스마트팩토리 지속성장 위해 보안은 필수 요소!

[CCTV뉴스=이승윤 기자] 4차 산업혁명 흐름을 따라 제조업 환경에서 스마트팩토리가 생산성 향상, 에너지 절감, 공장 관리의 효율성, 높은 품질, 원가 경쟁력 강화 등 긍정적인 효과가 기대되는 핵심 사업으로 주목받으며 전세계적으로 구축 사업이 빠르게 진행되고 있다. 특히 LTE 보다 연결 속도와 처리 용량 속도가 크게 향상된 5G가 상용화되면서, 스마트팩토리 사업이 더욱 가속화되고 있다. 그러나 잊지 말아야 할 것이 있다. 스마트팩토리는 모든 공정이 연결되는 만큼 보안 위협 발생 시 금전적·인명적 피해가 발생할 수 있어 지속 성장을 위해서는 보안을 철저히 검토하고 준비해야 하는 것을 말이다.

스마트팩토리, 기존 제조환경보다 생산성↑ 활용성↑

스마트팩토리란 기획과 설계, 생산, 유통과 판매 등 전 과정을 IoT, AI, 빅데이터 등으로 통합해 자동화/디지털화를 구현하는 것을 말한다. 특히 모든 장치가 무선 인터넷으로 연결돼 있어 전체 공정 과정을 실시간으로 모니터링 할 수 있다.

또한, 공장에 사물인터넷(IoT) 센서와 카메라를 부착해 데이터를 수집하고 수집된 데이터는 분석해 이상 징후가 있는 곳을 파악해 빠르게 제어할 수 있는 것이 특징이다. 이런 기능을 통해 공정과정에서 발생할 수 있는 불필요한 부분의 문제를 해결해 비용과 시간을 절약할 수 있으며, 고객맞춤형 제품을 생산하는 목표에 빠르게 도달할 수 있다.

스마트팩토리는 기획/설계 단계에서 제품 성능 시뮬레이션을 통해 제작기간 단축과 맞춤형 제품 개발. 생산 단계에서는 설비-자재-시스템간 네트워크로 연결돼 다품종 대량생산 에너지, 설비효율을 제고할 수 있다. 또한, 유통 단계에서는 협력사 간 실시간 연동이 가능해 재고비용이 감소, 품질, 물류 등 전 분야에서 협력할 수 있다.

중소기업벤처부 조사 결과에 따르면 실제 스마트공장을 도입한 기업의 경우 생산성은 30% 향상되고 불량률은 43.5%, 원가는 15.9%, 납기는 15.5% 줄어 들었으며, 산업재해도 22% 감소했다. 결과를 통해 스마트팩토리가 생산성과 활용성을 증가시키는 긍정적인 효과를 보여주고 있다는 것을 알 수 있다.

5G, 스마트팩토리 한계점 해소하는 해결사!

스마트팩토리는 공정 시설에 사물인터넷(IoT) 센서와 카메라를 부착해 실시간 모니터링을 진행해 이상 징후가 있는 곳이 있으면 신속하게 제어할 수 있다는 점이 주요 특징이라고 볼 수 있다. 이를 위해 빠른 무선 인터넷 속도와 낮은 지연속도가 필요하다. 특히 문제 발생 시 빠른 제어를 위해서는 무엇보다 낮은 지연속도가 매우 중요하다. 그러나 현재 많이 사용되는 통신인 롱텀에볼루션(LTE)의 지연 속도로는 스마트팩토리가 원할한 제어 환경을 구성하는데 한계점이 나타난다.

LTE의 지연속도는 20ms 정도로 스마트팩토리가 원하는 지연속도인 약 10ms 이하에 비해 많은 지연 시간이 소요돼 빠른 제어를 통해 문제를 해결하는데 어려움이 발생하고 있다.

최근 상용화된 5세대 이동통신인 5G가 스마트팩토리의 한계점을 극복할 수 있는 해결책으로 주목받고 있다. 5G는 이전 세대인 LTE보다 연결속도는 약 20배 빠르고 처리 용량도 약 100배 높은 이동통신 기술로 ▲초고속(eMBB) ▲초저지연(URLLC) ▲초연결(mMTC) 3가지 주요 특징을 가지고 있다.

라디오 주파수 대역의 통신규약 표준인 ITU-R이 정의에 따르면 5G는 최고 전송 속도는 20Gbps, 사용자 체감 전송 속도 100Mbps이며, 주파수 효율은 4G 대비 3배, 이동속도는 500km/h, 전송 지연시간은 1ms, 1km2 당 단말 연결 밀도는 100만 개, 네트워크 에너지효율은 4G 대비 100배, 1km2 당 트래픽 용량은 10Mbps이다.

특히 5G의 지연 속도는 1ms로 LTE 속도인 20ms 보다 크게 줄어든 속도를 지원해 현재 지원 속도로 나타나는 스마트팩토리의 한계점을 극복할 수 있을 것으로 보이며, 세밀한 제어가 가능해져 공장 운영 효율성이 증가할 것으로 예상된다. 또한, 1km 100만 대 단말기를 연결할 수 있어 수 많은 IoT센서가 설치돼 운영되고 있는 스마트팩토리에 유연한 연결을 지원할 것으로 보인다.

SKT는 지난해 12윌 반월국가산업단지 내 ‘스마트제조혁신센터’에서 ‘5GX for Smart Factory’ 시연회를 개최하고 5G가 적용된 스마트 팩토리 솔루션 ▲5G 다기능 협업 로봇 ▲5G 스마트 유연생산 설비▲5G 소형 자율주행 로봇 ▲AR스마트 글래스 ▲5G-AI머신비전 5종을 공개하고 시연까지 진행했다. 이 솔루션 모두 5G 기술이 탑재돼 있으며, 특히 5G 산업용 솔루션인 5G-AI머신비전은 자동차 부품이 컨베이어 벨트를 지나가는 동안 1200만 화소 카메라로 사진 24장을 다각도로 찍어, 5G를 통해 클라우드 서버로 전송하고 AI를 통해 빠르게 사진을 판독해 제품에 결함을 확인할 수 있다.

송병훈 스마트제조혁신센터장은 이날 시연회에서 “5G는 굉장히 파괴적인 기술이다”며 “연결성을 더욱 유연하게 하고 모션제어까지 과거 유선 통신으로 불가능했던 것을 가능케 하기 때문에 생산성 확대나 효율성 등을 더욱 이끌어낼 수 있을 것”이라고 전망했다.

5G는 스마트팩토리의 새로운 진화를 이끌고 있지만, 안전한 사용을 위해서는 보안이 갖춰져야 할 것으로 보인다. 5G는 기존의 LTE보다 더 많은 연결이 가능해 보안위협이 발생하면, 중요 정보를 탈취당하거나 금전적 피해를 입는 것에서 더 나아가 인명피해까지 발생할 수 있기 때문이다. 지난해 세계지식포럼에 참석차 방한한 라지브 수리 노키아 회장은 “5G 통신은 다양한 분야에 적용되기 때문에 보안이 가장 중요하다”며 “특히 5G는 기지국 단위에서도 데이터를 처리하기 때문에 보안사고 위험성이 높아 작은 보안사고도 돌이킬 수 없는 재앙으로 이어진다”고 말했다.

안전한 스마트팩토리 성장 위해 보안 필수적인 요소

전세계 국가들의 전폭적인 지원 정책과 5G까지 상용화되면서, 향후 스마트팩토리 산업은 지속해서 빠른 성장이 진행될 것으로 예상된다. 스마트팩토리 성장을 위해 보안은 필수적으로 갖춰져야 한다는 점을 간과해서는 안된다. 스마트팩토리는 모든 공정과정이 자동화로 이뤄지기 때문에 보안위협이 발생하면 기계 오작동과 생산중단 등 기업의 큰 피해가 발생할 수 있으며, 근무자들에게 직접적인 피해가 발생하는 인명사고까지 발생할 수 있기 때문이다.

스마트팩토리는 크게 ▲사이버 공격으로 인한 시설 불법 제어와 파괴 ▲내부기밀과 중요정보 유출 2가지 보안 위협이 발생할 수 있다.

스마트팩토리는 수 많은 설비 센서가 설치되며, 실시간 부품 위치추적이 가능하고 그 모든 데이터를 수집해 실시간 분석함으로써 공정 자동화가 진행되기 때문에 네트워크와 기기간의 연결이 필수적이다. 사이버 공격자는 이런 점을 노린 산업제어시스템 취약점 공격을 시도하고 있다. 실제 이런 취약점 공격으로 산업 피해가 발생하는 사례가 많이 발생하고 있다.

안랩은 이런 스마트팩토리 보안을 위해 ICS 보안 취약점에 대해 특수 목적 시스템 전용 보안 솔루션 ‘EPS(Endpoint Protection System)’을 제시하고 있다.

안랩의 EPS는 ▲강력한 악성코드 탐지와 통제 ▲화이트리스트 기술을 통한 보안 위협 요소 원천 차단 ▲효율적인 중앙 관리 제어와 모니터링 ▲락 모드(Lock Mode)를 통한 관리와 운영의 편의성 및 안정성 확보 등 4가지 큰보안 기능을 제공하고 있다.

펜타시큐리티는 이런 취약점에 대응 가능한 스마트팩토리 보안 솔루션 ‘Penta Smart Factory Security’를 공급하고 있다. Penta Smart Factory Security’ 솔루션은 이런 보안 위협에 대응할 수 있는 기술이 들어있다. H/W 기반 보안 모듈을 통해 디바이스 데이터의 무결성을 보장하고, 안전한 IoT 네트워크 환경을 구성하여 IoT 통신환경에서의 네트워크 공격을 방어한다.

한국인터넷진흥원(KISA) 스마트팩토리 중요정보 유출 사고 방지를 위해 ‘스마트공장 중요 정보 유출방지 가이드’ 마련했다. 이 가이드에서 KISA는 ▲중요정보 유출 방지를 위한 인적 보안관리 강화 ▲중요 정보식별과 등급을 통한 관리와 통제 ▲중요 정보에 대한 생성 단계부터 통제 등 중요정보 유출 사고를 대비할 수 있는 다양한 방안을 제시했다.

스마트팩토리는 기존 제조업보다 생산성 향상, 공장 관리 효율성 증대 등의 긍정적인 효과를 볼 수 있어 제조산업 새로운 활력소로 작용될 것으로 보인다. 특히 5G 상용화로 한계점까지 극복할 수 있는 해결책까지 제시된 만큼, 스마트팩토리는 제조시장에서 필요가 아닌 필수적으로 자리잡을 것으로 예상된다.

특히 제조업 기반해 성장해온 국내의 경우 스마트팩토리가 한 단계 높은 경제 성장을 하는데 중요한 요소로 작용될 것으로 보인다. 그러나, 모든 것이 연결돼 있어 단순한 작은 보안사고가 발생해도 공장 가동 중단부터 인명 피해까지 나타날 수 있기 때문에 안전한 스마트 팩토리를 운영과 성장을 위해서는 보안 솔루션 구축을 통해 외부 보안위협을 대응하고 내부유출 방지를 위해 보안 정책을 구축해 내부 보안 환경을 유지해야 할 것으로 보인다.

펜타시큐리티 관계자는 “기계가 기계와 연결되는 IoT 환경에서는 최우선적으로 보안 문제를 완벽히 해소한 상태를 이룬 뒤 연결해야 안전할 수 있다”고 말했다.