OT 엣지: 분산 제어로 자율 운영을 실현하는 방법
Claudio Fayad는 에머슨의 Aspen Technology 사업부 최고기술책임자(CTO)로서 AI를 포함한 산업용 소프트웨어 전반의 기술 방향을 이끌고 있습니다. 그는 최신 OT 엣지가 지능형 필드에서 클라우드에 이르기까지 데이터 접근성을 높이고 강력한 컴퓨팅 성능을 제공하여 현대 자동화의 중추 역할을 하는 방식을 설명합니다.
OT 엣지란 무엇입니까? ;
열 명에게 ‘엣지’의 정의를 물어보면 열두 가지 답을 듣게 될 가능성이 높습니다. 그러나 운영 기술(OT) 분야에는 자동화 전환을 가속하는 새로운 현장 중심의 정의가 있습니다.
중요한 이유
기존 자동화 아키텍처는 AI와 지속적인 최적화가 아니라 정적인 제어를 위해 설계되었습니다. OT 엣지는 이러한 모델을 뒤집어 제어를 현장에서 분리하고, 컴퓨팅 성능을 자산에 더 가깝게 배치하며, 데이터 흐름을 통합함으로써 실시간 인사이트와 대규모 자율 의사 결정을 가능하게 합니다.
지난 40년 동안 조직들은 생산 효율성과 안전성을 개선하고 장비 상태를 더 잘 파악하기 위해 자동화 기술에 막대한 투자를 해왔습니다. 기존 자동화 아키텍처는 비교적 단순했습니다. 현장의 센서와 밸브는 유선 I/O를 통해 중앙 집중식 제어 시스템이나 유지보수 및 신뢰성, 안전과 같은 기능별 소프트웨어 시스템에 연결되었습니다. 이러한 기술 아키텍처의 구조는 40년 전이나 지난해나 거의 동일했습니다. 컴퓨팅 플랫폼 기술에서 유일하게 큰 변화가 있었던 것은 1990년대 중반이었습니다.
더 많은 애플리케이션에서 나온 실행 가능한 정보를 더 많은 사람에게 더 빠르게 제공하려는 요구가 자동화 아키텍처의 혁신적인 재구상을 이끌고 있습니다. 이 새로운 아키텍처의 중추는 OT 전용 엣지입니다. 여기에서는 새로운 기술을 통해 데이터에 더 안전하고 자유롭게 접근할 수 있고, 컴퓨팅 성능을 온프레미스와 외부 환경을 포함한 운영의 모든 수준으로 확장하는 동시에 계속 증가하는 기술 집적도의 관리를 간소화할 수 있습니다.
OT 엣지가 온프레미스 컴퓨팅을 어떻게 재정의하는지 보여주는 7가지 트렌드
1. I/O 및 컨트롤러 분리
현장 연결성의 대대적인 변화로 현장 장치를 시스템에 연결하는 방식이 간소화됩니다. 에머슨의 CHARM 기술은 이 기능을 최초로 제공했습니다. 곧 Ethernet-APL도 이더넷의 강점을 활용해 I/O를 제어 시스템에서 분리하며 이러한 흐름을 이어갈 것입니다. 기존 프로토콜의 이더넷 기반 버전은 더 다양한 데이터 유형을 제어 시스템으로 가져오고 클라우드 분석으로 직접 전달하게 됩니다.
2. 하이퍼 컨버전스
하이퍼 컨버전스를 활용하면 제어 시스템 용량을 확장하거나 재구성하기가 더 쉽고 비용도 적게 듭니다. 훨씬 간소화된 기술 구성, 낮은 초기 비용, 더 높은 속도와 유연성을 바탕으로 새로운 제어 용량을 절반의 시간에 프로비저닝할 수 있습니다.
3. 소프트웨어 정의 제어
오늘날 분산 제어 시스템(DCS)은 극한의 온도, 습도 및 진동 조건을 견딜 수 있도록 하드웨어 컨트롤러를 사용해 설계됩니다. 하지만 실제로 이러한 기능이 필요한 애플리케이션은 약 25%에 불과합니다. 대부분의 컨트롤러 하드웨어는 캐비닛 안에 안전하게 설치되거나 온도 조절실에 배치됩니다. 소프트웨어 정의 제어를 사용하면 사용자가 제어 소프트웨어와 하드웨어를 독립적으로 선택하고 필요에 따라 확장할 수 있습니다. 이를 통해 결정성, 정확성 또는 시스템 무결성을 저해하지 않으면서 배포 및 시스템 관리의 유연성을 확보할 수 있습니다.
4. 소프트웨어 컨테이너화
운영 체제에서 소프트웨어 기능을 분리하면 경량 소프트웨어 컨테이너를 인프라 전반에 더 쉽게 배포할 수 있습니다. 이를 통해 컴퓨팅 아키텍처와 데이터 활용의 유연성과 보안성이 향상됩니다. 워크로드를 배포하면 병목 현상을 줄이고 필요한 위치에서 소프트웨어 기능에 대한 접근성을 확대할 수 있습니다.
5. 통합 데이터 패브릭 - 사일로 해소
클라우드 분석을 포함해 더 많은 애플리케이션에서 데이터에 더욱 일관되게 액세스하려면 OT 엣지 전반에 통합 데이터 패브릭을 배포해야 합니다. 분산형 표준 데이터 모델과 AspenTech의 Inmation 같은 데이터 통합 도구를 통해 구현되는 통합 데이터 패브릭은 지능형 필드와 클라우드를 연결하고, 위치와 관계없이 적절한 사람에게 맥락 정보를 담은 데이터를 전달하여 어디서든 전문가의 지원을 바탕으로 더 간편한 분석과 새로운 운영 모델을 구현할 수 있게 합니다.
6. IT/OT 기술 통합
안전한 기업 연결성과 OT 시스템과 IT 플랫폼 간의 통합 강화를 위해 IT와 OT의 융합 필요성이 커짐에 따라, OT 엣지는 두 영역을 연결하는 주요 통합 지점 역할을 합니다. 이러한 융합으로 기업 전반에 DCS 데이터를 보다 쉽게 배포할 수 있으며, 에머슨의 DeltaV™ Edge Environment와 같은 기술이 이를 지원합니다.
7. 안전한 개방형 액세스
기존 자동화 보안 솔루션은 플랜트 환경 내에서의 데이터 액세스를 제한합니다. 에머슨의 AMS Device Manage Data Server와 같은 도구를 통해 보다 개방적이면서도 안전한 액세스를 구현하면 원격 전문가가 장비 상태를 모니터링하고 시정 조치를 제안할 수 있어, 현장 리소스의 우선순위 지정 및 대응 시간을 단축할 수 있습니다.
인공지능, 머신러닝, 디지털 트윈 및 임베디드 컴퓨팅과 같은 혁신으로 더 풍부한 데이터 세트와 더 쉬운 액세스에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 더 강력한 컴퓨팅 기능을 제공하는 중앙 시스템일 뿐만 아니라 거의 모든 장비 또는 자산이 이제 즉시 소프트웨어 사용 가능한 계산 작업을 수행할 수 있습니다. 현대의 OT 엣지가 이를 가능하게 합니다.
실제 영향
전력 산업이 대표적인 사례입니다. 세계적인 넷제로 목표는 재생에너지 기반 전력 수요를 더욱 증가시키고 있습니다. 분산형 발전이 더 유연한 제어 솔루션에 대한 수요를 높이며 이는 ‘그리드’의 구조 자체도 변화시키고 있습니다. 그 결과, 전력 그리드 인프라의 복원력, 유연성, 대응 속도는 더욱 중요해지고 있습니다. Emerson의 Ovation™ 그리드 엣지 솔루션 은 필드 장치, 분산 제어 시스템, 그리드 관리 소프트웨어에서 고해상도 그리드 데이터를 제공합니다. 그리드 엣지 컨트롤러는 제어 센터를 넘어 현장으로 제어 범위를 확장합니다. 현장에서는 전압 제어 시스템, 차단기, 태양광 어레이 및 전기차 충전기와 같은 분산 에너지 자원(DER) 등의 장비를 모니터링하고 제어해야 합니다.
OT 엣지의 미래
이러한 첨단 기술은 기업이 운영 모델을 발전시키도록 지원하여 불과 몇 년 전에는 상상에 그쳤던 클라우드 기반 기업 운영 및 엔지니어링을 가능하게 하고 있습니다. OT 엣지는 이를 가능하게 하는 중추입니다.
