엣지 및 클라우드 컴퓨팅 패러다임은 현재와 미래의 비즈니스 요구 사항을 해결하는 데 도움을 주는 상호 보완적인 기술입니다.
인더스트리 4.0, DX 및 IX에 대한 대응
인더스트리 4.0(Industry 4.0)으로 인해 디지털 트랜스포메이션(DX)의 역할이 커졌습니다. 4차 산업 혁명의 개념과 혼용되는 인더스트리 4.0은 더 높은 수준의 자동화, 산업 사물인터넷(IIoT)을 통한 물리적 세계와 디지털 세계의 통합, 스마트 제조, 폐쇄 루프형 제어 시스템 및 제품 맞춤화를 그 특징으로 합니다. 한마디로, 인더스트리 4.0은 산업, 그리고 그 산업과 관련된 생산 공정에 대한 디지털 트랜스포메이션을 의미합니다.
디지털 트랜스포메이션 이니셔티브를 도입하여 운영을 개선하고 고객을 지원하며 변화하는 비즈니스 환경에 대응하고 있는 조직들은 산업 데이터를 어떻게 활용하느냐에 성패 여부가 달려 있다는 것을 깨닫고 있습니다. 디지털 솔루션을 활용해 이산, 공정 및 배치 제조, 인프라 운영을 개선하는 선제적 접근 방식을 의미하는 인더스트리얼 트랜스포메이션(IX)은 디지털 트랜스포메이션 프로그램의 가장 큰 하위 집합으로써 중요한 역할을 수행합니다.
산업 조직은 일반적으로 분산된 방식으로 운영되며, 전 세계적으로 여러 곳의 공장을 운영하는 경우도 있습니다. 중간 규모의 제조 기업은 종종 여러 제조 모델을 보유하고, 수백 가지 유형의 장비와 다양한 공급업체를 사용하며, 여러 다른 문화 또는 국적 출신의 직원들을 두고 있습니다. 따라서 IX는 복잡한 네트워크 전반에 솔루션을 구현하고 각 공장의 고유한 특징을 수용하기 위해, 필요에 따라 솔루션을 수정하는 역할을 합니다.
IX과 기술정보 및 운영정보(IT/OT)의 통합이라는 보다 광범위한 목표를 달성하기 위해 노력하는 조직은 보편적인 기술 패러다임, 즉 성숙도 수준이 높은 클라우드 컴퓨팅과 아직 성숙도 수준은 낮지만 많은 잠재력이 있는 엣지 컴퓨팅을 사용하는 방법을 바꿔야 합니다. CIO, GMS 및 IT/OT 관리자가 이러한 목표를 달성하기 위해 고려해야 할 몇 가지 사항을 자세히 살펴보겠습니다.
클라우드 컴퓨팅 패러다임
클라우드 컴퓨팅 패러다임은 온프레미스 구현 모델에서 진화했습니다. 클라우드 컴퓨팅을 사용하면 인터넷 연결을 통해 공장, 장비, 기계, 차량, 컨트롤러 등에서 생성되는 방대한 산업 데이터를 IT/OT 애플리케이션으로 전송할 수 있지만, 인프라 세부 정보는 최종 사용자에게 표시되지 않습니다.
이러한 접근 방식 때문에 클라우드 컴퓨팅은 확장성, 비용 효율성, 간단함 같은 많은 이점을 제공합니다. 필요에 따라 클라우드 서비스를 증가할 수 있으며, 많은 투자를 하지 않고도 운영 유연성을 확보할 수 있습니다. 소프트웨어 및 백엔드 인프라 관리를 클라우드 서비스 공급업체에 맡길 수 있으므로 인력과 인프라에 대한 투자를 줄일 수 있습니다. 또한 하드웨어의 복잡성을 추상화하고 필요에 따라 추가적인 컴퓨팅 리소스를 쉽게 요청할 수 있습니다.
클라우드 서비스의 문제는 항상 인터넷에 연결되어 있어야 한다는 것이며, 네트워크 연결이 없거나 안정적이지 못한 업계에는 적합하지 않을 수도 있습니다. 또한 클라우드 컴퓨팅은 연산과 저장이 이뤄지는 서버로 많은 양의 데이터를 전송해야 하기 때문에 대역폭 소모가 많습니다. 산업 환경과 같이 방대한 정보가 생성되는 경우에는 비용이 많이 들 수 있습니다. 왕복 네트워크 지연으로 인해 애플리케이션 응답 시간이 몇 초에서 몇 분 정도 걸릴 수 있으며, 이는 실시간에 가까운 응답 시간이나 의사 결정이 필요한 활용 사례에서 문제가 될 수 있습니다. 따라서 클라우드 컴퓨팅이 모든 인더스트리얼 트랜스포메이션 활용 사례에 대한 유일한 해답은 아닙니다.
엣지 컴퓨팅
엣지 컴퓨팅 패러다임이 이 부분에서 도움을 줍니다. 컴퓨팅 리소스를 네트워크의 ‘코어’에서 멀리 떨어진 대규모 클라우드 데이터센터가 아니라 사용자나 장치와 가까운 네트워크 ‘엣지’에 배치하는 경우가 늘어나고 있습니다. 엣지 접근 방식은 데이터를 이동할 필요 없이 소스에서 가까운 곳에서 처리하여 지연시간을 줄여주고 더 많은 데이터를 처리합니다.
따라서 엣지 컴퓨팅 모델은 시간에 민감하고 데이터 집약적인 애플리케이션에 유용합니다. 이러한 사례는 데이터가 생성되는 소스에 가까이 위치한 리소스를 컴퓨팅함으로써 실시간에 가까운 성능을 제공할 수 있습니다. 또한 더 많은 데이터를 로컬에서 처리하고 클라우드로 전송되는 데이터의 양과 빈도를 조절하여 네트워크 백홀의 과부하를 방지합니다. 데이터를 로컬에 보관하면 보안, 개인정보 보호 및 데이터 주권도 향상됩니다.
유명한 애널리스트 기업 IDC는 최고 경영진의 주목을 받고 있는 엣지 솔루션의 강력한 성장세를 전망하고 있습니다. IDC 설문 조사에 따르면, IT 사업부 의사 결정권자의 73%가 엣지를 전략적 투자로 보고 있습니다. 이러한 조직들은 생산성을 높이고 보안을 개선하며, 정보에 입각한 의사 결정을 보다 빠르고 신속하게 내릴 수 있는 방법의 하나로 엣지를 주목하고 있습니다. IDC는 또한 2023년까지 기업 인프라가 아닌 엣지에 새로운 엔터프라이즈 IT 인프라의 50% 이상이 구현되고, 2024년까지 엣지에 구현되는 애플리케이션 수가 800% 증가할 것으로 내다보고 있습니다.
지속적으로 진화하며 더 많은 관심을 끌고 있는 엣지 컴퓨팅 패러다임은 이산 및 연속 프로세스 애플리케이션에서 디지털 에코시스템에 영향을 미치고 있으며, 제조 조직이 생산 중심의 성과에 집중할 수 있는 역량을 제공하고 있습니다. 기업은 HMI/SCADA, 기계 분석 및 자산 성능 같은 분야에서 공장의 안정성과 전체 장비 효율성을 개선하는 방법으로 자산, 기계 및 생산 라인에서 엣지 컴퓨팅을 활용하고 있습니다.
클라우드 vs 엣지 컴퓨팅
이제 무엇이 필요할까요? 인더스트리얼 트랜스포메이션 이니셔티브에 가장 적합한 컴퓨팅 패러다임은 무엇일까요?
가장 가능성이 높은 산업 시나리오는 OT 애플리케이션을 엣지에 두고 다른 클라우드 또는 온프레미스 워크로드와 통신하고 상호 작용하도록 하는 것입니다. 이는 Automation World에서 실시한 설문 조사에서 밝혀진 사실입니다. 대부분의 제조업체들은 하나의 컴퓨팅 패러다임을 선택하는 것이 아니라 중도적인 방식을 따르고 있습니다. 대신 고유한 비즈니스 활용 사례에 맞게 다양한 클라우드 및 엣지 기술을 배포하고 있으며, 궁극적으로 패러다임들을 보완적으로 활용하고 있습니다. 실무자들의 경험에 따르면, 중요한 것은 두 가지 패러다임을 모두 포함하도록 설계된 아키텍처와 전략을 수립하는 것입니다.
전체 시스템의 이점을 최대한 활용할 수 있도록 두 패러다임을 모두 수용하는 시스템 설계자는 조직에 가치를 창출해주고 클라우드로 이동한 데이터가 언젠가는 온프레미스에서 활용될 수 있도록 아키텍처에 유연성을 구축할 수 있을 것입니다. 미래의 비즈니스 요구 사항에 맞춰 원활하게 상호 운용할 수 있도록, 전체 아키텍처에는 엣지 및 클라우드 아키텍처가 포함되어 있어야 합니다.
결론
엣지-투-클라우드 배포 방식이 점점 더 보편화됨에 따라, 산업 조직은 데이터와 애플리케이션을 어디에 구현할지가 아니라 기본적인 비즈니스 요구 사항을 충족하는 데 집중해야 합니다. 인더스트리얼 트랜스포메이션(IX) 리더는 비용, 보안, 지연 시간 및 안정적인 인터넷 연결과 관련된 요구 사항들을 고려한 후, 엣지와 클라우드 중 하나를 선택해야 합니다.
요약하자면, 엣지와 클라우드 컴퓨팅은 서로 경쟁하는 기술이 아니라 각기 다른 요구 사항을 해결해줍니다. 클라우드 컴퓨팅은 확장이 가능하며, 확장 가능한 온디맨드형 애플리케이션에 적합합니다. 엣지 컴퓨팅은 많은 데이터를 생성하는 실시간 응답 애플리케이션에 적합합니다. 즉, 클라우드와 엣지 컴퓨팅은 각자 맞는 사용 사례가 있기 때문에, 각 애플리케이션을 기반으로 선택해야 합니다.
