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업체동정 (이슈 인터뷰)스마트공장의 핵심 기술 통해 품질평가 체계 정립 ②

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작성자 최고관리자 댓글 0건 조회 117회 작성일 22-02-14 14:46

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한국산업기술시험원(KTL)은 기업의 연구개발 성과물이 국내외 시장에서 요구하는 성능 및 안전 요건에 충족하는지 여부를 객관적이고 정확하게 검증함으로써 국민 안전 확보와 기업 경쟁력 제고 및 수출 증대에 이바지한다. 한국산업기술시험원 디지털산업본부는 스마트공장 핵심 기술을 통해 품질평가 체계를 정립하고, 중소·중견기업이 활용할 수 있는 컴포넌트 및 모듈러 등 스마트공장의 핵심 요소들에 대한 안전성, 성능, 신뢰성 평가 기술 및 시험평가 장비를 개발하고, 국제협력 기반의 시험 서비스 통합 플랫폼 구축 및 실증 지원에 나서고 있다. 그 중심에 송태승 디지털산업본부장이 있다.
취재_이충훈 기자(
lch1248@naver.com)


다음은 송태승 디지털산업본부장과의 일문일답이다.

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Q. 스마트공장의 핵심 기술은 CPS(Cyber Physical System, 가상물리시스템), 로보틱스, 3D프린팅, IoT 기반 포그 컴퓨팅, 사이버 보안이다. 이 중 CPS가 각광받고 있는 이유는?
CPS는 현실과 가상을 이어주는 기술이다. 현실의 정보를 가상에 투여할 수 있고, 가상의 정보를 현실에 반영할 수 있다. 특히 스마트공장 CPS는 제품, 공정, 생산 설비와 공장에 대한 현실 세계와 가상 세계의 통합 시스템이라 할 수 있으며, IT 기술을 기반으로 사이버 모델을 구축, 실시간으로 동기화한 후 이를 활용하여 효율적인 설계·운영을 수행하고, 주문 변경, 공정 이상, 설비 고장 등의 상황 변경을 각종 센서 등으로 인지, 판단, 대응하는 시스템을 말한다.
최근 사물인터넷, 클라우드, 빅데이터 및 인공지능 기술의 급속적인 발달로 실현이 가능해지고 있다. 산업 현장의 데이터, 사이버 모델과 각종 레가시 시스템(Legacy System)들과 실시간으로 연동되는 경영진에게 대시보드 형태로 제공되어 의사결정에 활용될 수 있다.
따라서, CPS를 기술로 접근하는 것보다는 기업 경영의 가치사슬 개선과 비즈니스 혁신 관점에서 바라본다면, 좀 더 현장에서 체감할 수 있는 CPS로 자리매김하게 될 것이다. 특히 CPS의 실현을 위해서는 현장에 존재하는 생산 자원(4M 1E)을 디지털화하기 위한 표준이 필요하다.
얼마 전 제정된 KS X91013)표준이 모든 부분은 포괄할 수 없지만, 이를 시작으로 기업들이 체감할 수 있는 국가표준으로 자리매김할 수 있도록 적극적으로 지원해 나갈 계획이다.

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Q. 기밀성, 무결성, 가용성을 보호하는 IT 환경에서의 보안 패러다임과는 달리, 산업제어시스템은 안전성(Safety), 신뢰성(Reliability), 가용성(Availability)을 먼저 고려하는 보안 패러다임의 전환이 필요하다.

최근 보안 요구 수준이 점점 높아지고 있는데?
스마트 제조에서 산업제어시스템과 이에 대한 보안 문제는 빠질 수 없는 영역이다. 인공지능, 사물인터넷, 빅데이터 등 최신 ICT 기술이 설비 예지 정비, 공정 설비 중단 시간 축소 등을 위해 공정 운영을 위한 산업 제어시스템에 활발히 적용됨에 따라 기존 외부 인터넷과의 단절된 환경에서 인터넷과 연결되면서 사이버 공역에 대한 취약성은 높아졌다. 이렇듯 최근 제조 현장에서 보안 위협이 높아짐에 보안 사고에 관한 사례도 지속적으로 증가하고 있다.
이를 해결하기 위한 국제표준이 IEC 62443이다. 이 표준은 산업 통신망의 위험 완화를 목적으로 고안되어 사이버 보안에 대한 전체적인 접근 방식을 제공한다.
우리 본부는 국내 최초로 국제표준 IEC 62443에 따른 사이버 보안 인증 서비스를 최초로 제공하는 시험인증기관이다. 국내 기업을 대상으로 IEC 62443에 정의된 프로세스 요건에 따라 제3자 인증을 통해 구성요소 및 시스템이 체계화되었고, 일관성이 있는 사이버 보안 접근 방식으로 되어 있음을 입증할 수 있다.
특히 IEC 62443은 IECEE CB Scheme에 포함되어 국가표준과 국제 표준 간의 조율을 통해 중복시험 없이 해당 국가의 인증을 획득할 수 있는 국제적인 상호인정이 가능해졌다.

Q. RAPIEnet 기능 시험평가 시스템 및 표준 적합성 툴 개발, IEC 62443 기반 보안 취약성 시험평가 시스템 구축 및 통합 등 그 동안의 연구 성과를 말해 달라?
디지털산업본부는 국내 산업용 네트워크 통신 기술인 RAPIEnet에 대한 평가체계 개발 및 제3자 시험인증 서비스를 국내 최초로 출시했다. 우선 국내 최초 산업용 이더넷 국제표준(RAPIEnet : IEC 61158-X-21)을 지원하는 각종 센서, 계측기 및 제어기기에 대한 HW/SW 시험평가 시스템 개발 및 검증을 진행했다.
대표적인 HW 시험 항목은 최대국 접속 시험평가이다. 최대 접속국 시험은 각종 RAPIEnet 대응 필드 기기를 접속하여 다양한 제어 요구에 맞는 리모트 디바이스국 연결 시스템을 구축할 수 있는지 확인하는 시험이다. 시험 대상 기기를 포함하여 최대 접속국(64국)에 접속한 시스템으로 12시간 연속 운전을 통해, 다수국 연결과 안정성을 검증한다. 또한 하드웨어 내 잡음 시험의 경우, 사용된 기기는 산업용 기기에 속하며, 따라서 KN22 정보기기류 장해방지 시험 방법의 Class A 기준을 적용하여 시험한다.
그 외에도 SW 시험 항목은 RAPIEnet I/F 모듈을 포함한 모든 통신 모듈의 동작을 위한 기본 파라미터 설정, 프레임 작성, 모듈 및 네트워크를 진단 등 기능 적합성을 검증하고, 네트워크 이벤트 발생에 따라 전체 네트워크 시스템의 자율 재구성 기능을 확인한다. 이와 함께 우리 본부는 RAPIEnet 표준 적합성 툴을 개발하여 국내 중소기업들이 IEC 61158 Type 21 기반의 제품개발 시 표준 적합성 시험평가 툴(Conformance Test Tool)로 활용할 수 있도록 개발하였다. 이는 Link Layer와 Application Layer 등의 표준 준수 여부를 확인할 수 있다.
RAPIEnet 원천 기술을 보유하고 있는 LS일렉트릭은 지난해 다국적기업들과의 경쟁 끝에 광주글로벌모터스(GGM) 생산 설비 자동화 솔루션 구축 사업을 수주하고, PLC·HMI·서보·인버터 등 자사 솔루션을 적용해 라인을 완성했다. 자동화 솔루션 시장은 해외 의존도가 높은 특징이 있으나, 이번 사례를 통해 국내 RAPIEnet 기반의 국내 대중소 상생 협력 생태계 구축을 위해 라피넷 사용권을 오픈할 계획이다. 이에 발맞춰 우리 본부는 국내 제조 산업의 기술 자립 및 기술 경쟁력 향상을 위해 RAPIE net 적합성 인증 체계를 확대해 나갈 계획이다.

Q. 품질인증 체계를 정립하고 실증하는 데 어려움은 없나?
잘 알려진 바와 같이 우리나라의 스마트 제조 기술은 해외 선진국 대비 70~80% 수준으로 국내외 시장 진출 및 확대에 어려움을 겪고 있다. 국내 대·중견 제조업 스마트공장 제조 기술 수요자들은 지속적인 유지보수와 신뢰할 수 있는 제품 적용을 위한 핵심 부품 및 솔루션을 전량 해외에 의존 중이다. 따라서, 우리 본부는 ICT 융합 기반의 스마트공장 분야 시험 및 검증을 통한 연구개발 결과물의 신뢰성 확보 및 상용화 연결고리 강화에 집중하였다.
하지만 스마트 제조 기술 채택을 중심으로 공급기업과 수요기업의 시각차는 크며, 성능과 품질, 지속가능성 측면에서도 괴리가 큰 것이 가장 큰 어려움이었다. 이런 현실적인 문제를 점차 줄여나가기 위해서는 우리 본부에서는 정기적으로 국내 공급-수요기업 간담회를 통해 의견차를 줄여나가고, 수요기업에게는 POC를 통해 신기술을 경험해보고 채택할 기회를 제공하고, 공급기업에게는 기술 적용 사례를 제공할 수 있도록 하였다.

Q. 인공지능(AI), 스마트공장, 빅데이터 등 두드러진 신기술 분야에서 우위를 점하기 위해 어떤 노력과 준비를 하고 있나?
인공지능/빅데이터 등 신기술의 급속한 발전에 따라 기업의 오픈소스 활용이 증가하고, 소프트웨어 검사의 중요성이 높아지고 있다. 소프트웨어 검사는 개발 복잡성과 속도가 빨라지면서 사용자의 기대 수준과 요구사항이 제대로 구현되고 동작하는지 확인하는 전체 작업을 의미한다.
인공지능 기술이 자동차 등 국민의 안전과 직결된 제품 및 서비스와 융합되었을 때, 인공지능의 알고리즘 및 데이터 결함으로 발생한 사고에 대한 이슈가 대표적인 예이다. 특히 산업 디지털 전환에 따라 인공지능 기술을 적용한 제품과 현장의 인공지능 소프트웨어 활용(자동화기기 진단·제어 등) 수요가 증가하는 가운데, 복잡한 환경에 적용되는 AI 시스템의 신뢰성에 대한 소비자와 활용 기업의 불안감은 산업 디지털 전환의 저해 요인으로 작용된다.
최근 민간에서 인공지능 소프트웨어 및 제품 대상 성능·기능성 인증을 운영하고 있으나, 인공지능 신뢰성 핵심 요소(△안전성, △설명 가능성, △정확성 △견고성 △공정성) 인증은 아직 없는 상황이다. 따라서 디지털산업본부는 ISO/IEC JTC1 SC42 인공지능 기술위원회에서 논의 중인 국제표준 활동에 적극적으로 참여하고 있으며, 선제적으로 인증 체계를 구축·적용하기 위하여 우리 기업에 적합한 국제표준 수립에 기여하고 있다.
이를 통해 국제표준에 기반한 신뢰성, 안정성 평가 및 인증제도 선 도입으로 유럽 등 인공지능 국제인증 이슈4) 대응 및 수출 지원 기반을 단계적으로 조성해 나갈 계획이다.

Q. 스마트 제조 기술 품질인증 기반 마련을 통한 스마트 제조 분야 시험인증 포트폴리오 확대 방안을 마련하고, 민간 중심의 전문위원회 운영 확대를 통한 다수의 국내 공급기업 컨소시엄 및 세계시장 진출 지원 성공 사례를 집중 발굴키로 했다고 들었다.
디지털산업본부의 주요 역할과 향후 계획은?

디지털산업본부는 빠르게 변화하는 고객 요구와 제품 성능·서비스 향상 요구에 대한 대응이 업계 내 경쟁력을 향상시키고 있으며, 스마트 제조 분야에 적용되는 국내 기술력을 검증할 수 있는 시험인증 사업을 확대하고 있다.
여기서 중요한 점은 현장 일선에서 뛰고 있는 기업인 목소리에 귀 기울이고, 산업계 입장을 적극적으로 대변해 나가기 위하여 민간 중심의 전문위원회 운영을 확대해 나갈 것이다.
우리 본부는 기존의 제품 단위의 시험인증 영역을 넘어, 국내 기업업무시스템의 상호운용성 촉진을 위한 KS X9101 표준 개발을 주도하여 최근 국가 표준으로 제정하였다. 이번에 제정한 국가 표준은 스마트 제조 시스템별로 다르게 표현해온 데이터 양식을 통일하여 서로 다른 시스템 간 데이터 연계 작업을 가능하게 한다. 또한 한국산업지능화협회와 협업할 것이다. 코렌스이엠(미래차), 한국조선해양(조선), 뉴옵틱스(가전전자), 명화공업(소재부품)을 대상으로 하고, 국가 표준의 실증을 통해 국내 공급기업과 함께 세계시장 진출을 도모할 것이다.
마지막으로 산업 디지털 전환을 선도하고 있는 국내 기업의 현안을 청취하고, 국내 기업들이 국제 경쟁력을 높일 수 있도록 ‘산업 디지털 전환’ 혁신 기업 사례를 발굴하고, 이를 유사/동종 업계에 전파하여 산업 디지털 전환을 적극적으로 지원하겠다. 특히 제조 산업에서의 품질 개선 활동을 지원하기 위해 시험인증 데이터 관리 영역에서의 디지털 전환 노하우를 민간 기업에 보급·확산하고, 기업 경영의 조력자가 되도록 최선을 다할 것이다.


송태승 디지털산업본부장
tssong@ktl.re.kr


3) KS X9101 : 제조 분야 기업 업무시스템 간 제조업무 데이터 교환 - 제1부 : 데이터 모델 / 제2부 : 관리체계 (2021. 9. 9 제정 고시)

4) EU는 「AI 규제안」(2021.4)에서 AI 고위험군에 대해서는 고품질 데이터 셋, 투명성, 견고성·정확성, 사이버 보안, 위험관리시스템 등을 갖출 것과
이에 대한 적합성 평가를 의무화함