소프트웨어 전달 모델로서 서비스형 소프트웨어(Software as a Service, SaaS)는 소프트웨어 제공자와 사용자들로부터 상당한 관심을 받아 왔다. 대부분의 전통적인 기업들은 자사의 사업을 SaaS 모델로 전환하고 있다. SaaS 개발은 매우 복잡한 과정이며, 그 성공은 아키텍처 설계와 개발에 달려 있다. 제조 실행 시스템(Manufacturing Execution System, MES)은 온프레미스(On-Premise) 환경에서 사용되지 않는 기능에 대한 라이선스 비용을 감수하는 방식으로 활용되었으나, 실제 사용되는 기능은 제조 환경에 따라 달라진다. SaaS 환경에서는 마이크로서비스 아키텍처(Microservice Architecture, MSA)를 통해 기능 전용 컨테이너 접근(function-specific container approach) 방식으로 MES를 적용하여 필요한 기능만 선택하고 운용한다. 또한 SaaS 기반 서비스에서 가상화된 애플리케이션의 고객 수가 증가함에 따라 복잡성과 운영 비용도 함께 증가하므로, 단일 인스턴스로 애플리케이션을 모든 고객에게 제공하는 멀티테넌시 아키텍처(Multi-tenancy Architecture, MTA) 기술이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 MTA 접근 방식을 조사하고 제조 실행 시스템에 적합한 MTA를 제안한다. 실시간 응답은 SaaS 기반 MES에서 디지털 제조의 사이버-물리 시스템을 구현하는 데 핵심적이다. 더 나아가, SaaS 기반 빅데이터 분석 및 의사결정은 실시간에 민감한 작업장에 다수의 애플리케이션이 요구하는 수준을 충족하기 어렵다. 본 연구에서는 취약한 작업장과 클라우드 환경에서의 실시간 응답을 만족시키기 위해, 디지털 제조에서의 사물인터넷(Internet of Things, IoT) 엣지의 실시간 제어를 위한 SaaS 기반 MSA/MTA 모델을 제안한다. 이는 MSA와 MTA를 포함하는 SaaS 기반 MES의 아키텍처인 SaaMES로서, OPC-UA를 이용한 통신과 소규모 분석을 통해 클라우드 환경과 작업 현장 간 연결성을 제공하여 실시간 응답 및 의사결정을 가능하게 한다. 분석은 IoT 엣지에 Autoencoder와 Generic Adversarial Networks 분석 모델을 적용함으로써 수행된다.

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