산업 인터넷 컨소시엄에서 Track & Trace테스트베드는 기계, 차량, 비행기 등 같은 안전 중시 제품의 제조와 유지를 위한 솔루션을 제공할 것이다. 다른 어플리케이션 영역은 건축과 건물 유지, 혹은 석유 굴착 장치 같은 산업 구조이다.

이들 많은 부분에서, 더 많은 산업 전동 공구가 사용되고 있다. 과거에는, 그런 도구들은 일반적으로 기지국에 케이블과 튜브로 연결되어 있었다. 기지국은 도구와 작업 과정의 중앙 통제에 더해 전기와 압축공기를 제공했다. 배터리와 컴퓨터 기술의 발전으로 인해, 완전한 무선 산업 전동 공구의 모든 새로운 세대가 이제 강력한 배터리 팩과 내장 컴퓨터와 함께 나타나고 있다. 예시는 측정, 리벳, 도구 조이기를 포함한다. 그들의 IP 프로토콜을 통한 무선 통신 능력은 이들 지능적 전동 공구를 IoT 운동의 총아로 만들었다. 이들 무선, 소형 전동 공구의 종류는 종종 실내나 항공기 동체처럼 케이블이 방해가 되는 환경에서 사용된다. 하지만 그 유연성으로 인해, 그들은 도한 자동차나 제조업을 포함하는 많은 환경에서 발견될 수 있다.

이 새롭게 얻어진 유연성의 많은 혜택에도 불구하고, 무선 전동 공구에는 약간 불리한 점들이 있다. 이들 도구를 대량으로 관리하는 것은 위치를 찾기 어렵기 때문에 더 어렵다. 또한 도구들이 적절한 장소에서 적절한 시간에 적절한 설정에서 사용되기를 보장하기도 문제가 있다. 마지막으로, 지능이 이제 도구에 직접 설치된 것은 대단하지만=더 섬세한 작업 통제와 추적이 가능한- 도구가 고립되어 작동하지 않는 것도 중요하다; 그렇기 때문에 MES (Manufacturing Execution Systems), PLM (Product Lifecycle Management), 그리고 다른 시스템과의 통합이 필수적이 되고 있다.

Overview of the Track & Trace testbed from the Industrial Internet Consortium (Source: Bosch)

Track & Trace 테스트베드는 다른 부가가치 요소에 더해 단계적 접근으로 솔루션을 제공할 것이다. 단계 1은 아래와 같이 요약될 수 있다:

• 실용적인 접근법을 취하고, go-to-market 전략과 혁신적 사용을 위한 현존 기술을 개선하는데 집중하라
• 주요 상품은 입증된 벤치마크 솔루션과 관련 서류가 있는 물리적 테스트베드를 포함해야 한다
• 통합될 첫째 도구는 Bosch Rexroth Nexo일 것이다
• 일련의 개방 인터페이스는 파트너들이 다양한 전동 공구와 소프트웨어/하드웨어 구성 요소를 통합시킬 수 있도록 모든 테스트베드의 구성 요소에 유연한 접속을 허용한다고 발표될 것이다
• Go-to-market은 2015년을 계획되어 있다
• 첫 중요한 이정표는 Bosch ConnectedWorld(20215년 2월)에서의 주안점 시연이다

단계 2는 더 장기적인 관점을 취하고 높은 정확도 실내 위치 측정(서브 센티미터 정확도), 전동 공구에서의 주문제작 가능한 논리의 배치, 발전된 수직 통합 등과 같은 Track & Trace에 더 집중한다.

각 산업 인터넷 컨소시엄 테스트베드는 개발과 테스트베드의 go-to-market을 책임지는 일련의 디자인된 테스트베드 스폰서를 가지고 있다. Track & Trace 단계 1의 스폰서는:

• Bosch Software Innovations 산업 솔루션 리더이며 내장 IoT 어플리케이션 플랫폼의 제공자
• Bosch Rexroth 산업 전문가와 Nexo nutrunner 같은 테스트 도구의 제공자 Tech Mahindra 솔루션 개발
• Cisco 실내 위치 측정
• National Instruments 는 단계 2에 발전된 도구 통제를 위해 합류할 것이다

테스트베드의 단계 1은 현존 기술을 사용할 것이다. 첫 도구가 통합되어, 우리는 Bosch Rexroth의 Nexo nutrunners을 사용하고 있다. Nexo는 산업 사용 사례에서 고급 도구이다. 그것은 조이기의 질을 토크, 비틀림, 각도를 포함해 여러 센서로 측정할 수 있는 능력을 제공한다. 조이기는 완전히 프로그램 가능하고 토크와 시간 정보 같은 수치를 포함한다. Nutrunners는 노동자가 각 조이기의 질을 실시간으로 보는 것에 더해 다양한 프로그램을 고를 수 있게 해주는 내장 운용 시스템을 가지고 있다. 게다가, Wi-Fi로 연결된 도구들은 결과를 백엔드 구성요소에 실시간으로 전송하도록 설정될 수 있다. 또한 새로운 프로그램을 원격으로 가능하게 혹은 불가능하게 하는 것에 더해 nutrunners에 설치하는 것도 가능하다.

우리는 nutrunners를 많은 자산이 하나 혹은 그 이상의 작업 현장이나 심지어는 현장 밖에서 사용되는 세팅에 배치할 것이다. 단계 1에서, 시행은 건물 실내에서 Wi-Fi 삼각 측량을 통해 기기 추적을 가능하게 할 것이다. 추가로, 우리는 다양한 소형 도구의 행동을 원격에서 실시간으로 추적할 수 있다.

                                      Track & Trace overview

소형 도구의 위치를 추적하고 행동을 실시간으로 추적하는 능력은 현재 산업 제공(Bosch Rexroth과의 아래 인터뷰를 보라)을 넘어선 단계 1에서 세 주요 이득을 제공한다. 특히, 단계 1은 아래 혜택을 고객에게 제공할 것이다:

• 오퍼레이터가 제품 라이프사이클의 어느 부분에든 도구들을 작업 물품으로 가져오는 새로운 유연한 조립공정의 지원. 이는 실제 작업이 이루어지는 공간과 시간을 고려하는 유연성을 가능하게 한다.
• 제로 결함과 빠른 문제 감지는 현장에서 공장 수준의 질과 추적 가능성을 보장한다. 이 이득은 산업에서 사용되는 현존하는 PLM(Product Lifecycle Management) 시스템과의 직접적 통합을 통해 가능해질 것이다.
• CAPEX를 낮추고 향상된 장비 제조가 필요한 도구를 적절한 시간과 장소에 제공할 책임이 있는 “Bill per Drill” 이나 “Power by the Hour” 같은SLA 관리를 제공하는 새로운 사업 모델의 창조. 단계 2

Track & Trace의 단계 2의 비전은 훨씬 더 멀다. 발상은 공장이나 유사한 환경에서 매우 높은 정확성으로 모든 작업 도구, 제품, 반제품의 위치 데이터를 실시간으로 추적하고 3D 모델 지도를 그릴 수 있게 한다. 예를 들어, 3D 모델은 작업이 필요한-큰 항공기에서 다양한 조인트에 대한 정보를 제공할 수 있으며, 이는 400,000(아래의 에어버스 인터뷰를 보라)이상을 셀 수 있다. 3D 모델과 관련된 데이터는 어떤 프로그램이 조이기 과정의 선택된 지점에서 사용될 필요가 있는지를 확인하는데 도움이 된다. 이 프로그램은 그리고 전동 공구의 사용에 자동으로 활성화된다(혹은 심지어 업로드 된다). 이와 같이, 조이기 과정이 끝난 뒤에, 이 과정의 상세한 내용-토크와 각도를 기록하는 곡선은 도구로부터 읽힐 수 있고 품질 관리 데이터베이스에 다시 쓰일 수 있어 위치 측정과 3D PLM 데이터에 기반해 특정 조인트의 품질을 많이 만들어 내게 된다.

현재의 한 제한 요소는 비용 효율, 산업 환경을 위한 높은 정확도 실내 위치 측정 기술이다. 이는 단계 2에서 다루어져야 할 주요 문제 중 하나이다. 우리가 아래에서 논할 것처럼 이 영역에서의 몇몇 실험은 이미 시작되었다.

이용 가능한 기술들과 어떻게 그들이 단계 2의 테스트베드에서 사용될 수 있는가에 대한 더 나은 현재 상태를 얻기 위해, 테스트베드 스폰서들은 단계 1의 기본 Track & Trace 기능성을 채택하고 그것을 단계 2에서 개발되어야 할 요소들을 보여주는 발전된 프로토타입 시연에서 토대로 사용하는데 동의했다. 이들은 특히, 고도로 정확한 실내 위치 측정과 3D PLM 데이터 지도 제작이다. 작업은 이를 시간 내에 Bosch ConnectedWorld 2015(2월)의 기조 시연에 사용되도록 완성시키기 위한 것이었다. Track & Trace 스폰서들은 다음 회사들을 시연 시스템이 기여하도록 초대했다:

• Dassault Systèmes 시연의 3D 요소에 대한 지원을 제공
• Haption 가상 3D 아바타의 실제 도구 오퍼레이터 연결을 도움
• Xsens 3D 동작 추적 전문기술

Ignite | IoT 방법론은 이 시스템의 개발을 구조화하기 위해 사용되었다. 우리는 뒤에서 이 접근법의 결과와 경험에 대해 논할 것이다. 하지만, 그 전에, 우리는 두 산업 전문가의 관점에서 테스트베드 시나리오에 관한 좀 더 배경을 제공할 것이다.