5G가 제조업을 바꾼다…"보편화는 2024년 예상"

5G는 와이파이와 4G LTE보다 더 넓은 대역폭, 그리고 더 뛰어난 초고속 연결성과 낮은 지연을 제공하고 한 위치에서 수천 개의 디바이스를 연결할 수 있는 기술이다. 제조 설비 관점에서 보면 모두 매력적인 요소지만 전문가들에 따르면 제조 분야에서 5G가 보편적으로 사용되기까지는 얼마간의 시간이 필요할 전망이다.

가트너에 따르면 스마트 팩토리는 5G의 큰 기회다. 기존 4G LTE로 가능한 스마트 팩토리 사용 사례도 일부 있지만 대부분은 5G가 제공하는 낮은 지연과 높은 안정성이 필요하다.

언스트 앤 영(Ernst & Young)의 글로벌 디지털 전략 및 트랜스포메이션 리더인 사친 룰라는 “산업 분야에서 5G에 대한 관심이 높고 새로운 하이퍼 연결의 물결이 기업에 근본적인 변화를 불러올 것”이라고 말했다. 또한 룰라는 제조 분야에서 5G 투자를 통해 가장 먼저 가치를 창출하고 이어 에너지와 유틸리티, 의료, 공공 분야와 교통이 뒤따를 것이라고 말했다.

룰라는 현재 안정적인 저지연, 고대역폭 연결 기술이 부재해 최첨단 기술 도입을 가로막고 있다면서 “5G로 이 제약을 극복하고 기계, 자재, 사람 사이의 연결을 통해 막대한 가치를 창출하게 된다”면서 이러한 가치가 생산성 증대, 재고 감소, 업타임 개선, 작업자 안전 증데, 민첩한 공급망 확보 등의 효과에서 나올 것”이라고 말했다.

언스트 앤 영이 최근 영국에서 실시한 설문을 보면 기업의 10%는 이미 5G에 투자하고 있으며 50%는 2년 내에 5G로 업그레이드할 계획이다. 제조 기업은 더욱 적극적으로, 거의 3분의 2는 5G가 상용화된 시점에서 2년 이내에 5G를 구현할 계획이라고 답했다. 룰라는 “산업 분야의 많은 기업이 이미 5G를 도입해 테스트하는 중”이라고 덧붙였다.

5G 반기는 자동차 제조업계

룰라에 따르면 예를 들어 아우디는 이미 로봇 모션 제어를 위해 5G 테스트를 시작했다. 노키아의 5G 오울루 공장은 엣지 컴퓨팅과 클라우드 컴퓨팅, IoT 분석을 결합한 공장 내 연결에 5G를 사용 중이다. 룰라에 따르면 노키아는 5G로 이미 제품 완성 시간을 30~ 50% 절감했다.

중국의 BMW 브릴리언스 오토모티브(BMW Brilliance Automotive)는 모든 공장에 완전한 5G 무선 연결을 구축하는 중이다. 중국의 다른 자동차 산업 분야에서도 5G 도입이 활발하다. 룰라는 “중국은 5G에 대한 막대한 투자와 조기 도입으로 경쟁에서 앞서 나가는 중”이라고 말했다.

제조업체는 내부적인 효율성 개선 외에 다른 측면에서도 5G 분야의 성장에 따른 혜택을 얻고 있다. IHS 마킷(IHS Markit)이 이번 달에 발표한 연구 결과에 따르면 5G는 2035년까지 13조 2,000억 달러 규모의 신규 비즈니스를 창출하게 된다. 5G가 가장 큰 영향을 미칠 분야는 제조 산업이다. 제조업체가 다른 기업에 판매할 5G 지원 장비의 가치를 포함해 약 4조 7,000억 달러 규모의 새로운 경제 활동이 일어난다.

5G의 비용과 해결해야 할 과제

산업 분야에서 5G 구축은 특히 초기에는 쉽지 않은 과정이 된다. 언스트 앤 영의 최근 설문에 따르면 기업이 가장 크게 우려하는 점은 보안이다. 5G로 연결되는 디바이스의 수가 대폭 증가하면서 잠재적인 네트워크 공격 표면도 증가하기 때문이다. 설문 보고서에 따르면 응답자의 40%는 사이버 보안을 세 가지 주요 우려 사항 중 하나로 선택했다. 나머지 두 가지는 기술의 미성숙(34%), 비즈니스 관련성의 부족(32%)이다.

비용 우려도 있다. 컨스텔레이션 리서치(Constellation Research)의 분석가 홀거 뮬러는 “내부에 5G를 구축하려면 기업 백엔드 시스템의 대대적인 업그레이드가 필요하다”면서 “와이파이조차 없는 제조 현장이 많다”고 말했다.

뮬러는 따라서 초기 5G는 다소 더디게, 제조 현장의 각 부분에 제한적으로 도입되고 이후 장비와 백엔드 시스템이 업그레이드되며서 확장되는 과정으로 진행될 것으로 내다봤다. 총 비용은 기업이 5G 호환 인프라를 얼마나 갖추고 있는지에 따라 크게 달라진다.

와이파이와 4G에서 5G를 향해

5G 인프라, 표준, 디바이스는 아직 상용화나 검증되지 않았기 때문에 현재 많은 제조업체는 5G가 아닌 파이버, 와이파이, 4G LTE를 사용한다. 프라이스워터하우스쿠퍼스(PricewaterhouseCoopers LLP)의 미국 기업 전략 사업부 책임자인 댄 헤이스는 “그러나 현재 많은 사람들이 5G를 4G에 비해 더 미래에 적합한 전략으로 주목하고 있다”면서 “4G LTE가 등장한지는 10년이 조금 넘었다”고 말했다.

헤이스는 현재 사용 가능한 5G 디바이스는 극초기 디바이스라면서 “아직 대량 생산 단계에 이르지 못해 대규모 도입을 이끌 비용 곡선이 형성되지 않았다”고 말했다.

기반 5G 기술 업체인 에릭슨(Ericsson)의 부사장이자 첨단 산업 부문 수장인 에릭 조셉슨에 따르면 5G는 현재 릴리즈 15 단계 단계로, 4G에 비해 더 높은 데이터 전송률과 넓은 커버리지, 낮은 지연을 제공하지만 목표인 1밀리초 지연에는 아직 도달하지 못했다.

조셉슨은 “10밀리초는 가능하지만 아직 1밀리초에 이르지는 못했다. 릴리스16은 안정성이 극히 높고, 더 복잡한 사용례에서 10밀리초의 낮은 지연을 제공한다”고 말했다,

조셉슨에 따르면 에릭슨은 내년 초에 릴리스 15 5G 제품을 출시할 계획이다. 릴리스 16 표준은 현재 마무리 단계이며, 확정되면 1~2년 후 제품이 출시된다.

조셉슨은 4G가 그랬듯이 5G도 시간이 지나면서 계속 개선될 것이라면서 “지금은 4G를 처음 출시했을 때에 비해 수용력이 더 크다. 다행히 5G 디바이스는 소프트웨어 업그레이드가 가능하므로 현재의 릴리스 15 장비를 나중에도 쓸 수 있다. 더 발전된 여러 기능이 릴리스 16에 적용되겠지만 기존 하드웨어도 계속 작동한다”고 말했다.

가트너에 따르면 5G IoT 엔드포인트의 수는 앞으로 크게 증가해서, 2020년 350만 개에서 2023년에는 2,860만 개에 이를 전망이다. 그러나 증가하는 엔드포인트의 대부분은 연결된 차량 및 감시 카메라다. 가트너에 따르면 제조 업체의 경우 5G 구축을 기다리는 대신 4G LTE 네트워크에서 3GPP LPWA와 같은 다른 기술도 사용할 수 있으므로 제조 분야에서 5G IoT의 기회는 그 중간 정도가 될 전망이다.

가트너의 시장조사 분석가인 빌 메네제스는 “포크리프트와 같이 충돌 위험성이 커서 높은 안정성이 필요한 사용 사례에서는 4G LTE 네트워크가 더 많이 사용될 것”이라면서 “관건은 성능 요구 사항이다. 시간이 지나 요구 사항이 높아지면 5G로 기울 것”이라고 말했다.

표준과 안정성

또한 디바이스와 기능이 성숙해지면서 5G의 매력도 더 커지게 된다. 지금은 5G 기능의 초기 일부만 사용할 수 있고 시중에 나온 디바이스도 소수이며 공용 5G 셀룰러 네트워크도 이제 시작 단계다. 포레스터 리서치의 분석가 댄 빌러는 표준이 발전하고 사용 가능한 기술이 늘어나면 5G 옵션의 매력이 커질 것이라고 말했다.

빌러는 “아직 활용할 수 없는 두 가지 중요한 5G 기능이 있다. 하나는 극히 낮은 지연, 다른 하나는 1제곱킬로미터 면적 내에 최대 100만 개의 센서까지, 좁은 지리적 영역에서 많은 디바이스를 연결할 수 있는 기능이다. 제조업계에서 이 두 가지 요소에 대한 관심이 매우 크다”고 말했다.

빌러는 초저지연을 지원하는 디바이스는 2~3년 후에 시중에 나올 것으로 예측하며 “지금 업체들이 하는 과장된 이야기의 상당수는 실제 표준의 많은 부분이 아직 확정되지 않았다는 사실을 무시하고 있다”고 지적했다.

빌러는 낮은 지연은 특히 고정밀 조립 라인에 중요하다면서 “BMW, 다임러 같은 업체의 경우, 예를 들어 로봇이 샤프트를 특정 속도로 회전시키는데 이 로봇과 동기화되는 다른 로봇이 몇 밀리초만 벗어나도 샤프트가 휘어 못쓰게 된다. 이런 이유로 초저지연이 구현되지 않은 5G는 고려할 수도 없다. 이런 환경에서는 웬만큼 좋은 정도로는 쓸 수 없고, 절대적으로 완벽해야 한다”고 말했다. 빌러는 초저지연이 제공되지 전까지는 많은 제조업체가 파이버로 연결된 로봇을 계속 사용할 것이라고 덧붙였다.

빌러는 그러나 5G에 대한 제조업계의 관심은 매우 크다고 말했다. 빌러는 올해 초 독일 하노버에서 열린 세계 최대의 제조 박람회에 참석했는데, 5G가 주요 의제였다.

빌러는 “독일의 모든 대형 제조업체가 5G를 추진하고 있다”면서 “자체 비공개 5G 네트워크 인프라를 구축해 공장의 모든 기계를 연결하고 있다. 제조 공정에 대한 생각이 완전히 바뀌는 중이다. 다른 많은 국가도 뒤따를 것으로 예상된다”고 말했다.

인사이트(Insight)의 제조 분야 전문가인 킴 니클은 제조업체가 5G에 본격적으로 예산을 투입하기까지 아직 몇 년이 더 걸릴 것이라면서 “5G가 2022년에 보편화된다면 제조 설비에서 보편화되는 시점은 2024년 정도가 될 것”이라고 말했다. editor@itworld.co.kr

Maria Korolov editor@itworld.co.kr
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