제조 분야의 새로운 시대가 시작되었다. 연결된 장치와 분산된 인프라를 통해 대규모 데이터 세트를 지속적으로 수집하고 공유하는 스마트 공장 및 창고에 대한 약속과 함께 새로운 자동화 기술이 4차산업혁명을 이끌고 있다.

신속한 의사 결정을 위해 데이터에 의존하는 제조업체에게는 게임 체인저이다. 자동화를 통해 수집된 데이터를 분석하고 사용하여 프로세스를 개선하고 시스템을 유지하며 공장 현장의 실시간 문제에 대응할 수 있다. 예를 들어 정교한 센서는 품질 관리를 개선하고 유지 관리를 모니터링 할 수 있다. 산업용 로봇은 자율적으로 작동하고 제조 시스템과 통신할 수 있다. 증강 또는 가상현실 장치는 산업 근로자의 안전과 교육을 개선하는 데 도움이 될 수 있다.

문제는 제조업체가 사물 인터넷, 인공지능(AI) 및 로봇공학과 같은 고급 데이터 기반 기술의 잠재력을 최대한 활용하여 생산성을 높이고 프로세스를 간소화하며 유연성을 높일 수 있는 방법이다. 데이터 프라이버시와 보안을 유지하면서 경쟁에서 앞서 나가는 데 도움이 되는 스마트 팩토리 이니셔티브를 어떻게 확장할 수 있을까?

제조 분야의 엣지 컴퓨팅

컴퓨터와 기술에 더 가까운 컴퓨팅 성능을 제공하면 제조업체가 데이터를 더 빠르게 수집하고 처리할 수 있으며 결과적으로 더 효율적으로 실행된다.

출처: Lumen 및 Microsoft와 파트너십을 맺은 제조업체의 의사 결정권자 128명을 대상으로 한 IDC 설문 조사에 기반한 "제조 분야의 에지 컴퓨팅"

기존 온 프레미스 및 중앙집중식 클라우드 인프라는 데이터를 원활하게 전송하고 실시간으로 액세스하기 위해 짧은 지연 시간 또는 데이터 전송 지연이 필요한 이러한 강력한 애플리케이션의 방대한 컴퓨팅 요구 사항을 지원할 수 없다. 대기 시간과 대역폭 사용을 줄이고 비용을 절감하려면 컴퓨팅 성능과 프로세스가 데이터의 물리적 위치에 더 가까워야 한다. 해결책? 멀리 떨어진 데이터 센터에 의존하지 않고 네트워크의 "가장자리"에 있는 로컬 인프라로 컴퓨팅 성능을 이동한다.

Frost & Sullivan에 따르면 산업 기업의 무려 90%가 2022년까지 엣지 컴퓨팅 기술을 사용할 것이며, 최근 IDC 보고서 (등록 필요)에 따르면 모든 조직의 40%가 내년에 엣지 컴퓨팅에 투자할 것이라고 한다.

AI 기술 벤더 Kneron의 엔지니어링 부사장인 Bike Xie는 "차세대 산업 혁명을 가능하게 하려면 에지 컴퓨팅이 필요하다."고 말한다. AI 및 기타 자동화 기술의 미래는 사물인터넷 및 기타 장치를 분산 네트워크 노드에 연결하거나 알고리즘 모델을 자율적으로 구축할 수 있는 AI 지원 칩을 구현하는지 여부에 관계없이 분산 엣지에 달려 있다고 그는 설명한다.

"엣지 컴퓨팅은 클라우드를 보완한다."라고 Xie는 말한다. "클라우드와 마찬가지로 엣지 기술은 애플리케이션 제조업체가 스마트 팩토리 및 제품을 지원할 데이터 기반 지식을 얻고 적용할 수 있도록 한다."

제조업이 엣지로 이동

엣지 컴퓨팅으로의 이동은 지난 20년 동안 제조업의 급격한 변화의 결과이다. 산업 제품, 전자 장비 또는 소비재를 만드는 제조업체는 제품 생산, 장비 유지 관리 및 공급망의 모든 링크를 최적화하는 데 있어 효율성을 높이기 위해 시스템 및 프로세스의 자동화 및 자체 모니터링을 천천히 하지만 꾸준히 전환했다.

제조업체가 더 많은 센서 기반 자동화 구동 장치를 구현함에 따라 이전보다 더 많은 데이터를 생성한다. 그러나 종종 센서 기반 장치에서 중앙집중식 시스템으로 데이터 세트가 빠르게 증가하여 자동화 속도가 느려지고 실시간 애플리케이션이 작동하지 않게 될 수 있다.

엣지 컴퓨팅을 통해 제조업체는 데이터 처리에 대한 유연한 선택을 통해 시간 지연을 제거하고 대역폭 사용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 처리 직후에 어떤 데이터를 파괴할 수 있는지에 대해 설명한다. "제조업체는 클라우드로의 데이터 전송이 병목인 경우 엣지에서 데이터를 신속하게 처리할 수 ​​있고 대기 시간 및 대역폭이 문제가 되지 않는 경우 특정 데이터를 클라우드로 이동할 수 있다." 사용되는 위치에 더 가깝게 데이터를 처리하면 대역폭이 절약되고 비용이 절감될 뿐만 아니라 데이터가 즉시 처리되기 때문에 더 안전하다.

IDC는 배포된 새로운 엔터프라이즈 IT 인프라의 50% 이상이 2020년의 10% 미만에서 기업 데이터 센터가 아닌 엣지에 배치될 것으로 2023년까지 예측한다.

Lumen은 최근에 새로 지어진 백만 평방 피트 공장에 설치했다. 약 50개 제조업체의 로봇 시스템은 엣지 컴퓨팅에 의존하고 있다. "로봇을 정확하게 제어하려면 대기 시간이 5밀리 초 이내여야 했기 때문"이라고 Savill은 말한다. 이 배포는 엣지 애플리케이션에서 "실시간으로 정보를 수집하는"로봇 제조업체의 데이터 센터까지 안전한 연결을 제공한다.”

그러나 데이터의 장기 저장과 머신러닝 및 분석 애플리케이션의 경우 모든 것이 퍼블릭 클라우드에 저장된다고 Savill은 말한다. 다른 더 큰 워크로드는 엄청난 양의 데이터를 신속하게 처리할 수 있는 "방대한 계산 능력을 갖춘"빅 데이터 센터에서 처리된다.

Savill은 "퍼블릭 클라우드에서 엣지 컴퓨팅, 온 프레미스에 이르는 이러한 체인은 매우 중요하다."고 말한다. "고객에게 비용을 절감하고 엄청난 효율성을 제공하는 방식으로 최신 고급 기술을 활용할 수 있는 능력을 제공한다."

에지 컴퓨팅의 기대 이점

엣지 컴퓨팅은 정보 기술 (IT), 데이터 관리자, 운영 기술 (OT), 공장 기계 관리자에게 다양한 이점을 제공한다. IT는 연결 및 제품 품질에 중점을 두지만 OT는 운영 효율성과 더 나은 의사 결정에 관심이 있다.

출처: Lumen 및 Microsoft와 파트너십을 맺은 제조업체의 의사 결정권자 128명을 대상으로 한 IDC 설문 조사에 기반한 "제조 분야의 에지 컴퓨팅"

엣지는 또한 제조 제품 파이프 라인의 효율성과 품질을 향상시킨다고 Xie는 말한다. "예를 들어, 기저귀 제조업체는 적절한 양의 수분 흡수 재료를 넣고 이러한 재료가 균등하게 분배되도록 해야 한다." 엣지의 AI 기능은 로컬 하드웨어 장치에서 실시간으로 기계 학습 알고리즘을 처리하여 이상을 감지하고 품질 관리를 모니터링하는 데 도움이 될 수 있다고 그는 설명한다. "이는 궁극적으로 비용을 절감하고 낭비적인 오류를 줄인다."고 그는 말한다.

엣지 중심의 미래 공장

IDC는 배포된 새로운 엔터프라이즈 IT 인프라의 50% 이상이 2020년 10% 미만에서 기업 데이터 센터가 아닌 엣지에 배치될 것으로 예측한다. 하지만 분산형 개방형 IT 아키텍처와 분산 형을 갖춘 에지 컴퓨팅 기술 처리 능력은 아직 초기 단계이다. 실제로 제조업체의 27%만이 현재 엣지 컴퓨팅이 생산 중이라고 답했다. 하지만 빠르게 변화하고 있다. 향후 2년 이내에 제조업체의 56%가 파일럿을 시작하고 17%가 파일럿 단계에서 전체 생산으로 이동할 것이다.

제조 산업은 낮은 대기 시간, 대역폭 사용 감소, 엣지 컴퓨팅이 제공하는 실시간 데이터 기능을 요구하기 때문에 이러한 변화는 빠르게 일어나고 있다고 Xie는 말한다. "엣지 컴퓨팅 기술은 여전히 ​​진화하고 개선되고 있지만 제조업체는 더 나은 의사 결정을 가능하게 하는 필수 기능이 필요하다."라고 그는 말한다. "클라우드 컴퓨팅에 존재하는 문제와 제한 사항 (예: 지연 시간 및 대역폭 요구 사항 감소)을 해결하여 전체 비용을 줄여야 한다."

IDC의 연구에 따르면 데이터 수집 및 자산 추적은 제조 분야에서 가장 널리 사용되는 에지 컴퓨팅 애플리케이션이며 빠르게 확장될 것이다. 현장 서비스 및 노동 관리에 대한 에지 투자는 물론 주문 추적 및 보안 시스템도 크게 증가할 것이다.

Xie는 "엣지 컴퓨팅을 위한 수많은 애플리케이션이 자동화된 제조의 엄청난 잠재력을 지원한다."고 말한다. "제조업체는 미래의 공장을 구축하기 위해이 기술이 필요하므로 에지 컴퓨팅이 제공하는 모든 것을 활용할 준비가 되어 있다."고 덫 붙인다.