IoT, IoE, 산업 관련성에 대해 알아볼까요?

비즈니스 진행과정 이해하기

IoE는 업무 개선을 비롯한 비용 절감을 통해 효과적인 마케팅 전략을 이끌어 낼 수 있다. 그렇다면 조직은 어떻게 아무 혼란 없이 기존의 방식에서 IoE 기반의 방식으로 변화할 수 있을까? 경영 관리자들은 첫 번째로 현재의 프로세스를 정확하게 이해하고 파악하는 것이다.

* 공급업자와 고객의 정확한 확인 및 인지

* 고객의 요구

* 요청 작업의 진행사항과 일정

공급 관리자와 도매업자들은 상품의 수명 주기를 정확하게 이해하고 있는 것이 중요하다. 예를 들어, 바나나 수확이 센서를 통해 예상보다 빨리 수확이 될 것이라고 미리 알게 되었다고 가정해 보자. 소매업자들은 새로운 배송 시기를 미리 조율해 시간을 효율적으로 활용할 수 있을 것이며, 현재 바나나 재고를 할인 판매하여 공급의 과잉을 방지할 것이다. 재고를 판매할 때에는 바나나를 이용한 다양한 디저트 조리법 함께 제공함으로써 소비자를 유혹할 것이다. 이렇게 IoE는 공급망의 완벽한 연결을 통해 시장의 활력을 불어넣어 주고 있다.

 

정보통신기술과 운영기술의 네트워크 이해하기

네트워크 환경

비즈니스 진행과정을 이해하는 것 외에도, IoE 솔루션을 기반으로 경영하고 있는 조직은 정보 통신기술과 운영기술의 네트워크 인프라와 운영을 고려해야 한다. 경영 매니저는 사용자가 네트워크 환경에서 어떻게 서비스를 사용하고 있는지, 또 어떠한 방식으로 정보를 얻고 있는지를 인지 알고 있어야 한다. 네트워크 환경에 대한 지식이 부족하면 사용자가 원하는 정보가 아닌 잘못된 정보를 전달하거나 혹은 전달하였다고 가정해도 그 정도가 미흡할 수 있는 우려가 존재한다. 기타 고려사항으로는 네트워크 인프라의 구성요소와 각각의 기능, 트래픽 요구에 따른 지원, 데이터 용량, 보안 등이 있다.

정보통신 네트워크 분야를 이해하는 것 이외에도 경영 매니저는 운영기술 측면에서도 다시 생각해 봐야 한다. 이는 현재 M2M 연결에서 만들어지는 정보를 이해하는 것과 어떻게 이 정보를 비즈니스 진행과정에 적용할 줄 아는 기술을 말한다. 또한, 각각의 개별 연결에서 필요로 요구사항도 실시간으로 응답할 방법을 알고 있어야 한다.

 

비지니스 목표와 기회

경영 매니저는 비즈니스의 목표와 거래 유형, 위험 부담감의 내성 및 이용 가능한 전문 기술의 수준 등 다양한 것들을 고려해야만 한다. 경영 매니저는 또한 사업의 성공에 IoE 연결이 얼마나 많은 영향을 주었는지도 분석해야 한다.

 

* 수익성 . 비용을 결정하고, 효율성 증대와 개선 결과로 IoE 프로젝트 투자 수익의 정도

* 성장과 시장점유율 . IoE 프로젝트 결과를 토대로 지속적인 성장 가능성과 경쟁 우위를 점할 수 있는 미래 예측

* 고객만족 . 고객의 요구에 맞춰 개선된 사항을 보여줌으로써 얻을 수 있는 고객의 충성도

 

광산업의 개선

광산 현장

IoE의 최종 구현은 M2M, M2P, P2P의 모든 부분은 연결하는 것이다. 기업은 최고의 성공 기회를 만들기 위해서 연결의 우선순위를 결정해야 한다. 광산 회사가 경영을 최적화하고 비용을 절감할 방법을 생각해보자.

* IoE 솔루션을 활용한다면 광산 산업은 어떤 이익을 얻을 수 있을까?

* 어떻게 조직은 실시간 데이터를 활용할 수 있을까?

* 어떻게 IoE 솔루션을 통해 비용 절감할 수 있을까?

* 소유주와 주주, 직원들은 어떤 종류의 이익을 예측할 수 있을까?

* IoE 솔루션에는 수많은 연결이 이뤄질 수 있는데 어떠한 것이 가장 우선이 되어야 할까?

광산 회사는 IoE 솔루션 기반의 시스템 간의 연결과 협업을 함으로써 많은 개선을 보였다. 과거의 채광 작업은 이질적이고 격리된 일련의 환경으로 구성되어 있다. 추출 및 자동화 시스템부터 선적, 레일, 트랙 자동화까지 다양하게 구분되어 있다. 각각의 작업 환경에는 저마다 어려움이 존재하며, 대개 고유의 데이터와 네트워크를 이용하여 독립적으로 운용한다. IoE 솔루션을 따르기 위해서는 채광 작업 전체를 파악할 수 있어야 하고, 현재 상황을 분석할 수 있는 시스템을 비롯해 미래를 예측할 수 있는 시스템까지 전체적인 개선이 필요하다. 그와 동시에 각 작업 환경에서 장점을 충분히 활용할 수 있는 환경도 구축되어야 한다. 현재에는 업계를 선도하는 파트너들의 노력으로 모든 작업 환경을 완벽하게 연결하고 통합할 수 있으며, 격리된 네트워크로 인한 효율성 저하를 해결할 수 있다. 통합된 접근 방식을 통해 기존의 각각 격리된 기업 시스템을 새로운 통합 운영 시스템으로 통일한다. 그 결과 채광지에서 항구까지 완벽하게 연결되고 통합된 네트워크를 구축하여 간결성, 효율성, 협업, 안정성, 보안성을 갖춘 작업을 보장하면서 동시에 지속적인 비용 절감 및 이익 증대가 가능하다. 몇 가지 예를 들어보면, 채광 작업에서 시간 낭비는 커다란 장애물이다. 유휴 상태의 트럭에 의한 낭비는 하루에 수억 원에 다다른다. 이를 막기 위해 트럭의 엔진 부품부터 타이어 압력까지 중요 요소들을 차내는 물론 원격에서 모두 모니터링 함으로써 예방적 유지 관리가 가능하다. 채광지에 너무 일찍 도착하는 트럭 운전사에게 미리 알림으로써 운전자 및 채광지에서 작업하는 사람들의 효율을 높일 수 있다. 채광 작업 주변의 지역이나 직원에게도 안전한 환경을 조성하는데 도움을 제공하기도 한다. 사고가 발생하면 각 작업자의 위치를 몇 분 안에 바로 파악하여 구출할 있고, 가스 모니터 시스템은 센서를 활용하여 유해한 가스가 외부로 흘러나가는 것을 사전에 방지 할 수 있다.

 

기술적 요구사항

경영 매니저가 일단 기업 내의 사업 진행 변화에 따른 우선순위를 재확립 후에야 전문 기술자들의 요구사항에 맞게 기술적 변화를 구성할 수 있다. 그림은 분야별 기술적 요구사항을 보여 주고 있다.

기술적 요구사항

1. 표준화 . IT 시스템 환경에서 통신을 위해 필요한 기술

2. 장비 . 정보를 얻기 위한 필요한 센서, 정보를 수집하고 관리하는 데 필요한 장비 기술

3. 네트워크 확장성 . 새로운 기술, 데이터 로드 방식을 수용할 수 있는 기술

4. 보안 . 정보통신기술과 운영기술의 보안에 필요한 기술

5. 네트워크 관리 . 복잡한 환경을 간단하고, 쉽게 관리 할 수 있는 기술

6. 프로그래밍 . IP기반 장치와 비 IP 기반 장치를 지원하기 위한 프로그래밍

7. 데이터 프로세싱 및 접근 . 클라우딩(Cloud) 또는 포그(Fog)로 접근하기 위한 기술

 

잠재적 제약

IoE 솔루션 진행 과정에서 발생 될 수 있는 제약은 사전에 미리 분석되어야 한다. 제약은 프로젝트에 따라 다양하게 존재하는데, 예산 제약이 항상 가장 큰 문제가 되지는 않는다. 그림에서 다양한 제약 조건을 제시한다.

 

잠재적 제약

    1. 예산 . 제한된 예산 때문에 기기, 소프트웨어 등 여러 가지의 요소의 충분한 투자를 하지 못한다.

    2. 기존 시스템 . 기업은 이미 기존의 시스템에 대규모 투자를 했기 때문에 변화에 민감하다.

    3. 전문적 기술 지식 . IoE 솔루션 구현에 필요한 지식을 가지고 있는 전문가가 부족하다.

    4. 정책 . 표준화, 프로토콜, 공급 업체 및 응용 프로그램 정책에 맞게 진행되어야 한다.

    5. 문화 . 열린 마음으로 기존의 방식과의 협업이 필요하다.

IoE 구성 접근

IoE의 구성

IoE 접근 구성 방식은 크게 3개의 기술적 측면으로 나눌 수 있다. 응용 계층은 하위 계층인 플랫폼 계층에 따라 달라진다. 이 구성방식은 클라우딩 컴퓨팅 모델, 서비스형 소프트웨어(SaaS), 서비스형 플랫폼(PaaS), 서비스형 인프라(IaaS)까지 모든 것들에 반영된다.

 

기술의 조정

기술의 조정 분야

조직은 인프라와 응용프로그램에서 사용되는 기술을 상황에 맞게 조정해야 한다.

 

프로세스의 연결

프로세스의 주된 목적은 사람과 데이터 그리고 사물이 사회적 이익과 경제적 가치에 어떠한 영향을 미치는지를 설명한다. 연결되지 않은 것들을 서로 연결함으로써 우리는 효율적이고, 효과적인 소통의 기회를 만들 수 있고, 새로이 필요한 프로세스에 대한 예측도 가능하다.

마켓에 장을 보러 가는 하나의 예를 들어 보자. 몇 가지 살 물건이 있어 마켓에 가려고 한다. 마트로 가는 길에 휴대폰 애플리케이션을 연다. 애플리케이션은 필요한 쇼핑리스트를 보여주고, 각 해당 품목이 마켓 어디 부분에 진열되어 있는지를 제공한다. 그리고 도착 예정 시간과 주차 여유 공간 상태를 제공한다. 가까운 시간 내로 도착 가능하다면 주차 예약도 바로 가능하다. 

마켓에 도착해서 매장으로 들어온다. 애플리케이션을 다시 확인하니 필요 품목에 내가 추가하지 않은 전구가 적혀있다. 그 이유는 부엌 전구에 부착된 센서로 전구의 수명을 예측했을 때 며칠 남지 않기 때문에 자동으로 쇼핑리스트에 추가된 것이다. 또 전구에 대한 지식이 부족할 때 휴대폰으로 전구에 대한 정보 관련 영상을 볼 수 있다. 또 그 자리에서 바로 휴대폰으로 제조사 고객센터와 화상 전화 연결도 가능해서 추가적인 질문도 가능하다. 

마켓 내부에서는 어떤 상황이 진행되고 있는지 확인해보자. 매장 점원은 각각 태블릿 PC를 가지고 있고, 개인의 스케줄이나 진급정보에 대한 공지사항이 올라와 있는 것을 확인할 수 있다. 각각의 쇼핑 카트에 Wi-Fi 태크가 장착되어 있으므로 고객이 도움이 필요할 때 버튼을 누르면 점원이 호출된다. 가장 가까운 점원이 갈 수도 있지만 버튼을 누른 곳의 위치를 고려해 해당 위치 품목의 전문 점원이 그 고객에게 도움을 주러 가게 된다. 

그렇다면 모든 데이터가 어떻게 통합되고 관리 되는지를 알아보자. 매장 내부 관리실에서는 모든 계산대의 상황과 매장내로 들어가는 카트, 나오는 카트의 정보를 실시간으로 보여준다. 고객들의 평균 쇼핑시간과 들어온 카트 수로 예상했을 때 20분 안에 많은 고객이 계산대로 몰려들 것이다. 원활한 매장 운영을 위해선 5개의 계산대의 더 열어야 한다는 메시지를 관리 실장한테 보내준다. 

모든 정보는 해당 플랫폼에 의해 운영되고 고객 서비스를 위해 사용된다. 보안, 클라우드 서비스뿐만 아니라 솔루션 적용, 예상 분석과 함께 고객의 유형에 맞는 여러 애플리케이션이 서로 연결되어 작동한다. 최고의 기술력과 보안, 이 모든 것이 결합하여 거대한 데이터 센터가 설립되는 것이며, 가상환경과 실제 환경의 결합으로 전문 기술력을 통해 IoE가 가능해 지는 것이다.

 

IoE를 이용한 소매시장

과거와 IoE시대의 소매시장 비교

소매 유통 업체들은 매장, 사무실, 유통센터 등 기타 다양한 환경에서 새로운 시도를 IoE와 접목하여 시도할 수 있다.

IoE를 이용한 제조 생산

과거와 IoE시대의 제조 생산 비교 

IoE가 나오기 전에는 제조업자는 고객들과의 소통이 힘들어 피드백을 받는 데 많은 어려움이 있었다. 하지만 IoE 시대가 도래하면서 제품 자체 부착된 센서로 제조업자들과 고객과의 소통이 원활해졌다.

 

 

공공 부문의 IoE

과거와 IoE시대의 공공부문 비교

정부는 새롭고 더 나은 연결을 통해 국민의 삶의 질을 높이고자 막대한 투자를 한다.

 

서비스 제공 업체를 위한 IoE

과거와 IoE시대의 서비스 제공 업체 비교

IoE는 서비스 제공 업체가 많은 이익을 창출할 수 있는 잠재력을 제공한다. 서비스 제공 업체들은 이미 개별 가입자부터 큰 기업에 이르기까지 모바일, 비디오, 협업 및 기타 제품을 제공하는 대규모 네트워크를 가지고 있다. 그들은 이제 IoE 기술을 기반으로 풍부한 새로운 서비스를 제공받아 하나의 네트워크로 통합이 가능할 것이다.

 

상호 운용성

완전한 IoE 솔루션을 제공하기 위해서는 상호 운용성이 상당히 중요하다. 운영 기술 네트워크 및 시스템은 독자적인 프로토콜을 사용하긴 하나 이는 보안상의 문제를 야기 시킬 수 있다. 게다가 일반적인 네트워크 환경과의 호환성도 떨어져 정상적인 통신이 이뤄지지 않는다. 해결 방안은 동일한 언어를 사용하여 개발하여 호환성을 좀 더 향상 시키는 방법과 일반적인 IP 네트워크 환경에서 개발하여 보안 문제까지 해결하는 방안이 있다. 또 다른 해결 방안에는 각각의 독자적인 프로토콜을 해석하는 프로그램을 장착하여 서로의 통신을 원활하게 해주는 방법 또한 존재한다.

 

기술적 성장

무어의 법칙

오늘날의 기술 성장률은 기하급수적으로 발전하고 있다. 기술의 발전 속에서 지속적인 경쟁 우위를 유지하기 위해서는 조직이 몇 가지 고려해야 할 사항들이 존재한다. 조직과 전문가들이 기술적 요구 사항을 계획하는데 3가지의 기본 원칙이 있다.

 

무어(Moore)의 법칙 - 마이크로 칩의 저장 용량이 2년마다 배로 증가한다는 법칙으로 Intel 사의 G. Moore가 제안하였다.

멧 칼프의 법칙

멧 칼프(Metcalfe)의 법칙 - 네트워크에 연결된 가입 기기의 수를 n이라고 하면 개별 가입자의 가치는 n-1이 된다. 따라서 네트워크 전체의 가치는 네트워크에 연결된 가입자 수와 각자가 네트워크로부터 얻는 가치의 곱으로 나타날 수 있다. 수식으로 표현하면 네트워크 전체의 가치는 n(n-1)인 것이다. 따라서 네트워크 전체의 가치는 가입자 수가 늘어날 때마다 기하급수적으로 늘어나게 된다.

 

리드의 법칙

리드(Reed)의 법칙 - n명의 구성원으로 이루어진 다대다 환경에서 네트워크의 가치는 2의 n 승과 같다.

인터넷의 성장을 설명할 때 주로 멧 칼프의 법칙이 자주 언급된다. 또한, 멧 칼프의 법칙은 무어의 법칙과 함께 사람들의 일상생활에서 계속 증가하는 존재와 가치를 설명할 때 사용되곤 한다.

 

IoE 성장 가능성

무어의 법칙을 통해 기업의 컴퓨팅 파워 미래 사업을 대략 예측할 수 있다. 컴퓨팅 파워의 기하급수적인 성장과 경쟁사와의 구조 형태는 소비자들에게 합리적인 가격을 제시할 수 있는 상황을 앞당기고 있다. 경영 매니저는 노드 사이의 상호연결 최적 수를 계산하는데 멧 칼프의 법칙을 유용하게 사용한다. 경영 매니저들은 연결 수 증가에 따른 이익에 대한 충분한 분석이 필요하다. IoE 환경에서 사용되는 센서의 가격이 합리적인 만큼 저렴해진다면 더 완벽한 그물망 네트워크를 구축할 수 있을 것이다. 현재 대부분 IoE의 구현은 단말 장치 사이의 트래픽을 집계하는 컨트롤러와 게이트웨이에 집중되어 있다. 리드 법칙은 다대다 환경을 하나로 통합되는데 활용되곤 한다.

 

빅 데이터

빅데이터

데이터의 급속한 성장은 인터넷이 연결된 사물의 수가 늘었다는 것을 의미한다. 하지만 그 많은 양을 제어하지 못하거나 분석하지 못하다면 결국 쓸모없는 것과 마찬가지다. 데이터가 진정한 자산이 되려면 오래되거나 부정확한 데이터를 걸러내면서 시간, 자원을 아껴 효율적으로 사용해야만 한다. 데이터의 증가는 많은 새로운 분야의 연구를 창출한다.

    * 데이터 센서에 연결된 기존링크의 대역폭 용량

    * 사용자 데이터에 대한 개인 정보 보호 문제

    * 실시간 통신을 위한 데이터 관리

    * 적절한 데이터 선택 및 분석

빅 데이터를 통한 예측은 고객 참여를 향상시키고, 작업을 원활하게 하며, 새로운 가치를 발견하는 데 도움을 준다. 그러나 데이터 이러한 데이터 수요의 증가는 데이터 센서와 데이터 분석을 하는 데 필요한 새로운 기술과 프로세스가 필요하다는 것을 의미한다.

 

대역폭의 필요성

인터넷으로 연결되는 사물들이 날이 갈수록 늘어나면서 상업, 정부, 혹은 가정에서 발생하는 기계 간 통신이 트래픽이 많아지면서 더 넓은 대역폭이 필요하다. 

일반 가정집의 Wi-Fi 대역폭은 대략 50개 정도의 센서를 수용할 수 있는 정도가 된다. 가정 집에서 주로 사용하는 센서는 복잡하지 않은 상대적으로 적은 양의 데이터를 컨트롤하기 때문이다. 그러나 세월이 지나면서, 센서의 고도화로 인한 데이터 증가로 인해 50개의 센서는 가정집 Wi-Fi 대역폭으로는 수용할 수 없는 정도에 이르렀다. 

클라우드 컴퓨터팅의 본질적인 특성은 다양한 방식의 접근이다. 클라우팅 컴퓨터 환경에서 사용자는 다양한 형태의 접근을 통해 지속적으로 많은 정보와 서비스를 요청하기 때문에 이를 충족시켜 주기 위해서는 넓은 대역폭이 필요하다. 넓은 대역폭을 충족시키기 위해서는 인프라 의 개선이 필수적으로 필요하다.

 

클라우드(Cloud) 컴퓨팅 VS (Fog) 컴퓨팅

클라우딩 컴퓨팅 솔루션에서 조직은 유연성을 향상하기 위해 지속해서 데이터를 이동하고, 서비스를 제공하기 때문에 상당한 넓은 대역폭이 필수적이다. 

그러나 일부 데이터 및 서비스 솔루션은 소스에서 해결책을 찾곤 한다. 예를 들어, 자동화 신호등 체계에서는 실시간 처리 능력을 소스를 활용하여 정의한다. 선택된 컴퓨팅 모델은 데이터 효율적으로 사용하는 데 필요한 탄력성, 규모, 속도, 가동성 등의 정도를 활성화한다. 

최고의 가치를 제공하기 위해 시스템 설계자는 서로 다른 컴퓨팅 모델 데이터의 분포와 계정을 고려해야 한다. 그 결과, 상황에 따라 일부 서비스나 응용 프로그램이 필요에 따라 클라우딩 컴퓨팅에서 포그 컴퓨팅으로 이동하게 될 것이다.

 

사회 적응

사람은 어느 조직이나 가장 소중한 자산 중 하나다. 그 소중한 자산이 모든 환경에 적합하고 경쟁력을 유지하기 위해서는 훈련은 필수적이다. IoE의 영향은 조직의 업무의 모든 측면에 영향을 미칠 것으로 예상된다. 그러므로 사람은 IoE 기술 기반의 환경에서 빠르게 적응하고 더 높이 올라갈 기회를 잡기 위한 훈련이 필요한 것이다.