IIoT 혁명 – 초연결된 보다 스마트한 제조

연구조사 기관 IDC (International Data Corporation)는 2020년까지 60%의 제조업체들이 총 매출의 최대 30%를 디지털 플랫폼에 의존할 것으로 전망했습니다. 디지털화된 스마트한 정보 중심의 제조는 자동화를 통해 새로운 차원의 성과를 창출할 수 있도록 지원합니다.

 정보로 지원되는 커넥티드 제조 및 생산 솔루션은 엔터프라이즈 전반에서 가장 광범위한 장치들을 연결할 수 있도록 하여, 기존에 단절되어 있던 장비, 라인, 프로세스 및 시설들에 대한 연결성을 향상시켜 줍니다. 향상된 연결성은 유연한 생산을 지원하고, 품질과 수율을 향상시켜 주며, 보다 신속하게 제품을 시장에 출시할 수 있도록 해줍니다.

 최근 필라델피아에서 개최된 Automation Fair 2018 행사에서는 제조 분야의 최신 기술 트렌드가 전 세계 수많은 참가자들의 주목을 받았습니다. 이 행사는 커넥티드 엔터프라이즈(Connected Enterprise)를 통해 어떻게 제품의 시장 출시를 가속화하고, 자산을 최적화하며, 총소유비용과 위험을 감소시켜 주는지 알아볼 수 있는 기회를 제공했습니다. 커넥티드 엔터프라이즈는 공장 레벨과 엔터프라이즈 네트워크를 통함함으로써, 안전하게 사람, 프로세스 및 기술을 연결하여 생산성을 향상시켜 줍니다.

 자동화, 안전 및 보안의 융합이 산업 운영에 활기를 불어넣고 있습니다. 제조업체들은 향상된 장비 효율성, 보다 효과적인 프로세스, 그리고 보다 준비된 직원을 모색하고 있습니다.

 이 모든 것을 달성하려면 기술이 핵심입니다. 2019년에는 산업 자동화 기술과 비즈니스가 변함없이 빠른 속도로 발전해 나갈 것입니다. 2018년의 자동화 추세는 더 확장되고, 새로운 혁신, 추세 및 기술이 등장할 것입니다.

디지털 트랜스포메이션을 위한 보다 스마트한 의사결정

부품과 시스템, 공급업체와 고객을 아우르는 전체 공급망의 디지털 트랜스포메이션은 기업이 생산성, 품질, 규제준수 및 수익성을 향상시키는데 크게 기여할 수 있는 숨겨진 가치를 발현하는데 핵심적인 역할을 합니다.

 디지털 트랜스포메이션의 핵심적인 성공 요인은 엔터프라이즈 데이터의 통합과 분석입니다. 효율성을 향상시키고 작업자의 의사결정을 지원할 수 있도록 산업 환경에서 생성된 막대한 데이터를 분석하는 역량은 스마트 제조를 가능하게 만들어줍니다.

 고객들이 데이터와 분석을 활용해 보다 스마트하고 효과적인 결정을 내릴 수 있도록 지원한다는 신념을 바탕으로, 로크웰 오토메이션의 FactoryTalk Analytics 솔루션은 제조업체들이 역동적으로 변화하는 시장의 수요를 보다 효과적으로 충족할 수 있도록 지원합니다.

로크웰 오토메이션의 인포메이션 솔루션 사업부의 글로벌 마케팅 개발 관리자인 폴라 푸에스(Paula Puess)는 "제조업체들은 품질과 규제준수를 향상시켜야 할 뿐만 아니라 더 커진 변동성을 관리할 필요가 있다"며 “이제 생산량이 얼마나 되느냐가 아니라 얼마나 많은 유형의 제품을 만들 수 있느냐가 문제”라고 설명했습니다.

  PTC’의 산업용 소프트웨어로 지원되는 FactoryTalk InnovationSuite는 제조업체들이 활용할 수 있는 새로운 디지털의 가능성을 열어줍니다. 푸에스는 “대부분의 공장들이 아직까지도 네트워크에 연결되지 않은 구형 장비를 가동하고 있다"며 “이제 그러한 장비에도 센서를 장착하여 데이터를 수집할 수 있다”고 말했습니다.

 그는 PTC와의 파트너십은 특히 새로운 연결 옵션을 제공한다”며 사용자들을 공장 현장에 있는 장비와 시스템의 데이터에 신속하게 연결하고, 하나의 통합된 소스를 통해 이 자산들의 성능을 이해할 수 있게 되었다"고 덧붙였습니다.

 디지털 트랜스포메이션은 자동차 제조업체 포드와 같은 대기업들이 여러 곳에 위치한 공장들에서 2백만 개 이상의 모델을 관리하고, 광산업체인 BHP 빌리튼이 생산 정보에 액세스해 가동시간을 향상시킬 수 있도록 지원하고 있습니다.

맨파워(Manpower)가 최근 실시한 한 설문조사에 따르면, 90%의 직원들이 앞으로 2년 동안 디지털화로 영향을 받을 것이라고 생각하고 있었습니다. 그렇다면, 기업들은 이러한 와해적 혁신을 어떻게 포용하고 있을까요? 산업체들은 장비 레벨 분석에서 증강 현실로, 또 모빌리티와 커넥티드 엔터프라이즈로, 운영을 혁신하고 있습니다.

확장가능한 스마트 머신

스마트 매뉴팩처링으로 인해 지속적으로 증가하고 있는 연결된 머신과 장비에 대한 수요에 대응하기 위해, 장비제조업체들은 엔터프라이즈와 공장 현장을 끊김없이 연결해주는 스마트 머신을 도입하고 있습니다. 스마트 머신과 장비는 데이터에 대한 전례없는 액세스, 더 큰 연결성, 견고한 보안을 제공합니다.

 스마트 머신은 첨단 기술을 활용해, 수집된 데이터를 생산 최적화를 지원하는 정보로 전환합니다. 스마트 머신이 연결 및 통합되면, 실시간 정보의 활용, 안전과 보안, 그리고 진단 및 문제해결을 위한 원격 액세스가 가능해집니다.

더 많은 엔드유저들이 커넥티드 엔터프라이즈로 이동해가면서, 시설에 쉽게 통합되고, 정보에 대한 액세스를 제공하며, 변화하는 시장 수요에 민첩하게 대응할 수 있도록 해주는 스마트 머신과 장비에 대한 필요성도 늘고 있습니다. 장비제조업체에게 과정의 첫 단계는 엔드유저의 커넥티드 엔터프라이즈 여정에서 니즈를 파악하고 이를 충족해주는 것입니다. 어떤 과정이 관련되는지를 명확히 알아야, 올바른 기술과 기능을 파악하여 이러한 요구사항을 충족할 수 있습니다.

 엔드유저들은 정보로 지원되며, 향상된 보안 및 간소화된 통합, 변화하는 환경과 사양에 대응할 수 있는 역량을 제공해주는 스마트 머신에 눈을 돌리고 있습니다. 스마트 머신과 장비는 위험과 생산 비용을 줄이며 새로운 매출 흐름을 창출하는데 도움을 주어, 업체와 고객이 더 큰 성공을 거둘 수 있도록 해줍니다.

스마트 머신 서비스

오늘날, 장비제조업체와 고객들은 그 어느 때보다 밀접하게 협력하고 있습니다. 커넥티드 엔터프라이즈로 이동하는 과정에서, 엔드유저는 스마트 자산의 연결성과 데이터를 활용해 생산성을 극대화할 수 있도록 해주는 장비제조업체의 전문지식이 필요하게 됩니다.

 이는 장비제조업체들이 고객에게 신뢰할 수 있는 파트너가 되어 새로운 수준의 가치를 제공하고, 단발성 장비 판매가 아니라 연간 반복되는 서비스 매출을 창출할 수 있는 기회를 열어줍니다. 스마트 머신 서비스는 기업과 제품을 차별화하는데 도움을 줍니다. 또한 사용자가 성과 달성에 방해가 되는 문제들을 이해 및 해결할 수 있도록 지원함으로써 사용자와 보다 밀접하게 협력할 수 있도록 해줍니다.

 강화된 관계로부터 두 당사자 모두에게 혜택을 얻을 수 있습니다. 고객은 스마트 머신이나 장비를 완전하게 파악하여 생산성을 극대화하는데 도움을 줄 수 있는 전문가를 확보하게 되고, 장비제조업체는 엔드유저들과 보다 밀접한 관계를 구축할 수 있게 됩니다.

 장비제조업체는 조력자로서 보다 스마트하고 선제적인 방식으로 각 엔드유저의 성공을 지원하는 서비스를 구축 및 확장할 수 있습니다. 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

1.원격 모니터링 스마트 머신을 이야기할 때 가장 자주 언급되는 서비스입니다. 그럴만한 이유가 있습니다. 원격 모니터링은 사용자가 문제를 보다 신속하게 발견 및 해결할 수 있도록 하여 다운타임을 획기적으로 감소시켜 줍니다. ARC 어드바이저리 그룹 (ARC Advisory Group)이 장비제조업체들을 대상으로 실시한 한 설문조사에 따르면, 30% 이상의 보수작업은 원격으로 파라미터를 수정하거나 현장 직원의 간단한 도움을 받아 웹을 통해 수행될 수 있는 것으로 나타났습니다.

 장비와 데이터를 원격으로 액세스할 수 있으면 고객에게 추가적인 서비스 옵션에 대해 보다 쉽게 언급할 수 있습니다. 또한 내부적인 엔지니어링 프로세스와 장비 생산성을 향상시키는데 이 데이터를 사용할 수도 있습니다.

 2. 성과 기반의 서비스 스마트 머신 서비스는 서비스 수준 협약(SLA)을 사용해 엔드유저에게 특정 결과를 보장해줄 수 있습니다. SLE에는 보편적으로 직원과 부품 응답시간, 장비의 처리역량, 장비의 가용성 등이 포함됩니다. 장비 상태에 대한 원격 가시성과 사전 및 사후 대응 서비스 역량을 두루 갖춘 장비제조업체는 이러한 보장을 제공할 수 있습니다.

 3. 서비스의 일부로 제공되는 소모자재 이러한 서비스는 고객들이 일정 목표를 달성하는데 도움을 주는 부품, 자재 및 유지보수를 제공합니다. 예를 들어, 상자 포장기계를 제공하는 장비제조업체는 원자재, 소모자재 및 기계적 부품을 월간 서비스로 제공하여 엔드유저가 생산 목표를 달성하도록 지원할 수 있습니다.

 4. 서비스의 일부로 제공되는 장비 이러한 모델에서는 기계와 장비를 판매하는 것이 아니라, 자산과 필요한 서비스(원격 모니터링, 사전 유지보수 등)를 번들로 만들어 제공하고 월정액을 받습니다. 상자 포장기계 제조업체의 예를 들면, 업체는 포장기계와 유지보수를 위해 기계의 상태를 모니터링하는 원격 모니터링 장치를 함께 고객에게 임대할 수 있습니다.

이러한 서비스들은 장비제조업체가 진정한 파트너가 되어 고객이 생산성을 향상시키고 비즈니스 목표를 달성하는데 도움을 줄 수 있도록 해줍니다.

커넥티드 엔터프라이즈에서의 스마트 안전

안전 전문가들은 커넥티드 엔터프라이즈를 활용해 안전, 생산성 및 수익성을 향상시킬 수 있습니다. 커넥티드 엔터프라이즈에서 확보된 데이터는 안전 시스템에 대한 가시성 향상, 안전 위험에 대한 이해, 안전과 관련된 다운타임 감소, 안전 시스템의 사용 또는 오용 여부 평가, 규제준수 향상에 도움을 줍니다.

 기존의 안전 장치들의 경우, 보다 많은 진단 데이터를 확보하려면 배선이 복잡한 솔루션이 필요했습니다. 그러나 스마트 안전 솔루션은 더 많은 진단 데이터에 대한 액세스를 제공하고, 배선을 간소화할 수 있도록 해줍니다. 통합 스마트 안전 솔루션은 장비나 생산 라인의 상태에 대한 포괄적인 뷰를 생성하는데 필요한 모든 데이터를 제공합니다.

 안전 및 운영 데이터의 저력을 활용하면 안전 규제준수와 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있습니다. 안전 시스템 데이터에 액세스하여, 그 데이터를 의미있는 정보로 전환하면, 기계 생산성이 향상되고 다운타임이 최소화됩니다.  LNS 리서치에 따르면, 안전에 투자함으로써 기업들은 재무 지표가 37% 향상하는 결과를 얻었습니다.

장비 설계를 새로운 차원으로 이끌어주는 디지털 트윈

장비 설계업계와 보조를 맞추기 위해, 기업들은 정시에 예산 내에서 제품을 시장에 출시할 수 있는 역량과 혁신 사이에서 세심한 균형을 맞출 필요가 있습니다. 일반적으로 물리적인 시제품이 완성되어 시운전을 하게 되면 간과한 부분이나 오류 등 새로운 설계와 관련된 문제들이 드러납니다.

새로운 설계가 성공에 성패를 좌우하는 경우가 많기 때문에, 시운전 중에 발견되는 설계 문제들은 보통 비즈니스 경비로 인정됩니다. 그러나 장비 설계업계의 일부 기업들은 초기 설계에 더 많은 리소스를 투자함으로써 개발 후반부에서 직면하게 되는 문제들을 대폭 감소하고 있습니다.

 디지털 트윈은 하나의 통합된 모델링 환경에서 전체 시스템의 역학을 이해하고, 부품들 간의 상호작용에 대한 특정 정보를 확보하는데 도움을 줄 수 있습니다. 이러한 정보를 통해, 엔지니어들은 특히 제품의 설계가 처음 시도되어 테스트된 적이 없는 경우, 설계 이슈를 발견할 수 있는 새로운 툴을 보유하게 됩니다. 개념 단계에서 새로운 제품에 대한 작업을 하는 경우, 디지털 트윈은 엔지니어들에게 설계 조정 작업에 필요한 새로운 역량을 부여해줄 수 있습니다.

개발 단계에서 보다 안전하고 보다 효과적인 개념을 개발할 수 있다는 것 이외에서도, 엔지니어들은 가상 설계와 시운전에 디지털 트윈 기술을 사용해 광범위한 혜택을 얻을 수 있습니다. 이외에도, 가상 현실, 증강 현실 등의 새로운 기술은 시설이 가동되기 전에 생산 환경과 제조 공정을 경험해볼 수 있도록 해줍니다. 또한 프로세스가 가동된 후에는 장비와의 상호작용을 간소화해줍니다.

미래의 시설

분석가들은 2020년까지 총 310억 대의 장치가, 2025년까지는 750억대의 장치가 연결될 것으로 예상하고 있으며, 그 중 절반은 산업 환경에서 연결되는 장치입니다. 초연결된 제조의 세상은 이미 시작되었습니다. 이제, 자동화를 최적화해주고 현재는 물론 미래의 경쟁력까지 향상시켜 주는 스마트 매뉴팩처링 전략을 지원해야 할 때입니다.

 미래에 중점을 두고 정보 기술(IT)와 제조운영 기술(OT)을 한데 모아주는 정보 인프라스트럭처가 구축되면, 핵심적인 프로세스 데이터는 단절된 상태로 남아 있지 않게 됩니다. 실시간 데이터를 수집 및 분석하면, 규제준수 목표를 달성하고 작업자들은 보다 나은 결정을 내릴 수 있습니다. 확장 가능한 분석 툴은 수집된 데이터를 맞춤화와 실행이 가능한 정보로 전환해줍니다. 이러한 분석 툴은 조직의 모든 레벨에서 단계별 구현이 가능하기 때문에 가치를 더해줄 뿐만 아니라 단순한 문제는 물론 복잡한 도전과제를 해결하는데도 도움을 줍니다. 미래의 시설은 고급 분석, 데이터 중심 운영, 디지털화, 스마트 안전 및 사이버보안에 최신 기술을 통합하는 시설입니다.