.

성 책임은 “원격으로 공장 내 설비에 다양한 제어 신호를 내렸을 때, 정확하게 해당 작업이 이루어지려면 즉각적이고 안정적으로 명령을 수신할 수 있는 네트워크 기술이 필요하다”고 말했다.

5년 연구 끝 과제 종료…기업에 기술 이전 완료해

ETRIS는 지난 5년간 수행한 이 연구 과제물은 지난해 12월 31일 끝을 내고 국내 기업에 기술 이전을 완료했다. 향후 기술 이전을 받은 기업이 기술을 고도화해 상용화 할 예정이다.

성 책임은 “스마트 공장에서 사용하는 센서와 기기가 많아지고 점차 작업의 정밀함이 요구되면서 저지연 특성을 가진 5G 네트워크의 중요성은 커질 것”이라며, “제조 현장을 넘어 실시간성을 요구하는 다양한 산업에서도 적용할 것으로 보고 있다”고 했다.

일례로, 그는 스마트 의료·국방 등의 분야와 VR과 디지털 트윈 프로그램을 활용하는 여러 산업을 언급하며 “빠르고 정확한 정보를 구현하기 위해 5G 산업용 사물인터넷 기술이 기반이 될 것”이라고 전망했다.



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