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5G는 초고속 연결 속도, 짧은 대기 시간, 개선된 도달 범위를 보증한다. 제조업계에서 얼리 어답터인 월풀(Whirlpool)이 미국 오하이오주에 있는 공장 중 한 곳에 프라이빗 5G 네트워크를 도입해 중대한 문제 해결을 모색 중이다. 공장 내 무인 차량이 와이파이를 활용해 길을 찾는데, 공장 환경 내 원인으로 신호가 약해지면 갑자기 멈춰 버리는 것이 문제다. 정지해 버린 차량 때문에 차량 정체가 발생하고 생산 속도가 느려진다. 게다가 부품 배달을 재개하려면 사람이 직접 조작해야 한다.
월풀 북미지역 IT 및 OT 제조 인프라-애플리케이션 담당자 더글라스 반스는 “연쇄 효과를 낳는다”라면서 “부품 배달만 늦어지는 것이 아니라 그 뒤에 쌓인 모든 것이 늦어진다”라고 지적했다.
공장 건물 전체에 와이파이가 연결된다. 하지만 반스에 따르면 “무선은 어떤 것에 사용하더라도 절반쯤은 쓸모가 없다”라고 지적했다. 건물의 구조가 와이파이에 적합하지 않기 때문이다. 반스는 “공장의 설계 방식에 문제가 있다. 어디를 가나 금속이 있다. 천장에서 돌아가는 컨베이어 벨트도 있다”라고 말했다. 반스는 무선 주파수 간섭과도 싸워야 했다. “구형 장비는 자체 무선 주파수 음성을 내는데 구형 장비가 어디에나 있다”라고 그는 덧붙였다.
차량이 공장 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 안정적으로 이동하지 못하는데 이에 대해 반스는 “공장 전체를 개조하지 않고서는 어쩔 도리가 없다”라고 말했다.
그러나 이제 사정이 달라졌다. 월풀이 기존에 와이파이로 차량을 연결하던 방식을 이러한 간섭을 덜 받는 5G로 전환하려고 추진 중이기 때문이다. 이를 위해 자율주행 차량 제조사 시그리드(Seegrid)와 AT&T의 도움을 받고 있다.
5G가 어떻게 도움이 되나
시그리드 제품 담당 부사장 제프 크리스텐센은 차량 커뮤니케이션은 간단하다면서 “우리의 관점에서 보면 트럭의 무선 수신기 종류를 바꾸기만 하면 된다. 와이파이 주파수를 듣는 대신 5G를 듣는 것이다. 차량 자체는 스스로 어떤 네트워크에 있는지 알지 못한다”라고 말했다.
한편, AT&T는 공장에 5G 전송장비를 제공 중이며 차량에 설치될 5G 수신기를 제작 중이다. 이것이 바로 AT&T가 반스의 선택을 받은 이유이기도 하다. 자율주행 차량 제조사와 다른 IoT 장치 제조업체들은 이제야 5G 지원 구축에 나서고 있다. 따라서 “우리는 5G 모듈 구축을 위해, AT&T가 차량 전체를 완전히 변환시킬 수 있도록 AT&T와 제휴 중”이라고 반스는 설명했다.
5G 출시의 첫 단계에서는 공장 중심부 20만 평방피트 면적에 5G가 도달하게 된다. 초반에는 AT&T가 5G 인프라 제공 및 관리를 담당하지만, 시간이 지나면 관리 책임이 월풀로 넘어갈 예정이다. 반스는 “우리가 완전히 이해하고 나면 결국 직접 맡게 될 것”이라고 밝혔다. 인계 후에 문제가 발생하면 AT&T는 자문 역할을 하게 된다.
현재 공장 내부에는 약 100대의 차량이 있는데 그중에 무인 운전 차량은 몇 대에 불과하다. 반스의 예상으로는 5G가 도입되면 그 비율이 80%까지 상승할 것이며 이 부분이 성공을 거두면 무인 운전 차량이 활용되는 역할이 확대될 수도 있다. 그는 “그동안 실시한 모든 테스트에서 유인운전 차량을 없앨 수 있다는 것이 입증되었다”면서 “그러면 공장 전체에서 유지 보수, 배달 등 제조 공정 운영 지원에 필요한 모든 부분에 자율 운행 차량만을 전적으로 활용할 수 있게 된다”라고 예상했다. 이것이 쌓이면 상당한 비용 절감으로 이어질 것이라고 덧붙였다.
반스는 다른 분야에서도 5G를 활용할 기회를 엿보고 있다. 예를 들면 매장 애플리케이션, 일정 애플리케이션, 비상관리 애플리케이션 등이다. 그는 “와이파이가 안정적이지 않기 때문에 지금 도입할 수는 없지만, 5G로 가면 이야기가 달라진다”라고 언급했다.
한편, 무선 연결이 필요 없는 다른 장비와 로컬 5G 라우터를 네트워크로 연결하기 위해 월풀은 이미 설치되어 있는 광학 케이블을 사용하고 있다. 반스에 따르면, “공장 전체를 연결해야 한다면 ROI와 씨름하게 될 것이다. 한 번에 25,000달러에서 50,000달러 사이의 비용이 들 수 있기 때문이다.”
공장 프로젝트가 완료되면, 반스는 월풀 창고에 5G를 배치하여 그곳에 있는 자율주행 차량을 연결할 계획이다. 반스는 “지금도 창고에는 무선 연결이 되어 있지만 금속 받침대가 널려 있어서 연결 문제가 있다. 5G는 그 문제를 확실히 해결해 준다”라고 전했다.
월풀은 구내 5G 네트워크뿐만 아니라 AT&T 5G 서비스를 이용해 공장 외부의 연결도 추진 중이다. 기본 광섬유 연결에 문제가 생기면 AT&T의 공용 5G 네트워크를 이용해 공장에 예비 인터넷 연결을 제공하려는 것이다. 이를 위해, 월풀이 설치 중인 모든 5G 라우터에는 광섬유에서 공용 셀룰러 네트워크로 전환할 수 있는 기능이 갖춰지게 된다.
반스는 “이 작업은 돈이 많이 들기 때문에 기본 연결로 하지는 않겠지만 재해 복구 상황에서라면 공장 문을 닫는 것보다는 나은 선택이다. 공장 문을 닫아야 할 때에는 금전적인 손해가 훨씬 더 크기 때문이다”라고 설명했다.
반스는 이러한 예비 옵션을 갖춰 두려면 약간의 유지 비용이 들지만 그 외에 비용은 사용한 만큼만 내면 된다고 덧붙였다. 그다음 간단히 스위치만 켜면 라우터에 5G 연결이 활성화된다. 반스는 “전혀 사용하지 않는다고 해도 보험이라고 생각하면 여전히 저렴하다. 또한 기본 회로를 잃을 경우 자동화되도록 만들려고 한다. 그 방법이 성공할지는 모르겠지만 그런 방식으로 설정하려고 노력할 것이다”라고 이야기했다.
한편, AT&T는 고객이 선호하는 5G 업체로 자리 잡기 위해 열심히 노력 중이다. 월풀 사례와 같은 시범 프로젝트를 진행하고 있을 뿐만 아니라, 삼성과 제휴하여 텍사스주 오스틴에 5G 혁신 구역을 열었다.
AT&T 비즈니스 기업 이동성 담당 부사장 로버트 보야노브스키에 따르면 이 혁신 구역은 제조 환경에 5G를 활용할 수 있는 사례를 평가하고 시행하기 위한 연구 장소다. 이곳의 연구진은 비디오 센서, 로봇, 증강 현실, 가상 현실 등 IoT를 이용한 5G 활용 사례를 개발 중이다.
AT&T는 시카고에서 제조 연구 기관 MxD와 함께 진행 중인 두 번째 프로젝트를 통해 제조와 관련된 또다른 5G 활용 사례에 집중할 예정이다. “예를 들면, 산업 IoT, 예측 유지관리, 원격 기계 모니터링, 자율 로봇, 혼합 현실 훈련 및 공간 컴퓨팅 등이 있을 수 있으며 여러 유형의 제조업체가 5G에 관심을 보였다”라고 보야노브스키는 말했다.
한편, 월풀의 반스는 장기적으로는 5G를 활용해 좀더 유연한 제조 라인으로 옮겨갈 계획이다. 반스는 “현재 컨베이어 위주의 조립 라인에 사용 중인 구리 케이블을 교체하고 5G를 통신 수단으로 사용할 수 있기를 바란다. 그래야 물리적 인프라를 재구축하지 않아도 라인 구성과 변경이 가능해지기 때문이다”라고 덧붙였다. ciokr@idg.co.kr
Maria Korolov editor@itworld.co.kr
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