스마트 팩토리는 생산방식에서 설비단위가 지능화되고, 사람 대신 로봇이 작업하며, 운송단위는 AGV로, 장표는 MES/ERP로 처리한다. 또한, 한사람이 속해있는 경제단위가 다양해져 멀티경제시대라는 말이 나오며 모바일라이프에 영향을 끼치고 클라우드와 빅데이터에 근거한 의사결정을 하게 된다.
머신비전 세미나에서 어드밴텍 최수혁 부장이 발표한 ‘IIoT 솔루션과 스마트 팩토리’에 대 강연 내용을 정리했다.
▲ 어드밴텍 최수혁 부장
IoT 시대가 열리면서 필요한 플랫폼이 IoT SRP(Solution Ready Platform)이다. IoT SRP는 패키지 형태로 스마트 팩토리를 플랫폼화 하는 것이다. 여기서 패키지화하고 필요한 것들이 구성되면 이 플랫폼에 들어가는 디바이스들을 모듈화하고 여기에 모인 데이터들은 클라우드에 넘겨 분석한다.
그리고 산업 단위가 클라우드에 얼마만큼 사용되는가 하는 것이 그다음 단계인 IoT 클라우드 서비스이다.
IoT 시대의 클라우드 서비스
IoT의 혁명이 일어났을 때 임베디드 하드웨어 플랫폼이 늘어나려면 하드웨어를 많이 살 수밖에 없다. 여기서 다양한 이윤과 커버리지를 확인할 수 있다. 플랫폼 서비스로 어드밴텍은 준비된 제품을 가지고 다양한 파트너십을 갖추기 위해 구상 중이며, SR과 공동 협력을 통해 어드밴텍 제품이 클라우드 서비스 안에 들어가 있는 상태다.
유망한 리서치 회사들은 향후 10년간 기업들의 투자가 가장 많이 일어날 것으로 스마트 팩토리, 스마트 헬스케어, 인텔리전트 리테일 등을 꼽는다. 인텔리전트 리테일이 적용된 일부 편의점과 매장은 들어오는 손님을 감시카메라로 찍어 연령, 성별, 구매한 품목을 매칭해 요일과 시간대를 정해 품목을 배치하고 있다.
교통카드 또한 교통과 리테일을 통합해 확장시킨 인텔리전트 리테일 개념을 적용해 편의점에서 교통카드로 구매할 수 있다.
IoT 세상에서 보는 클라우드 서비스에는 인더스트리 4.0이 있는데, 이는 독일에서 주창됐으며 대부분의 하드웨어 인프라는 구성되어 있다. 물리적인 장소, 사람, 현상을 가상화 공간으로 끌어들이기 위해서 인더스트리 4.0이 필요하다.
지금은 장비나 로봇, 네트워크와 같은 서버가 지원되고 있고, 컨소시엄이나 파트너십만 이루어진다면 가능하다고 판단해 독일에서는 표준화를 추진 중이다.
주목할 점은 로봇이 사람들보다 빨리 데이터를 실시간으로 올릴 수 있고 연결이 된다는 점이다. 그리고 3D 프린팅 기술이 스마트 팩토리와 인더스트리4.0 IoT에서 상당히 중요한 역할을 한다는 사실이다.
또한, 데이터의 양과 품질이 공장의 수준을 대변하기 때문에 클라우드의 중요성은 날로 커지고 있다. 데이터가 없다는 것은 오프라인의 가내수공업 수준의 회사가 되는 것이고, 데이터가 많다는 것은 그만큼 데이터가 실시간으로 올라오고 있고 분석이 되고 효율화가 되어있다고 볼 수 있다.
IoT 게이트웨이와 빅데이터가 보안문제에서 데이터를 얼마나 안전하게 보관하는지에 대한 이슈도 있다. 그래서 어드밴텍은 이 부분에 집중하며 협업을 하려고 노력하고 있다.
IoT 데이터 플로우를 위한 도전
스마트 팩토리는 생산방식에서 설비단위가 지능화되고, 사람 대신 로봇이 작업하며, 운송단위는 AGV로, 장표는 MES/ERP로 처리한다. 또한, 한사람이 속해있는 경제단위가 다양해져 멀티경제시대라는 말이 나오며 모바일라이프에 영향을 끼치고 클라우드와 빅데이터에 근거한 의사결정을 하게 된다.
자동차 공장을 간단하게 예를 들어보면, 머신비전, 모션, 로봇, PLC 그리고 이것들을 제어하는 HMI 장비, 공정단위에 인더스트리 PC도 있을 것이다. 여기서 특이점은 스마트 센서, 팩토리 허브, 데이터 센터가 나온다.
이 데이터 센터는 안전하게 저장되고 데이터 분석까지 해서 단위가 확장된다. 그래서 실제로 디바이스 각각이 무선망으로 구성되어 있다. 무선 네트워크를 통해 원격에서 보내기 위한 라인업을 구성한 것이다.
스마트팩토리에서 IoT 데이터 흐름을 보면 아랫단에서부터 센서, 로봇 장비 등을 통해서 플랫폼들이 알람 형태로 울리고 그 위에 MES와 ERP가 있다.
어드밴텍은 인텔리전트 머신과 로봇에 집중해야 한다는 의견과 인프라 쪽으로 팩토리 자체를 연결해야 한다는 의견이 있어, 공장을 연결하고 공장 안에 있는 머신과 로봇들을 관리해야 하기 때문에 묶어보았다. 실제 어드밴텍이 아이팩토리 4.0이라는 이름을 붙여서 진행하고 있다.
공장들은 데이터는 있는데 취합하고 싶어 디바이스를 관리 하거나, 예지·검지를 하거나, 빅데이터를 분석해 각각의 시장에 맞게 변형하고, 이것을 연결하고 풀어내는 것이 어드밴텍에서 풀어야 하는 과제다.
사람들이 로우데이터를 볼 수 있도록 도식화해서 변환해주는 API가 필요하다. HTP 형태로 읽게 해서 보내주는 IoT 데이터 플로우는 빅데이터 분석도 한다. 또한, 에이전트들이 로우 데이터를 전송하고, 클라우드 회사들에 서비스를 제공할 수 있는 가교 역할을 해야 하는 부분도 있다.
예를 들어 컨디션 베이스드 모니터링으로, 상황에 따라 모니터링 할 수 있는 공장이 있다. 데이터가 있다면 벤치마킹 머신이 가능하다. 벤치마킹이란 보통 한 라인에 같은 장비가 5대가 있다고 가정했을 때 5대의 장비에서 정상 동작을 하면 데이터가 올라온다. 4대의 장비와 나머지 1대의 장비 데이터가 다르다면 기계에 이상이 있다는 것, 정상 동작을 하지만 나머지한대는 점검이 필요하고 이것을 벤치마킹하게 한다. 또한, 경험을 통해서 결함된 데이터가 주어진다면 잘못된 패턴의 분석을 통해 다시 학습한다.
이것도 역시 API 형태로, 데이터를 받을 수 있다는 것은 데이터를 줄 수 있고 주문을 내릴 수 있다는 의미이다. 그리고 이 데이터들을 근거로 한 예지 검진, 예지 유지보수가 있다. 이것들을 도식하면 장비들이 다양하게 있고, 데이터 게더링할 수 있는 다양한 게이트웨이나 모듈이 있다.
우리나라 어떤 회사가 중국에 공장 하나를 지었는데, 중국인 고객 중 한 사람이 앞에서 설명한 원리와 데이터 현황 확인을 원했다. 지역도 다르고 언어도 다른 고객을 위해서 중국통신망과 한국통신망을 이어주는 인더스트리 IoT망을 시범사업으로 만들었다. 센서를 모아둔 유심칩을 판매하지 않고 어드밴텍 게이터를 통해서 데이터를 올리고, 미러링해 V펜을 보는 방법이 있다. 이 중간망은 V펜으로 연결이 안 되고 직접 인트라넷으로 연결이 안 되기 때문에 중국 이동의 도움이 필요했다. 그래서 심을 꽂는 모듈도 변형됐고 설비와 클라우드를 동시에 구현을 하는 것이 요즘 추세이다.
APR을 통해 각각의 디바이스의 현황을 볼 수 있다. 데이터 게더링, 데이터 이동, 데이터 클라우드, 데이터 분석까지 실제로 스마트팩 토리가 구현됐다. 설비 효율관리라고 해서 각각 장비의 데이터들이 올라오기 때문에 설비들의 상황이 어떤지 알 수 있다. 모여 있기 때문에 벤치마킹과 작업 지시도 가능하다.
정리 : 김연주 기자 (npnted@hellot.net)
