Industry4.0, IoT, 제조 혁신, Smart Factory… 최근 몇 년간 산업계의 키워드로 회자되는 몇 가지 용어들이다. 이들 용어의 핵심은 결국 보다 높은 품질의 제품을 보다 효율적인 비용과 방법으로 생산함과 동시에, 이에 수반된 방대한 생산/제조 데이터를 수집하고 관리하면서 기업에서 필요로 하는 이종의 데이터(베이스) 혹은 다른 어플리케이션과 통합하여 One-Stop 개념의 전사적 차원(Enterprise Level)의 관리 시스템을 구현할 수 있는가 하는 것이다.
이에 대한 시도와 연구는 꽤 오래전부터 다양한 형태로 시행되어 오고 있었다. 하지만 제조/생산 현장의 실시간 데이터가 전사적(Enterprise) 레벨의 어플리케이션과의 안정적인 연결을 확보하는 단계에서 불거지는 여러 문제에 부딪히는 것이 사실이었다.
각종 규정 및 제한된 네트워크 환경 속에서 실시간으로 쏟아져 나오는 제조/생산 데이터들은 일반적으로 생산 모니터링과 제어를 위해 현장 내에서만 통용됐다. 또 추출된 일부의 데이터들은 (조금은 덜 다이나믹한 방법으로) 생산 현장 밖의 다른 데이터베이스와 연결되어 리포트, 혹은 데이터 분석용으로 활용되고 있는 것이 대부분이었다.
이벤트 기반(Event-Based)의 정적인(Static) 일반 데이터베이스와는 달리, 짧게는 millisecond 단위의 시간 주기(Time-Based)로 수집되는 동적인(Dynamic) 데이터적 특성이 상이한 이유도 있지만 상이한 보안 및 네트워크 요구 환경, 서로 다른 데이터 커뮤티케이션 방법 등의 다양한 원인으로 현장과 운영 레벨의 어플리케이션간의 실시간 통합은 사실상 자동화 구축에 있어 큰 과제였다.
이러한 엔터프라이즈 레벨의 통합의 대상은 두 분야로 나누어 정의된다, 생산/제조를 위주로 한 자동화 컨트롤이나 Safety System 등 산업 현장과 관련된 자산들을 의미하는 OT(Operation Technology)로 불리우는 영역과 제조 현장 밖에서 비즈니스와 엔터프라이즈 레벨의 정보를 관리하고 가공하며 전달하는 IT(Information Technology) 영역이 그것이다.
OT(Operation Technology)영역을 살펴보면 현장에 따른 다양한 제조 설비들과 그 설비 제어를 위한 다양한 컨트롤러, 개별적인 네트워크 구성 및 통신 프로그램 구현에 대한 문제는 이 후의 모니터링, 데이터베이스, 분석 및 보고 시스템 구축을 뒤로 하더라도 디바이스와의 통신 자체로도 쉬운 과제는 아니었다.
이렇게 벤더에 종속되는 기존 통신 드라이버의 문제를 해결하기 위해 하드웨어, 소프트웨어를 아우르는 영향력 있는 산업계 벤더사들의 협업으로 효율적인 통신 관리를 위해 공통으로 적용할 수 있는 OPC(OLE for Process Control, 1996)라는 새로운 표준이 등장하게 됐다. 이후 꾸준한 기술적 보완 및 요구 사항들의 신속한 적용으로 꾸준한 발전을 거듭하면서 OPC는 산업계 통신의 대표 표준안으로 자리잡게 됐다.
하지만 이 시기의 OPC는 당연히 OT(Operation Technology) 영역에서 요구되는 표준안을 위한 것이었으며, Microsoft의 COM/DCOM을 기반으로 하고 있었으므로 OS의 제약, 보안 등 많은 기술적인 제약을 가지고 있었다.
이러한 한계를 벗어나기 위해 OPC는 기존 OPC 방식의 문제를 개선하고 현장의 요구를 수용하여 새로운 OPC 표준안을 발표했다. 이것이 OPC UA(Open Platform Communications Unified Architecture)다.
이 新(UA), 舊(Classic, DA)로 대별되는 OPC의 차이와 공통점에 대해서는 추후 연재를 통해 계속 언급될 예정이지만, OPC UA의 특징을 간단하게 요약하면, 기존 OPC의 COM/DCOM에 종속되지 않으므로 Apple, Linux (JAVA) 등의 다양한 OS에서도 사용할 수 있게 됐다는 것이다.
또 하나의 중요한 특징으로 OPC UA는 구조화된 데이터 모델 형태로 데이터를 다룰 수 있게 됐다는 것이다. 이는 데이터 태그나 포인트들을 클라이언트나 사용자가 쉽게 원하는 형태로 그룹화 혹은 모델링 함으로써 보다 쉽고 효율적으로 관리할 수 있게 되었다는 것을 의미한다.
또한 플랫폼으로부터 독립적인 OPC UA는 TCP/IP 스택 중에서도 최상단에서 클라이언트, 서버 구조로 인증된 보안 방식에 의해 Http혹은 Https방식으로 통신을 하므로 이를 지원하는 다양한 어플리케이션과의 통합이 바로 가능하게 되었다.
이는 소위 말하는 IT영역의 어플리케이션과 프로토콜과의 연계 및 통합을 의미하며, 이로써 OPC를 기반으로 IIoT(Industrial Internet of Things), Smart Factory가 추구하는 OT와 IT의 궁극적인 통합이 쉽게 구현할 수 있다고 할 수 있겠다.
OPC UA를 통한 IT, OT 두 영역의 통합은 두 영역의 기본적인 이해가 선행되어야 한다. 예를 들어 대부분 IT영역만을 전담해 온 전문가 입장에서는 현장 장비 및 컨트롤러에 대한 기본적인 지식이나 통신 방법이 생소한 영역일 수 있으며, 이를 기반으로 한 OPC DA (Classic OPC)에 대한 기본 개념 없이 OPC UA를 이해한다고는 할 수 없는 것이다.
앞으로 연재되는 내용에서는 OPC UA를 중심으로 아키텍쳐와 보안, 적용 범위 등에 대해 Classic OPC (OPC DA)와 비교하여 차례로 언급하기로 한다.
