하버드 비즈니스 리뷰(Harvard Business Review)에 따르면, 1958년 S&P 500에 등재된 기업의 평균 수명은 61년이었습니다. 이는 1980년대에 와서는 25년으로 줄었고 현재는 18년 미만입니다. 디지털 트랜스포메이션으로 인해, 세상이 변화하는 속도가 급격하게 빨라진 것입니다.
생명과학 산업은 코로나19로 인해 다른 산업들보다 더 큰 타격을 입었습니다. 하루 아침에 원격 근무로 전환되면서 산업은 어려움을 직면했습니다. 많은 기업들은 바이러스로부터 직원을 보호하기 위해 효과적인 대면 협업을 포기해야 했습니다. 이는 제품 개발과 제조뿐만 아니라 영업, 교육, 제품 공급 등에도 영향을 미쳤습니다. 대부분 직접 대면해 해결해오던 도전과제들을 새로운 원격 근무 환경에서 해결할 준비가 되어있지 않았기 때문입니다.
코로나19로 인해, 최근 몇 년 동안 디지털 역량을 구축하는 데 주력했던 기업들이 이러한 위기에 대응하는 데 상당한 이점을 가지고 있다는 사실이 분명해졌습니다.
디지털 스레드
왜 어떤 기업은 디지털 세상을 수용하는 데 성공하고, 왜 어떤 기업은 실패할까요? 프로세스와 기술의 유기적인 진화로 인해, 발견 및 생성에서 제조 및 판매까지, 제품 라이프 사이클이 분산되는 상황을 야기했습니다. 그 해결책은 디지털 스레드입니다.
디지털 스레드는 조직 전반에서 데이터가 끊김 없이 흐를 수 있도록 하여, 전체 운영을 개선해 주고 다양한 혜택을 제공합니다. 디지털 스레드의 핵심은 물리적 제품의 가상 버전인 디지털 트윈입니다. 디지털 트윈은 설계, 테스트, 모니터링, 서비스 및 기타 기능 부서에서 제품 관리 역량을 증강하는 데 사용될 수 있습니다.
가치망 전반에서 실시간으로 협업하고 새로운 라인과 공정을 가상으로 평가하며, 데이터 과학을 간소화하고, 제조 유연성을 향상할 수 있다고 상상해 보십시오. 코로나19 같은 예상치 못한 상황으로 인해, 디지털 스레드가 그 어느 때보다 더 중요해졌습니다.
확장 현실이란
확장 현실(Extended reality, XR)은 디지털 스레드의 시각화 및 지원 요소입니다. 로크웰 오토메이션의 자회사인 Kalypso는 기업들이 확장 현실 툴을 활용해, 인더스트리 4.0의 디지털 패브릭이자 기반인 디지털 스레드들을 생성할 수 있도록 지원합니다.
확장 현실은 디지털 트랜스포메이션의 핵심 요소입니다. 커넥티드 엔터프라이즈의 일부로, 확장 현실은 증강 현실(AR), 혼합 현실(MR), 공간 컴퓨팅 및 가상 현실(VR)을 사용하는 다양한 웨어러블 및 핸드헬드 툴을 사용해, 디지털 정보를 작업 방식에 충첩하여 보다 효율적인 학습과 원격 근무를 지원하며 많은 비즈니스 혜택을 제공합니다.
제품 제조, 사용자 교육 및 서비스 가치 사슬에 대한 디지털 정보를 제공하는 확장 현실은 제품 라이프 사이클 관리 등의 다양한 소스의 3차원 입체물, 오디오, 비디오, 텍스트 등 여러 미디어를 활용합니다. 설계, 테스트, 품질 관리는 물론 제품 출시까지 제품 라이프 사이클의 모든 단계에서 활용이 가능합니다.
확장 현실 활용 사례
디지털 기술과 컨셉으로 지원되는 스마트 팩토리는 그렇게 먼 미래의 일은 아닙니다. 더 많은 기업들이 증강 현실(AR), 혼합 현실(VR), 전체 장비 효율성(OEE), 제품 라이프 사이클 인텔리전스, 로봇 프로세스 자동화와 관련된 이니셔티브로부터 실질적인 비즈니스 가치를 실현하고 있습니다.
미래의 공장은 이미 현실에 존재합니다. 운영 관리자가 되어 하루 작업이 시작되기 전에 잠시 조용히 작업장을 둘러보고 있다고 상상해 보십시오. 혼합 현실 스마트 안전 글래스를 착용하고 작업장을 둘러보면, 핵심 성과 지표(KPI)와 다른 지표들이 실시간으로 시야에 중첩되어 프로세스에 문제를 즉각적으로 파악할 수 있도록 해 줍니다.
혼합 현실 시스템은 데이터 기반 의사 결정 개선, 신입 작업자의 신속한 교육, 모든 직원에게 문제 해결에 필요한 툴을 제공하는 등 수많은 혜택과 함께 모든 사람이 실시간 데이터와 정보를 이용할 수 있게 함으로써 엄청난 가치를 창출합니다.
공장 장비를 사물인터넷(IoT) 플랫폼에 통합하면 생산 공정에 대한 인사이트를 확보해 생산 일정을 신속하고 유연하게 조정할 수 있게 됩니다. 이러한 생산 데이터를 머신 러닝 알고리즘과 함께 사용하면 언제 장비의 부품이 고장 날지를 예측해 큰 비용을 발생시키는 다운타임을 감소할 수 있습니다.
이러한 현대적인 디지털 인프라는 혁신을 실현하고 기대 효과를 도출할 수 있는 역량을 향상해 줍니다. 전체 장비 효율성(OEE)을 측정하면, 공장의 가용성, 성능 및 품질을 고려한 단일 지표를 얻을 수 있습니다. 공장에서 디지털 트랜스포메이션 이니셔티브의 개선 효과를 측정하고 지속적인 개선을 위한 목표를 설정할 수 있는 효과적인 방법입니다.
가상 제조 에뮬레이션
가상 시운전은 품질 생산 시간을 가속하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 최근의 한 사례에서 이러한 사실을 확인할 수 있습니다. 로크웰 오토메이션은 Emulate3D 디지털 트윈 소프트웨어를 사용해, 전자접촉기 생산라인을 모든 기능을 갖춘 디지털 버전으로 완전하게 재현했습니다.
이 디지털 재현은 라인의 물리적 제약과 공정을 제어하는 자동화 코드를 학습하는 데 사용되었습니다. Emulate3D를 사용해 가상 시운전을 하면, 장비를 직접 가동하지 않고도 PLC 코드를 검증하고 최적화할 수 있습니다.
물리적 공정을 에뮬레이션함으로써 생산을 최적화할 수 있습니다. 생산라인에서 만약의 경우를 위험 부담 없이 테스트해 볼 수 있다고 상상해 보십시오. Ansys의 물리학 기반 모델링을 사용하면, 장비에 가해지는 힘을 테스트하고, 속도, 온도 또는 습도가 어떻게 그 힘에 영향을 미치는지 평가할 수 있습니다. 이는 생산라인의 전체 라이프 사이클에서 유지 보수 및 운영 비용에 엄청난 영향을 미칠 수 있습니다.
전자접촉기 라인의 생산 과정을 에뮬레이션하는 가치는 기반이 되는 데이터에서 나옵니다. 장비가 공장에 도착하기 전에, 어떻게 라인이 여러 다른 상황에서 작동을 할지 이해할 수 있습니다. 이러한 지식은 라인 최적화를 위한 기본 이해를 구축하는 데 중요합니다. 이외에도, 프로세스 초기에 생산라인에서 생성되는 데이터의 컨텍스트를 수집할 수 있기 때문에 산업 분석이 간소화됩니다.
가상 현실 기술은 이 전자접촉기 라인에서 핵심적인 유지 보수 절차를 수집하는 데 사용되고 있습니다. Vuforia Studio에서 생성된 이러한 가상 현실 경험은 제품 및 장비 설계 과정에서 수집된 3D 디지털 콘텐츠를 활용합니다. 이는 작업 위치에 새로 투입된 직원이 위험 부담 없이 작업을 시작할 수 있도록 해 줍니다.
FactoryTalk Smart Object를 통해, 로크웰 오토메이션은 이러한 역량을 제어 자동화 계층에 통합하여, 디지털 스레드 전반에서 데이터의 제조운영정보(OT) 컨텍스트를 수집해 머신 러닝을 간소화하는 데 도움을 주고 있습니다. 이는 자동화된 워크플로우를 통해 무인 제조를 가능하게 합니다.
예를 들어, 고객이 10,000개의 전자접촉기를 주문하면, 로크웰 오토메이션의 공급망을 통해 주문이 처리됩니다. 기업 ERP가 주문을 받고 검증한 후 필요한 원자재를 적절한 공장에 할당해 요청된 배송일 안에 제조가 완료될 수 있도록 합니다. 공장의 MES는 자동으로 주문 일정을 잡아 창고에서 원자재를 예약해 제조라인에 할당하여 생산을 지휘합니다.
제조 라인은 MES로부터 설정 파라미터를 받고 주문을 실행하며 소비 데이터를 ERP로 다시 전송합니다. 이러한 이벤트의 순서는 사람의 개입 없이 어떻게 고객에서 생산라인까지 주문이 이동하는지를 보여 줍니다.
생산성 혁신
수년 동안 확장 현실 기술에 대한 Kalypso의 전문 지식과 솔루션은 많은 고객들이 다음과 같은 영역에서 생산성 및 효율성을 향상할 수 있도록 지원해 왔습니다.
협업: 확장 현실 툴은 여러 사용자가 현실 또는 가상 환경에서 제품의 디지털 트윈으로 시각화 및 상호작용할 수 있도록 지원합니다. 이는 설계 검토 속도와 정확성을 향상하여 개발 리드 시간을 감소하는 데 도움을 줍니다. 실제로, 설계 검토 시간이 80~90%나 줄었고, 품질 검사 시간도 75~90%가 줄어든 것으로 나타났습니다.
교육: 가상 또는 증강 현실 툴을 사용해 직원이 각 시나리오에서 필요한 유지 보수와 장비의 작업 절차를 이해할 수 있도록 함으로써, 첫 시도 운영 성공률이 90% 이상 향상하는 것으로 밝혀졌습니다.
작업 지시서: 확장 현실 툴은 공장 현장의 작업 셀에서 일하는 작업자들이 부품을 올바른 순서대로 정확하게 조립하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 실제로, Kalypso는 확장 현실 기술로 생산성을 약 10~35% 향상할 수 있음을 보여 주었습니다.
원격 서비스: 확장 현실 툴은 현장에서 제품을 구분하고 정보를 수집 및 제공하며 해당 제품과 관련된 활동을 수행할 수 있도록 해줍니다. 이는 서비스와 공유되는 가시성의 효과는 물론 직원의 안전을 보장하는 데도 도움이 됩니다.
몰입형 제품 경험: 확장 현실과 가상 현실은 가상 제품 데모를 제공하여, 영업 담당자가 고객의 현장을 방문할 필요성을 줄여줍니다. 물리적으로 직접 가지 않고 제품의 공간 설정 및 사용자 경험을 시뮬레이션하는 데 사용될 수 있습니다.
