인더스트리 4.0을 통한 미국 제조업 활성화

JONNEY CHANG - Associate vice president, Advantech iAutomation System & Solution Group

인더스트리 4.0과 사물인터넷 (IoT)의 엄청난 가능성을 성공적으로 활용하면, 기업은 변화하는 고객 요구에 맞게 비즈니스 모델을 변형할 수 있습니다.

오늘날 미국에서는, 제조업에서 벌어 들인 달러가 거시 경제에 매 1.37 달러를 기여하고 있습니다. 또한 제조업 분야에서 한 일자리가 생겨나면, 다른 분야에서는 약 세 가지 일자리가 창출됩니다. 따라서 최신 기술을 활용한 지능형 공장 설립을 통해 미국 제조업을 재창조하려는 노력은 국가의 장기적인 경제 성장에 상당한 영향을 미칠 것입니다.

인더스트리 4.0 및 산업 사물 인터넷 (IIoT)의 채택 뿐 아니라, 전체 가치 사슬을 따르는 활동을 지원하기 위해 상호 연결된 지능형 기계의 사용이 늘어남에 따라, 완벽한 디지털 제조 환경이 조성되고 있습니다. 이러한 스마트한 제조 환경에서, 고객은 여러 제품을 생산하기 위해 동일한 생산 장비 세트를 사용할 수 있는 맞춤식의 유연한 자동화 장비를 점점 더 많이 요구하고 있습니다. 또한 데이터 수집, 자동화, 적응형 프로세스 및 클라우드 컴퓨팅과 같은 디지털 시스템 및 고급 제조 기술의 적용과 함께, 생산은 스마트 제조를 사용하여 수요를 창출하는 시장에 더 가까이 다가갈 수 있습니다. 자동화는 중소기업이 성장하고 수익을 올리고 더 많은 사람들을 고용 할 수 있게 합니다.

그러나 최근까지는 별도의 산업 자동화 장비들은 서로 통신하기가 어려웠습니다. IMS Research는 제조업체 간 비 호환성 때문에 레거시 장치의 85%가 상호 통신 기능이 부족하다고 예측합니다. 호환 가능한 표준 및 프로그래밍 언어가 없기 때문에, 데이터 통합에 많은 비용과 시간이 소모되는 문제가 발생합니다. 디바이스 프로그래밍은 여전히 표준화가 이루어지지 않았지만, 기술의 발달 덕분에 어드밴텍(Advantech)과 같은 제조업체들은 디바이스 간의 통신을 용이하게 하는 통합 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션을 개발할 수 있게 되었습니다.

어드밴텍의 UNO 산업용 컴퓨터 시리즈는 고성능, 풍부한 I/O 및 유연한 확장성으로 유명합니다. RAID 0/1을 지원하는 핫 스왑(hot-swappable: 컴퓨터의 전원이 연결된 상태로 부품을 수리하거나 교체 가능한 기능)가능 SSD / HDD 베이가 장착되어 있고, 모션 및 프레임 그래버 확장 카드가 장착 되어 있어, 공장 및 기계 자동화에 이상적입니다. 제조업에서는 번성 할 수 있는 내구성 있고 강력한 인프라가 필요합니다. IoT 솔루션 구현에는 센서를 장비에 배치하고 소프트웨어를 활용하여 데이터를 수집하며 데이터 통찰력과 분석을 사용하여 전체 제조 프로세스를 최적화하는 것들이 포함됩니다. 기존 제조업 자산의 대부분은 지능형 센서 및 프로그래머블 로직 컨트롤러로 개조해야 하기 때문에 일부 기업, 특히 중소기업에서는 초기 개조 비용이 중요한 장벽으로 작용합니다.

다행히 현재 사용 가능한 대부분의 제품은 스마트 연결 (광범위한 인터넷 기반 장치에서의 원격 접속 및 제어)을 제공하며 이더넷 또는 무선 네트워크를 사용하는 웹 가능 SCADA 관리 소프트웨어를 통해 쉽게 모니터링 할 수 있습니다. 또한 이러한 제품은 종종 게이트 웨이를 사용할 필요가 없습니다. HMI 런타임 소프트웨어를 특징으로 하는 어드밴텍의 WebAccess / HMI 플랫폼은 원거리 모니터링 및 제어를 용이하게 하는 원격 디스플레이 기술을 갖춘 제품의 예입니다.

이러한 종류의 제품들을 사용하여 어떻게 레거시 장비들을 모니터링 할 것인지가 제조업체들이 당면한 과제입니다. 솔루션-준비 플랫폼 (SRP)이 이런 문제 해결에 있어서 중요한 역할을 합니다. 어드밴텍의 iFactory SRP는 인더스트리 4.0을 달성하기 위한 단계적 접근을 가능하게 하는 빠른 시작 툴 입니다. 어드밴텍의 iDoor 모듈을 추가함으로써 다양한 디바이스에 유연한 기능을 추가 할 수 있는 모듈형 방식을 제공합니다.

현재 사용 가능한 iDoor 솔루션에는 Profibus, Profinet, EtherCAT 및 Powerlink와 같은 필드 버스 프로토콜을 지원하는 모듈이 포함됩니다. 이 모듈은 백업 RAM을 이용한 메모리 확장 및 저장, C Fast, 콤팩트 플래시 및 SD 그리고 mSD, 다기능 I/O와 같은 디지털 및 아날로그 IO, 아날로그 I/O, 디지털 I/O 및 카운터, 스마트 미터, 압력 센서, 온도 센서 및 광 센서와 같은 스마트 센서, 그리고 GPS, 3G, LTE, Wi-Fi, GPS, GPRS, ZigBee, RFID, Bluetooth 및 LTE와 같은 통신 기술 등을 지원합니다. 이러한 모듈들을 사용하면, UNO와 레거시 장비 사이의 게이트웨이 역할을 하는 추가 장치를 구입할 필요가 없습니다.

네트워킹 방법을 표준화하고, 장치들이 기존 산업용 네트워킹 기술을 사용하여 이더넷을 통해 통신 할 수 있게 함으로써, 신규 및 기존 장치들은 동일한 네트워크에 연결되어 제조 실행 시스템 (MES) 및 전사적 자원관리 시스템 (ERP) 과 통신 할 수 있습니다. 일단 장치와 기계의 데이터를 필터링 하여 표준 프로토콜로 변환하면, 인터넷을 통해 서버로 전송하여 공장 생산 라인의 모든 시스템과 기계들을 원격으로 모니터링하고 제어 할 수 있게 됩니다.

빅 데이터의 모든 잠재력 활용

디지털 시스템과 데이터 수집 장치의 보급에도 불구하고 대부분의 산업은 데이터와 분석의 잠재력을 완전히 실현하는 데까지는 이르지 못했습니다. 프로세스 데이터를 수집하는 회사는 일반적으로 최소한의 데이터 분석을 수행하여 추적 용도로만 데이터를 사용했고, 데이터를 실행 가능한 통찰력으로 변환하는 방법을 완전히 이해하지 못했습니다.

보다 장기적인 관점을 가지고, 데이터를 수집 할 뿐만 아니라 그것을 철저히 분석하여 실행 가능한 통찰력을 얻을 수 있는 시스템과 기술에 투자하는 것이 이러한 기업들이 해내야 할 과제입니다.

도널드 트럼프 (Donald Trump)의 대통령직이 어떻게 전개 되든지 간에, 미국 제조업의 미래는 재정의 되고 있습니다. 규제가 완화된 기업 친화적인 환경에 대한 업계의 기대로 인해 이미 많은 제조업체가 인프라 업그레이드를 위한 계획을 수립했고, 성장을 촉진하고 있습니다.

일단 구형 및 신형 장치가 연결되고 서로 통신하게 된다면, IIoT와 함께 성공적인 미래를 창출하기 위한 다음 단계는 협업입니다. 이익을 얻기 위해, 기술 회사는 특정 분야를 발전 시키거나 그들의 자산과 기능을 최대한 활용하여 엔드 투 엔드 고객 솔루션을 구축하는 파트너십을 수립해야 합니다. 그 결과 생겨난 생태계와 플랫폼의 출현은 완전히 새로운 차원의 가치와 사업 기회를 제공해 줄 것입니다.


출처 : Automation World [Revitalizing U.S. Manufacturing With Industry 4.0]

편집 및 번역 : K-SmartFactory