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더욱 화려한 세상에서의 인더스트리 4.0

인더스트리 4.0은 생산 및 자동화 되는 방법을 변화시킨다.

혁명과 진화의 과정을 통해 우리는 인더스트리 4.0의 세계로 가는 길에 있습니다. 자동차산업이 이를 선도하고 있으며, 나머지 다른 산업 또한 매우 빠르게 모멘텀을 일으키고 있습니다.” B&R사의 마케팅 매니저인 Stefan Schönegger씨는 웹사이트 GIT SICHERHEIT와의 인터뷰 에서 이렇게 말했다.

GIT SICHERHEIT: Mr. Schönegger씨. 인더스트리 4.0의 전체 컨셉은 고객들과 그들 개개인의 필요에 대한 트랜드에 밀접한 관계가 있으며 전체 생산공정에 매우 큰 영향을 주고 있습니다. 정확히 어떻게 진행되고 있습니까?

Stefan Schönegger: 이 질문에 대한 답을 위해 자동차 산업을 예를 들어 봅시다. 대량생산은 Ford사의 모델 T에서부터 시작되었습니다. 이를 위한 핵심이 된 결정은 생산을 단지 한 모델로 제한하는 것이었습니다. 색상의 범위조차도 제한되었습니다. 헨리포드는 사람들에게 말했습니다. “차가 검정색이라면, 당신은 당신이 좋아하는 어느 색상의 자동차라도 소유할 수 있습니다.” 그러나 오늘날의 세상은 매우 화려한 곳입니다. 우리는 광범위한 선택의 아이디어를 얻기 위해 단지 자동차 제조사의 웹사이트를 보기만 하면 됩니다. 수많은 종류와 옵션들의 복잡한 구성들 속에서 고객들은 한가지의 제품을 생성합니다.


 

Schönegger Stefan #3
B&R 마케팅 매니저, Stefan Schönegger

고객들은 가상으로 그들이 자동차의 모든 것을 정할 수 있으며, 이에 따라 생산공정도 조정됩니다. 이러한 공정을 통해 고객은 직접 ERP시스템과 생산공정에 접근할 수 있습니다. 물론 여기는 아직 제한이 존재합니다. 고객들은 단지 4~5개 차대타입을 선택하고 확정해야 합니다. 유사하게, 도료의 종류와 색의 변화에 대한 가능성 또한 제한됩니다. 그럼에도 불구하고, 모든 포인트의 사인들을 하나의 크기로 일괄하고, 기계공급사와 자동화업체는 트랜드를 가지고 그들 자신이 정렬하는 것이 필요합니다.

자동차 산업 이외에 어떤 다른 분야와 제품 유형에서 이러한 트랜드에 영향을 받고 있습니까? 이러한 진보된 타입의 커스터마이징은 단지 특정 산업만의 이슈인가요?

Stefan Schönegger: 거의 모든 산업에서 영향을 받습니다. 스마트폰의 맞춤형 커버나 당신의 가족휴가용 사진첩, 개별 포장된 음식들을 생각해 봅시다. 제약회사들도 이미 개별로 구분된 약품을 포함한 블리스터 포장제품을 생산하고 있습니다. 병원의 환자들은 그들이 미리 주문한 정확한 약품 구성을 제공 받습니다. 그리고 완전 자동화된 시스템을 통해 약품을 제공받습니다. 이것은 준비하는 동안 생길 수 있는 인간의 오류에 대한 가능성을 완전히 제거합니다. Krones사와 Dividella사는 이러한 영역에서 우리가 일한 단지 두 가지 고객의 예입니다. 이는 우리의 공장에서 적용한 하나의 접근방식입니다. 예를 들어, 우리는 우리의 고객에게 미리 조립된 모듈러한 입출력 모듈 시스템 옵션들을 완전 커스터마이징된 라벨링과 함께 하나의 패키지 상품으로 제공합니다.

그것을 구현하기 위해 어떤 게 필요합니까?

Stefan Schönegger: 이러한 가능성들을 완전한 자동화로 실현시키기 위해, ERP 시스템으로부터 각각의 센서들에 직접 적인 접근이 필요합니다. 기존의 자동화 피라미드 형태의 제한된 레이어 개념은 점점 사라지고 하나의 완전한 통합 솔루션만 남게 됩니다. 예를 들어, 최신의 제어 시스템은 연속적으로 센서시그널의 현재 상태를 모니터링 하는 동안 SCADA나 MES 시스템의 작업을 가져올 수 있습니다. 변형의 다양성을 처리하기 위해 모듈러 디자인이 절대적으로 필요합니다. 컴포넌트나 그룹을 생산공정을 방해하지 않고 필요에 따라 추가하고 삭제할 수 있어야 합니다. 물론 이를 위해 시스템은 관련된 모든 컴포넌트들의 구성을 자동으로 조정할 수 있어야 합니다.

방금 언급한대로 일관성과 투명성의 측면에서의 수직적 통합 이외에, 당신은 또한 분야의 수평적 통합에 대해 말합니다. 그것은 무엇을 의미하나요?

Stefan Schönegger: 수평적 통합은 제품의 개발 및 생산에 관련된 모든 분야의 융합을 의미합니다. 시뮬레이션, 전자 공학, 기계 공학, 자동화 및 품질 보증 검사 분야가 원활하게 협력해야 합니다. 예를 들면, ECAD 시스템에서 전기적 레이아웃의 변경뿐만아니라 자동화 시스템에 대해 설명할 필요가 있습니다. 물론 반대로 이것 또한 자동화 시스템을 변경하면서 다른 방향으로 적용될 수 있습니다.

몇 가지 구체적인 예를 들어서 설명해줄 수 있습니까?

Stefan Schönegger: B&R과 EPLAN는 ECAD와 자동화의 두 세개를 연결할 이상적으로 적합한 완벽한 인터페이스를 개발했습니다. 이 작업흐름의 종류는 정확히 "양방향 엔지니어링"이라는 용어가 의미하는 것과 같습니다. 머신 비전 시스템 과 제어 시스템의 통합에서도 동일하게 적용됩니다. 비전 시스템은 품질 보증을 제공하기 위하여 최종 제품의 정밀검사에 자주 사용됩니다. 제조업체는 제품 종류와 시리얼 번호, 그리고 어떤 제품이 어떤 고객에게 전달되어야 하는지 알고 싶어 합니다. 이것은 “추적 관리”로 알고 있으며, 기계 제어와 생산제어 시스템 사이의 밀접한 연결을 필요로 합니다. 비전 시스템으로 잘 알려진 코그넥스 사와 함께, 우리는 POWERLINK를 사용하여 카메라 시스템으로 실시간 동기화를 통합시켰습니다. 이는 카메라를 불량품을 분류하기 위해 중요한 제어공정에 사용하는 것입니다.

당신은 또한 차별성과 효율성 측면을 언급하였습니다. 그것들은 어디에서 오나요?

Stefan Schönegger: 이러한 요구 사항은 제조업체의 생존 및 수익성을 보장하는 동일한 목표를 위해 제공됩니다. 세계시장에서 자신을 차별화하는 것은 중요한 도전입니다. 머신 제조업체도 이러한 영향을 받습니다. 배치사이즈 하나에 대한 모든 초점과 좀더 개별적인 솔루션에 대한 필요는 절대 우리가 제품을 효율적으로 생산해야 한다는 사실을 바꿀 수 없습니다. 툴 변경시간은 감소되어야 하며, 공장의 다운 시간은 유동적일 수 없습니다. 이러한 도전을 해결하기 위해 우리는 확장성+으로 기계 제조업체를 위한 이상적인 기반을 제공합니다.

정확히 확장성+는 무엇을 의미하나요?

Stefan Schönegger: 확장성+는 완전히 새로운 기계 컨셉을 설계하는 자동화 방법입니다. 이에 대한 근거는 가능한 모든 기술에 대한 기능 전체를 하드웨어 포트폴리오에 걸쳐서 구성 요소를 결합 할 수 있게 하는 것에 대해 완전한 자유입니다. 예를 들면, 당신은 특정하게 제한된 컨트롤러에 의존하지 않고 비용 효율적인 일반적인 컨트롤러를 가지고 정교한 로봇 제어를 적용할 수 있습니다. 고객들은 또한 자신의 모듈형 어플리케이션 컴포넌트와 차별할 수 있다는 이점을 가지고 있습니다. 이 모듈형 소프트웨어에 의해 제공된 재사용성은 개발 비용을 현저하게 줄일 수 있습니다. 필요에 따라서 확장 가능한 하드웨어 컴포넌트 및 완벽한 유연성을 통해 고객들은 개발과정에서 매우 늦게까지 최종적으로 최적화된 하드웨어 컴포넌트에 대한 정의를 지연시킬 수 있습니다.

인더스트리 4.0의 또 다른 핵심은 표준화 입니다. POWERLINK가 필요한 이유는 여기에 있습니다, 자세히 설명해 주시겠습니까?

Stefan Schönegger: POWERLINK및 openSAFETY는 이상적인 기반을 형성하고 인더스트리 4.0의 장기 목표를 지원하기 위한 필요한 모든 기술적 요구사항을 충족시킵니다. 두 가지 통신표준은 오픈 소스이며 자유롭게 사용 가능하기 때문입니다. 개방성은 진정한 네 번째 인더스트리 혁명의 본질입니다. 두 시스템은 OPC UA및 I/O Link 통신에 의해 잘 갖추고 있습니다. 이 네 개의 기술들은 함께 사용되어 각각의 강점이 부각되고 결국 완벽히 조화를 이룬 시스템을 만들어 내기에 이상적입니다.

개방성에 대해 말하면, 산업용 통신 네트워크는 서드파트 시스템들과 훨씬 더 가깝게 협력해야 합니다. 왜 이런 일이 중요해지고 있나요?

Stefan Schönegger: 산업용 통신 네트워크는 서드파트 시스템과 함께 반드시 상호운용성이 제공되어야 합니다. 모든 생산 라인은 여러 다른 제조사로부터 공급받은 기계와 제품의 집합소입니다. 효율적이고 그러나 경제적인 생산을 위해 배치사이즈를 하나로 줄이고, 모든 생산 유닛 간의 통신이 기본적으로 필요합니다. 각 생산공정에 포함된 각 컴포넌트는 모든 다른 컴포넌트와 데이터를 교환할 수 있어야 합니다. 이것은 동일한 제조사의 컴포넌트만으로 제한될 수 없습니다. 기존 시스템과의 확장성의 견고한 기초와 완벽한 개방형 기술의 선택은 절대적으로 중요합니다. 개방형 표준은 투자를 위한 보호수단이고 시스템의 소유자와 사용자 모두에게 자유를 제공합니다.

궁긍적으로는 인터넷의 개념과 클라우드 컴퓨팅 같은 컨셉과 인더스트리 4.0의 개발은 모두 분산화된 자동화 공정을 요구합니다. 정확히 무엇을 의미 합니까?

Stefan Schönegger: 오늘날 컴포넌트들은 높은 단계의 지능을 포함하고 있고, 이는 관리되어야 할 전체적인 데이터 볼륨에 추가됩니다. 컴포넌트간 직접적인 통신은 특정 공정에 절대적으로 필요합니다. POWERLINK의 핵심 기술적 특징은 네트워크 상의 스테이션들이 상호통신 할 수 있는 것입니다. POWERLINK는 네트워크 스테이션간의 통신을 구성하며, 동시에 실시간 성능에 영향을 주지 않고 자유롭게 시스템이 확장될 수 있도록 합니다. 제한된 토폴로지는 시스템을 확장할 때 문제의 원인이 됩니다.

인더스트리 4.0의 다음 영역은 고전압의 환경에서 어떻게 안전한 작업환경을 유지하느냐 하는 것입니다. 이와 동시에 생산공정에서 필요한 수준의 유동성과 개방성을 달성해야 합니다. 아무도 그들의 기계를 세이프티존이나 보호된 문 뒤에 가둬두기 원하지 않습니다. 생산현장의 세이프티에 대한 의미는 무엇 입니까?

Stefan Schönegger: 맞습니다, 세이프티존 안에 기계를 둘러싸는 것은 올바른 방법이 아닙니다. 기계모듈들을 추가하고 삭제하고 재배열하는 것에 의해 다이나믹하게 기계들과 생산 영역들을 조정하는 것이 가능해야 합니다. 필드버스 네트워크 위에 통합된 세이프티 제어시스템은 모듈러한 기계 구성에 필수요소입니다 사용된 필드버스의 타입에 완전히 독립적인 openSAFETY 프로토콜은 개별적인 모듈들과 전체 기계들이 동일한 세이프티 솔루션 안에 설치될 수 있도록 해줍니다. 자체적인 통신에 서로 다른 프로토콜을 사용해도 무관합니다. “openSAFETY를 통해, 생산라인은 다이나믹하게 구성 가능한 모듈러 유닛을 포함하게 되고, 하나의 세이프티 유닛으로 관리될 수 있습니다.“ 조작자는 보호된 장벽들의 제한없이 완전한 기계성능으로 만족할 수 있습니다. 툴 센터 포인트에서 안전하게 제한된 속도 같은 복잡한 운동학적 체인들과 특징들이 완벽히 세이프티안에 통합될 수 있습니다. 비용 집중적인 세이프티존을 사용할 이유는 더 이상 없습니다.

이 인터뷰는GIT Sicherheit의 편집자인 Regina Berg-Jauernig에 의해 진행되었습니다.

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