‘커넥티드 엔터프라이즈’ 실제 구현을 위한 구체적인 해답 제시한 『Automation Fair 2015』

‘커넥티드 엔터프라이즈’ 실제 구현을 위한 구체적인 해답 제시한 『Automation Fair 2015』

『Automation Fair 2015』에는 전 세계에서 13,500 여명의 참관객들이 전시장을 찾아 성황을 이뤘으며, 특히 박람회 개최 이래 1일 방문객이 가장 많은 숫자를 기록했다.

지난 2015년 제조 업계를 뜨겁게 달군 산업용 IoT(Industrial Internet of Things: IIoT)와 Industry 4.0이 구현하고자 하는 스마트 팩토리(Smart Factory)는, 올 2016년 역시 제조업계의 최대화두로 자리 잡을 전망이다.

전 세계 제조 자동화 기술을 주도하고 있는 양 대 축 가운데 하나인 로크웰 오토메이션(Rockwell Automation)은, 사물인터넷을 기반으로, 제조의 IT와 OT의 융합을 통해 스마트 팩토리를 구현하고자 하는 커넥티드 엔터프라이즈(Connected Enterprise)라는 기업비전을 일찌감치 주창하고, 제조업의 혁신을 주도하고 있는 대표적인 기업이다.

전 세계 제조 자동화 기술 동향을 파악할 수 있는 대표적인 전시회로는 독일에서 개최되는 하노버 박람회와 SPS/IPC/Drives 전시회 및 일본에서 개최되는 SCF 등이 꼽히고, Automation Fair는 개별 기업이 개최하는 자동화 전시회로서는 규모와 내용 면에서 단연 수위에 드는 로크웰 오토메이션의 연례행사다.

이 로크웰 오토메이션(이하 로크웰)이 개최하는 북미 최대의 스마트 제조 솔루션 박람회인 『오토메이션 페어 2015』가, 지난 11월 18일과 19일 양일 간 시카고에서 개최됐다. 오토메이션 페어 개최 이래 가장 많은 참관객이 몰린 이 번 행사를 통해 로크웰은 센서 및 I/O레벨부터 스마트 머신 및 장비, 스마트 팩토리, 스마트 엔터프라이즈에 이르기까지 ‘커넥티드 엔터프라이즈’ 구현을 위한 실제 제품과 솔루션을 선보이면서, IIoT를 주도하는 리더로서의 면모를 보여줬다는 평가를 받았다. 바야흐로 커넥티드 엔터프라이즈의 개화(開花)가 시작된 것.

특히 이번 행사에서는 제조업체가 즉각적이고 간편하게 빅데이터를 사용할 수 있도록 FactoryTalk EMI에 모바일기반의 작업 플로우 가져오기 및 설정 기능이 추가되어 선보이는 한편, IO-Link 기술을 기반으로, 스마트 센서 및 I/O를 통해 제어와 정보를 통합하는 커넥티드 엔터프라이즈 기술을 소개해 눈길을 끌었다. 또, 대표적인 IT 기업인 시스코 및 전 세계 로봇기술을 주도하고 있는 화낙(Fanuc) 사와의 전략적인 파트너십을 강화해, IT와 OT가 통합된 구체적인 기술 개발의 물꼬를 튼 점 역시 이번 행사의 하이라이트에 해당한다.

<편집자 주>

로크웰 오토메이션(Rockwell Automation)과 그 파트너 네트워크(Partner Network) 회원사들이 주최하는 『2015 오토메이션 페어(2015 Automation Fair)』가 성황리에 막을 내렸다. 지난해 24회를 맞이한 북미 최대의 자동화 및 제조 솔루션 박람회인 『2015 오토메이션 페어』는 고도화된 스마트 팩토리뿐만 아니라, 기업 전체의 공급망을 초연결하는 ‘커넥티드 엔터프라이즈’를 실제로 구현하고자 하는 제조 및 관련 업계 참가자에게 혁신적인 제품과 서비스 및 솔루션으로 구성된 최신의 통합 제어 및 정보 솔루션 포트폴리오를 경험할 수 있는 기회를 제공했다. 이번 행사에는 전 세계에서 13,500 여명의 참관객들이 전시장을 찾아 성황을 이뤘으며, 특히 박람회 개최 이래 1일 방문객이 가장 많은 숫자를 기록하면서, 최근의 스마트 팩토리와 실제 구현을 위한 제품, 솔루션, 서비스 등에 대한 업계의 관심을 반영했다는 평가를 받았다.

이 연례 오토메이션 페어는 150개 이상의 전시 부스 이외에, 산업 포럼과 기술 세션으로 구성되었으며, 참석자들이 최신 제어 기술과 파워, 정보 기술을 직접 사용해 볼 수 있도록 하는 실습 랩까지 마련됐다.

Ⅰ. 오토메이션 페어에서 공개된 스마트 팩토리 구현을 위한

통합된 제어 및 정보 솔루션

이번 오토메이션 페어에서는 제조사와 산업·업종별 경영자, 글로벌 미디어, 애널리스트에게 스마트 제조 및 산업 자동화 솔루션의 미래를 전망할 수 있는 기회가 제공되었으며, 시뮬레이션 및 모델링, 빅데이터 및 실시간 분석, 모빌리티 및 클라우드 등 생산 환경을 스마트하게 구현하는 산업 IoT 기반의 최신 기술도 공개됐다.

오토메이션 페어는 로크웰이 출시하거나 혹은 곧 출시할 새로운 제품과 솔루션을 실제 워킹 데모와 데모 Wall로 구성된 각각의 솔루션과 서비스 부스로 가장 폭넓은 역량과 어플

리케이션을 보여준다는 평가를 받아왔다. 특히 이번 행사에서는 실제 센서 및 I/O 레벨에서 스마트 머신 및 장비, 스마트 라인, 스마트 팩토리, 스마트 엔터프라이즈에 이르기까지 커넥티드 엔터프라이즈를 실제로 구현할 수 있도록 하는 각 솔루션별 신제품과 서비스가 대거 공개된 것이 특징.

[통합 아키텍처]

·Allen-Bradley ControlLogix 5580 PAC

확장된 용량과 새로운 기능으로 커넥티드 엔터프라이즈를 위한 미래형 시스템 구축을 위한 대용량의 데이터의 상위 전송과 처리를 위한, 스마트 팩토리 구현의 핵심에 해당한다. 애플리케이션 용량이 최고 45% 증가했으며, 1기가바이트의 임베디드 이더넷 포트를 포함하여 고성능 통신, I/O, 그리고 최대 256축 모션의 애플리케이션을 지원한다. 제조 운영에서 증가하는 디바이스 레벨의 스마트 장치 사용을 지원하기 위한 컨트롤러다. 최고 300개의 이더넷 노드를 지원할 수 있다.

이 컨트롤러는 심층 방어 방식(Defense-in-depth)의 일환인 강화 보안(Enhanced Security)을 지원하여 설비, 자산, 지적 재산을 보호 한다. 컨트롤러는 디지털 서명 및 암호화 펌웨어, 변경 내용 검색, 감사 로깅과 같은 고급 보안 기술 및 소프트웨어 기능을 통합하고 있다.

다른 Logix 컨트롤러와 마찬가지로, 엔지니어는 로크웰 소프트웨어 Studio 5000 설계 소프트웨어를 사용해 ControlLogix 5580 컨트롤러를 구성하거나 제어 시스템의 모든 요소를 개발할 수 있다. 데이터는 한 번만 정의하면 전체 Studio 5000 환경에서 쉽게 접근하고 재사용할 수 있어 시스템 개발과 시운전 속도를 높인다.

·Allen-Bradley Kinetix 5700 Servo Drive

캐비닛 공간을 절약하고 대형 장비의 기동 시간 단축, 높은 축 수 및 전원 요건을 충족시키기 위해 별도의 서보 드라이브를 써왔던 장비제조사는 이제, 로크웰의 모션 제어를 위한 신제품 Kinetix 5700 서보 드라이브를 사용해 싱글 플랫폼으로 통합할 수 있게 됐다. Kinetix 5700 서보 드라이브는 2축 서보, 1.6 KW~60 K의 대형 전원 및 시간을 절약하는 튜닝 기술을 사용하여 개발된 제품이다.

장비제조사에서 기존에 서보 드라이브를 여러 대 사용했던 것과 달리, 이 차세대 플랫폼은 필요한 캐비닛 공간을 70%까지 절약하고 배선 작업을 60% 단축하며, 훨씬 쉽게 장비를 설정하고 기동할 수 있다. 더불어 로드 감지(Load Observer) 실시간 튜닝 기술이 적용되어 각 축을 개별적으로 튜닝해야 할 필요가 없다. 장비제조사는 번거로웠던 튜닝 작업을 최소화하여 바로 사용할 수 있는 고성능 모션 제어를 제공할 수 있다. 안전(Safety) 관점에서 볼 때, Kinetix 5700 서보 드라이브는 하드와이어 기반의 세이프티와 EtherNet/IP 기반의 네트워크를 통한 통합 세이프티를 동시에 지원할 수 있다. 통합 세이프티는 안전 데이터가 모션 및 제어 데이터가 전송되는 동일한 케이블 및 IP 주소를 통해 전송됨을 의미한다.

·Allen-Bradley 5069 Distributed Compact I/O 시스템

2개의 1 기가바이트 이더넷 포트가 지원되며, 기존의 I/O보다 10배 빠른 스캔 타임을 가능케 함으로써, 극대화된 생산성을 보장한다. 확장할 필요 없이 31개의 모듈까지 연결할 수 있다.

·Studio 5000 Software 소프트웨어 릴리즈

로크웰 오토메이션은 커넥티드 엔터프라이즈 설계 시 자동화 시스템 개발을 빠르게 할 목적으로 로크웰 소프트웨어 Studio 5000 개발 환경에 새로운 애플리케이션을 추가했다. 이 애플리케이션은 2012년 공개된 Studio 5000 Logix Designer 애플리케이션과 함께 더 많은 기능을 하나의 환경에 통합함으로써 자동화 설계 생산성을 향상시켜 준다.

Studio 5000 환경에는 현재 다음 항목이 포함되어 있다.

- 새로운 Studio 5000 Architect 애플리케이션은 Studio 5000 환경 내 중심점이다. 사용자는 전체 자동화 시스템을 이곳에서 확인하고, 컨트롤러, HMI, EOI 등의 장치를 설정하며, 장치 간 통신을 관리할 수 있다. 또한, Studio 5000 Architect 애플리케이션은 다른 Studio 5000 애플리케이션 및 타사 전기 설계 툴과 데이터를 교환하며 개발 환경을 간소화한다.

- Studio 5000 Logix Designer 애플리케이션은 Allen-Bradley Logix5000 컨트롤러 시리즈용 설계 및 유지 관리 소프트웨어로, 분산, 프로세스, 배치, 모션, 안전, 드라이브 제어를 구성하는 데 사용한다. 이 애플리케이션은 애플리케이션 중심의 코드 보기, 더욱 효과적인 콘텐츠 재사용을 위한 작업 흐름 강화, 여러 명의 작업자가 더욱 간편하게 협업할 수 있는 협력 툴을 제공함으로써 설계 프로세스를 간소화한다.

- 새로운 Studio 5000 View Designer 애플리케이션은 Allen-Bradley PanelView 5500 그래픽 터미널용 설계 및 유지 관리 소프트웨어이다. Studio 5000 View Designer 애플리케이션의 직관적이고 현대적인 설계 환경에서 사용자는 최신 시스템을 더욱 간편하게 구축할 수 있다. 이 애플리케이션은 제어 시스템과 오퍼레이터 인터페이스 간의 통합을 강화하여 프로그래밍 효율성과 런타임 성능을 향상시킨다.

- 새로운 Studio 5000 Application Code Manager에서는 전체 엔터프라이즈 어디에서나 관리 및 배치가 가능한 재사용 코드 라이브러리를 구축할 수 있어, 시스템 개발 시간이 단축된다. Application Code Manager를 사용해 프로젝트를 구축하면 설계 일관성 개선, 엔지니어링 비용 절감, 시장 출시 시간 및 시운전 시간 단축에 도움이 된다.

 

·Allen-Bradley PanelView 5500 그래픽 터미널

본 그래픽 터미널(HMI 하드웨어)는 Studio 5000 View Designer 애플리케이션을 사용하여 현대화된 디자인뿐만 아니라, 로크웰의 Logix 기반의 컨트롤러와의 개선된 통합을 가능하게 한다. 이러한 통합은 엔지니어에게 구성에 필요한 정보를 한 번에 넣을 수 있게 하고 동시에 전체 자동화 디자인 및 설계에 활용할 수 있게 한다.

[프로세스]

·PlantPAx 분산제어시스템(DCS) 4.0

최신 모던 DCS 플랫폼은 자동화 생산성 향상에 초점을 맞추고 있으며, 시스템에 사전 구축 프로세스 제어 전략이 포함되어 있어 새로운 애플리케이션 배치에 드는 노력과 위험을 크게 줄일 수 있어, 이를 통해 시장 출시 시간을 개선한다.

-자동화 생산성 향상: 현재 PlantPAx 시스템은 신뢰성 및 정확성을 갖춘 시스템 구성을 위해 확장된 평가, 설계, 개발 가이드를 포함하고 있다. 최신 문서화 및 설계 기능으로 자동화 생산성은 현저하게 증가하고, 유지 관리식 현대형 시스템의 배치 시간이 단축되며, 수명 주기 비용을 절감할 수 있다. 로크웰 오토메이션 프로젝트 객체 라이브러리 내에 개발된 새로운 사전 구축 제어 전략은 일관된 사용자 및 유지 관리 환경을 제공한다.

- 사용자 환경 개선 : PlantPAx 시스템은 네트워크 개선 및 내장형 모빌리티를 통해 신뢰성 있고 향상된 사용자 환경을 제공한다. 확장된 산업용 이더넷 스위치는 L3 토폴로지를 지원하여, 다양한 애플리케이션에 필요한 확장성을 강화해 준다. 이제 완전 지원되는 공통 네트워크 인프라를 통해 소형 제어 시스템을 대규모 엔터프라이즈 네트워크로 통합할 수 있다. 네트워크 스위치에는 제조 운영 기술(OT)과 정보 기술(IT)을 통합 및 해석하는 임베디드 Cisco 기술이 포함되어 있다. 이로 인해 프로세스 운영자는 시스템 네트워크를 간편하게 구성하고 관리할 수 있다.

또한, PlantPAx 시스템에는 이제 모바일 컴포넌트가 포함되어 있어, 모든 HTML5 준수 모바일 플랫폼에서 디스플레이를 만들고 프로세스 데이터와 통신할 수 있다. 이 소프트웨어는 특정한 사용자 장치에 응답하며, 운영자와 플랜트 관리자는 원하는 형식의 성능 지표 및 데이터 분석에 액세스하여 확인할 수 있다.

-제어 강화: 새로운 내장형 제어 기능(통합 PlantPAx 모델 예측 제어(MPC), 알람 관리 및 배치 관리 등)은 공통 환경에서 작동하여, 플랜트 효율성 및 운영 성능을 개선시켜 준다. 제어 기반 PlantPAx MPC는 외부 및 복잡한 프로세스 장애물을 예측 관리하고, 프로세스 성능을 한계까지 최대화할 수 있는 기능이 있다. 이를 통해 폐기물 및 변동성을 줄이는 동시에 프로세스 내에서 지속적인 개선이 가능하다.

통합 PlantPAx 모델 예측 제어(MPC)

[정보 소프트웨어]

FactoryTalk VantagePoint EMI v7.0 소프트웨어로 제조 인텔리전스 시스템 개발 및 핵심 생산 데이터 액세스의 속도 증가

제조사의 즉각적인 빅 데이터 사용이 훨씬 간편해졌다. 로크웰 오토메이션의 FactoryTalk EMI(Enterprise Manufacturing Intelligence) v7.0 소프트웨어에 모바일기반 작업 플로우 가져오기 및 설정 기능이 추가되어, 제조 인텔리전스 솔루션에서 한 번(One-time)만의 설정이 가능하게 되었다.

이 최신 FactoryTalk VantagePoint 소프트웨어는 간단하게 안내되는 작업 플로우를 통해 정보를 저장하고 시각화함으로써, Logix 기반의 데이터에 액세스하는, 끊김 없는 방식을 제공한다.

설치, 구성, 시각화의 모든 기능이 개선 및 강화되어 있어, 사용자는 PC, 태블릿 또는 스마트폰 중 원하는 장치에서 Logix 기반 제어 데이터와 통신할 수 있다. 지능형 의사 결정을 위해, 권한 있는 사용자가 새로운 작업 흐름을 이용해 특정 데이터화면 및 트렌드를 저장 및 시각화하여, 회사 내 동료들과 이 내용을 간편하게 공유할 수 있다.

[인텔리전트 모터 제어]

·CENTERLINE 2500 MCC(Motor Control Center)

Allen-Bradley IntelliCENTER 소프트웨어를 장착한 CENTERLINE MCC는 Allen-Bradley ControlLogix 및 CompactLogix PLC 등 컨트롤러와의 통합이 훨씬 더 간단해졌다. IntelliCENTER Integration Assistant는 EtherNet/IP 사용이 가능한 IntelliCENTER MCC에서 구성 장치에 관한 정보를 컨트롤러의 프로그래밍 환경인 로크웰 소프트웨어 Studio 5000 소프트웨어로 직접 내보냄으로써, 프로그래밍 시간을 줄여 준다.

이 때 아키텍처는 로크웰 오토메이션 통합 아키텍처 (Integrated Architecture) 시스템의 고급 시스템 전반에서 통신 기능을 활용할 수 있게 된다. 시스템은 이전에 불가능했던 상황별 중요 자산 정보에 액세스할 수 있어 생산성, 혁신, 글로벌화, 지속 가능성 등의 핵심 시장 문제에 대처할 수 있는 공장 전반에 걸친 싱글 플랫폼 솔루션을 제공한다. 또한, 모터도 이전에 비해 비용 효율성이 훨씬 향상된 방식으로 운용될 수 있다.

간편한 설치와 사용 이외에, CENTERLINE 2500 MCC는 변속 제어 및 에너지 인텔리전스 기능으로 에너지 관리가 향상되어 총소유비용을 절감할 수 있다. IntelliCENTER MCC는 FactoryTalk EnergyMetrix 소프트웨어로 사전 구성되어 출시되므로, 장치 수준까지 에너지 트렌드의 실시간 모니터링이 가능하며, 장비 성능을 추적하기 위해 운영 데이터와 에너지 소비를 상호 비교하는 기능과 결합하는 경우 사용자는 사용 지점에서 에너지 소비를 관리할 수 있다.

·업계 최초의 50kA 정격 아크 내성(Arc-Resistant) 고압 회생 인버터, PowerFlex 7000

로크웰이 업계 최초로 완전 회생 기능을 갖춘 50kA 아크 내성 고압 인버터를 출시했다. 로크웰 오토메이션의 최첨단 ArcShield 기술이 Allen-Bradley PowerFlex 7000 고압 인버터 제품군에 추가된 것. ArcShield 기술이 적용된 PowerFlex 7000 인버터 시스템은 아크 내성이 통합된 Allen-Bradley CENTERLINE 스타터와의 결합을 통해 아크 내성과 스타터가 완전하게 통합된 하나의 인버터 시스템을 제공한다. ArcShield 기술은 아크 섬광에서 발생된 위험한 에너지와 가스를 작업자로부터 우회시킨다. 이는 오일 및 가스, 광산, 발전, 수처리 등의 중공업 프로세스 업계에서 안전 위험을 감소하고 장비를 보호할 수 있도록 해준다. 이 아크 내성 시스템은 가장 까다롭고 포괄적인 글로벌 아크 내성 표준을 충족하여 인증을 받았다. 50kA 아크 정격의 이 시스템은 Type 2B 보호를 충족하여 유지보수를 위해 저압 제어 도어가 열려있는 경우에도 작업자에 대한 완전한 경계 보호를 제공한다.

[컴포넌트]

·IO-Link 마스터 및 센서

로크웰에서도 IO-Link를 지원하는 제품들을 쏟아냈다. 그야말로, 스마트 팩토리 구현을 위한 최하단 센서 부분의 통신까지 지원하고 나선 것. 실질적인 커넥티드 엔터프라이즈 구현을 위한 구체적인 행보 가운데 하나에 해당한다.

Allen-Bradley POINT I/O 시스템용 신제품 IO-Link 마스터 그리고 로크웰 오토메이션의 IO-Link 사용 센서는, 장비의 문제점을 탐지하는데 그치지 않고, 장비의 생산성까지 향상시킨다. 이 강화 센서는 설정을 간소화하고, 장비의 상태를 모니터링하며, 글로벌 IO-Link 통신 프로토콜을 통해 실시간으로 데이터와 진단정보를 전달한다.

IO-Link 기술을 기반으로, 스마트 센서 및 I/O를 통해 제어와 정보를 통합하는 커넥티드 엔터프라이즈 기술이 가능해진다. 그 결과 로크웰 오토메이션 통합 아키텍처(Rockwell Automation Integrated Architecture) 제어 시스템을 통해, 현장 데이터를 빠짐없이 확인할 수 있다.

임베디드 IO-Link를 특징으로 하는 새로운 센서 제품은, 마스터에 연결될 때까지 표준 I/O 센서와 동일한 역할을 한다. IO-Link 마스터와 인터페이스로 연결되면, 사용자는 기존 3선 케이블로 고급 데이터 및 구성 기능에 액세스할 수 있다.

이로써 로크웰은, 하나의 완전 시스템으로 사용할 때 간단한 통합 및 고급 기능을 제공하는 컨트롤러와 IO-Link 통신, IO-Link 센서를 모두 제공하는 유일한 업체가 됐다.

[서비스]

·평가 서비스, 조직의 자산 관리 향상 및 비용 절감과 리스크 감소에 도움

로크웰은 제조사 및 산업 운영자의 자산 관리 개선과 리스크 감소를 목표로 한 신규 소프트웨어 및 엔터프라이즈 평가 서비스를 공개했다. 이 서비스는 제조사가 정보 기술(IT)과 제조 운영 기술(OT)을 결합하여 통합 커넥티드 엔터프라이즈로 전환하는 경우 특히 중요하다. 새로운 서비스에는 로크웰 오토메이션의 소프트웨어 인벤토리 평가 및 엔터프라이즈 설치 기반 평가 서비스가 포함되어 있다.

소프트웨어 인벤토리 평가(Software Inventory Evaluation) 서비스는 플랜트 현장 IT 자산(서버, PC, 노트북, 모바일 장치)과 이 자산에 설치된 다양한 소프트웨어를 철저히 분석한다. 이 과정에서, 추가 시스템을 연결하고 장치를 업데이트할 때 특정 펌웨어와 소프트웨어 버전 간에 발생할 수 있는 호환성 위험을 식별할 수 있다. 또한, 수많은 장치에 사용되는 소프트웨어 버전, 사용 또는 미사용 라이선스 수, 소프트웨어 적정 지원 여부 등에 관해 기술 지원 인력 간의 지식 격차를 해소할 수 있다.

엔터프라이즈 설치 기반 평가(Enterprise Installed Base Evaluation) 서비스는 복합 소프트웨어 인벤토리 평가 서비스 또는 설치 기반 평가 서비스를 포함할 수 있으며, 이는 핵심 플랜트 자산 분석에 사용되어, 기업 전체의 IT 및 OT 자산에 대한 상세한 계산 및 분석을 제공한다.

기업은 엔터프라이즈 설치 기반 평가 서비스를 사용하여 핵심 자산 식별, 노후 위험 감소,재고 및 예비 부품 계획 관리, 모든 자산에 대한 BOM 업데이트 등 특정한 기업 전반의 계획을 지원할 수 있다. 예를 들어, 이 서비스를 통해 설비를 검토하여 비즈니스 핵심 활동을 수행하는 부품, 인벤토리에 예비품이 없는 부품, 생산이 중단된 부품을 파악할 수 있는 것이다. 이러한 과정에서 각 현장 별로 최고 다운타임 위험을 나타내는 기업 위험 프로파일을 작성할 수 있다.

Ⅱ. 전략적 제휴 파트너십 강화를 통한 IT-OT 융합 사례 발굴 및 공동 프로젝트 강화

로크웰 오토메이션은 어떤 회사보다 IT, OT분야의 파트너와의 공조를 통해, 고객의 스마트 팩토리에 대한 니즈를 이해하고 파트너십을 통해 실제 기술 개발과 제품 개발을 하고 있는 자동화 업체다. 이번 오토메이션 페어 기간에는 마이크로소프트 사 및 화낙(Fanuc) 사와의 파트너십이 좀 더 강화되고 구체화되면서, IT-OT 융합과 통합의 구체적인 기술 개발의 물꼬를 텄다는 평가다.

·마이크로소프트와 함께 모빌리티 공동 혁신 프로젝트 발표

오늘날 산업 종사자들은 생산성과 협업능력을 향상시키기 위해 모바일기기에 점점 더 의존하고 있다. 로크웰 오토메이션과 마이크로소프트의 새로운 모빌리티 공동 혁신 프로젝트는 이러한 산업 환경에 맞춰 디자인되었고, 이번 시카고 오토메이션페어에서 선보여졌다.

이번 모빌리티 공동 혁신 프로젝트는 특히, 무선 네트워크 연결이 항상 일정하지 않은 산업환경을 위해 디자인됐다. 공동혁신에서는 누비사(Nubisa)의 JXcore가 포함된 마이크로소프트 프로젝트탈리(@Thaliproject) 팀의 첨단 IP 기술을 통합하여, 로크웰의 확장 모바일 기초 툴 키트(Expanding Mobile Foundation Toolkit)를 보완한다. 이 툴 키트를 사용해 로크웰 제품은 특정장치 즉 태블릿, 스마트, 데스크탑에 대해 일관된 웹 기반 사용자 인터페이스를 확보할 수 있으며, 현재 이 툴 키트에는 프로토타입 앱인 프로젝트스탠튼(@Project_

Stanton)이 포함된다. 로크웰은 이번 오토메이션 페어 행사에서 이 제품의 툴 키트 어댑터 및 새로운 앱 프로토타입을 선보였다.

모빌리티의 개발은 커넥티드 엔터프라이즈 비전 즉, 차세대 제조 생산성을 이루어 낼 제조와 정보기술의 통합을 지원하고 있다. 커넥티드 엔터프라이즈는 산업용 사물인터넷의 탄생과 모빌리티, 데이터분석, 원격 모니터링 등 기반기술의 발전에 힘입어, 보다 개선된 연결성 및 정보공유를 통해 생산성과 글로벌 경쟁력에 있어 이점을 누릴 기회를 창출한다.

·제조 생산 최적화를 위한 로크웰오토메이션과 FANUC의 협업 강화

이번 행사에서 로크웰 오토메이션의 제어시스템과 연결된 Fanuc 로봇이 전시되면서, 스마트 제조의 실제 사례로 눈길을 끌었다.

4년 전 CNC 및 Logix PAC 환경에서 시작된 FANUC과 로크웰 간의 초기 협력관계가, 이제는 로봇분야와 제어/정보 분야의 두 선두주자의 실제 제품 및 솔루션 개발 형태로 강화가 된 점도 최근의 주목할 만한 로크웰의 행보 가운데 하나다.

이번 시카고 오토메이션 페어에서는 CNC와 로봇, ROBOMACHINE 부문 선두 기업인 FANUC 아메리카와, 산업 자동화 및 정보 솔루션 분야의 선두기업인 로크웰이, 다운 타임을 줄이고 플랜트 현장 생산성을 증진시키기 위한 원격 보안 모니터링 및 안전성 통합을 위한 최신 기술을 시현했다.

로크웰은 화낙 아메리카와 공동으로, 이전에는 존재하지도 않았거나 운영 과정에서 사용할 수 없게 된 데이터에 고객이 액세스할 수 있도록 지원하며. 이러한 데이터는 스마트 산업 자산에서 수집되어 자산 건전성, 성능, 에너지 사용과 관련된 실행 가능 정보와 함께 논리적으로 정보화(Contextualized)하여 전달된다.

커넥티드 엔터프라이즈를 한층 더 확장하기 위한 원격 자산 모니터링 및 관리에 있어서 커다란 진전을 보였다. 이러한 지식을 로크웰 및 Cisco가 제공하는 보안 네트워크 인프라와 결합하면, 고객이 생산성 및 최적화 목표를 달성하는 데 도움이 된다.

오토메이션 페어 행사에서 두 기업은 아래 제품을 포함해 강화된 통합 기능을 시현했다.

FANUC의 ZDT는 Cisco 및 로크웰 오토메이션 제품에 구축된 커넥티드 인프라에서 클라우드 기반 데이터 분석이 자동화 장비의 돌발적 다운타임을 어떻게 예측하고 방지할 수 있는지 보여 주었으며, FANUC 로봇 및 ROBOMACHINES의 실시간 생산 데이터, 그리고 Allen-Bradley GuardLogix 프로그래머블 오토메이션 컨트롤러(PAC)는 로크웰 오토메이션 FactoryTalk View로 작동되는 로컬 HMI에 디스플레이된다.

로크웰 오토메이션 PAC과 FANUC CNC 및 로봇의 통합을 보여 주었던 파워트레인 데모는 안전 기호 통합 기능을 잘 보여 주며, 이 기능을 통해 EtherNet/IP는 컨트롤러의 안전 기호를 수집하고 특정 자산에 문제가 발생했을 때 경고를 보낼 수 있다.

Ⅲ. 로크웰의 스마트 팩토리에 대한 리더십을 보여준 글로벌 미디어 포럼 ‘자동화 전망’

아울러, 전시회 하루 전인 17일에 개최된 ‘자동화 전망 글로벌 미디어 포럼’에서 로크웰 오토메이션은 20여국에서 참석한 산업 미디어, 애널리스트들과 함께 커넥티드 엔터프라이즈 실행의 혜택과 실질적인 정보를 공유했다. 참여한 패널들은 IT 및 OT(제조운영기술)의 융합 및 통합에 대한 경험을 공유하고, 산업 제어 시스템 보안을 위한 핵심 고려 사항을 토론하기도 했다. 이 행사에는 로크웰 오토메이션의 주요 고객 중 하나인 3M, 엔더슨 코퍼레이션(Anderson Corporation), 제너럴 밀스(General Mills), 메이닐라드 워터 서비스(Maynilad Water Services Inc.), 멀린스 푸드 프로덕트(Mullins Food Products), 쉘(Shell) 뿐만 아니라, 로크웰의 전략적 제휴 파트너인 AT&T, 시스코(Cisco), 엔드레스하우저(Endress + Hauser), FANUC, 마이크로소프트(Microsoft)의 대표자들도 대거 참석해 눈길을 끌었다.

키스 노스부시(Keith D. Nosbusch) 로크웰 오토메이션 회장 겸 CEO는 기조연설을 통해 “지난 50년간 산업 자동화에서 겪었던 것보다 더 많은 변화를 앞으로 10년 동안 로크웰의 스마트 제조 비전인 커넥티드 엔터프라이즈가 이루어 낼 것이다. 로크웰이 이야기하는 커넥티드 엔터프라이즈는 이제 먼 미래의 비전이 아니며, 로크웰은 지금 당장 제조사가 스마트 팩토리 구현을 위해 할 수 있는 실현 방법과 이를 위한 도입 가능한 기술과 솔루션에 집중하고 있다”라며, “제조업 혁신의 핵심인 스마트 팩토리로의 전환은 이를 활용하는 사람에게는 엄청난 기회가 될 것이지만, 전략적 대응을 준비하지 않는 사람들에게는 커다란 위험이 될 것이다. 올해로 24번째를 맞는 2015 오토메이션 페어는 참가자들이 이러한 변화에 발맞춰 가장 최신의 산업 자동화 및 정보 솔루션에 대해 배우고, 이를 실제 제조기업의 생산현장의 장비레벨에서 공장 전체, 기업 전체까지 적용하여 기업 전체의 공급망을 아우르는IT/OT 융합의 저력을 최대한 활용할 수 있도록 해주는 의미 있는 자리가 되었기를 바란다”고 소감을 전했다.

키스 노스부시 로크웰 오토메이션 회장 겸 CEO는 기조연설을 통해, 로크웰은 지금 당장 제조사가 스마트 팩토리 구현을 위해 할 수 있는 실현 방법과 이를 위한 도입 가능한 기술과 솔루션에 집중하고 있다고 역설했다.

로크웰 오토메이션 UPP(University Partnership Program)

한편, 로크웰은 지역사회에 대한 사회적 책임과 비즈니스 토대 마련의 일환으로, 글로벌 대학 산학 협력 프로그램(University PartnerShip Program, UPP)을 운영하고 있다. UPP는 엔지니어링, 비즈니스, 기술 커리큘럼을 제공하는 다양한 대학들과의 관계를 구축하고, 대학과 로크웰 간 서로 발전할 수 있는 제휴관계를 발전시켜 나가고 있다.

110여년 이상의 역사를 가진, 로크웰 오토메이션은 북미 지역 중심으로 체계화된 프로그램을 운영하고 있었고, 1980년대 이후, 브라질을 시작으로, 1990년대는 중국, 2000년에는 유럽까지 파트너십을 확대하고 있고 사회적 책임뿐 아니라, 로크웰 오토메이션의 비즈니스 확대와 함께 전략적인 성장을 위한 파트너 프로그램의 하나로 활용되고 있다. 특히 눈 여겨 볼 점은, 대학에 천편일률적인 프로그램을 적용하기 보다는, 대학의 특성, 목표 등을 고려하여, 제휴관계를 커스터마이즈하고 있으며, 대학을 비즈니스 대상이 아닌, Win-Win할 수 있는 파트너 관계로 보고, 확산시켜 나가고 있다는 것이다.

UPP는 글로벌 레벨 프로그램이며, 현지에서 지원되지만, 다양한 글로벌 리소스를 통해 지원되며, 로크웰과의 관계뿐 아니라, 다음과 같은 여러 가지 프로그램을 통해 다른 UPP 학교와 자유로운 네트워킹 기회를 제공하고 있다.

이번 오토메이션 페어에 앞서, 11월 16일과 17일 양일간에 걸쳐, 글로벌 UPP 행사가 진행됐다. 스마트 제조 기술의 향연이라고 할 수 있는 오토메이션 페어를 경험할 수 있는 기회를 제공하면서, 오토메이션 페어에 앞서, 대학과의 산학 협력 프로그램인 University Partnership Program(UPP) 행사를 미국의 저명한 대학 중 하나인 Purdue 대학에서 실시하여, 여러 대학 관계자들이 엔지니어링, 비즈니스, 기술 커리큘럼에 대한 경험을 공유하고 교류하는 자리를 가졌다. Lafayette 캠퍼스에 위치한 Purdue 공대에는 기초 제어 랩부터 프로세스 어플리케이션 랩, 3D 프린팅 랩 등 다양한 수준의 랩이 구축되어 있으며, 특히, 로크웰뿐 아니라, 엔드레스 하우저 외 다양한 회사에서 기부한 제품으로 구축된 Purdue Integrated Process Education System(PIPES) Laboratory가 실제 산업계에 필요한 인재 양성을 위해 구축되었고, 장기적으로는 산업계 쪽에서도 엔지니어들이 방문하여, 활용할 수 있도록 활용할 예정이다.

이어서 방문한 Purdue 대학의 Calumet 캠퍼스에 있는 CMEC(Commercialization and Manufacturing Excellence Center)에는 최신 제어제품으로 구비된 실습장비와 모듈러 제조라인 등이 구축되어, 인디아나 주 북서부 전반 경제 및 기술 개발의 촉매제로 활용되며, 다양한 제조 회사의 선진 제조 기술을 경험하고, 교육받을 수 있는 기회를 제공한다. 또한 강사진과 학생들은 시장에 새로운 아이디어를 제공하여, 신제품이나 기술 개발을 촉진한다.

이외에도, Istanbul Technology of Engineering 프로그램 소개, 로크웰 오토메이션과 Fanuc이 함께 참여한 Robotics and Advanced Manufacturing Technology Education Collaborative이라는 교육 커리큘럼 및 활용 등에 대한 소개가 이어졌다.

-자동화 전망 포럼

전시장 전경

전략적이고 체계적인 계획 수립과 실천을 통해 성공적으로 구현된 커넥티드 엔터프라이즈, 지속적으로 확장 중

오하이오 주 트윈스버그 공장, 재고 120일에서 82일로 단축되고 연간 생산성 4~5% 향상

효과적인 의사결정을 지원하는 엔터프라이즈 내의 데이터 수집을 가능하게 하는 것을 목표로, 지난 십 여 년 동안 혁신을 거듭해온 로크웰은 수 년 전 엔터프라이즈 전반에 걸친 전략을 수립했다.

운영, 비즈니스 및 트랜잭션 데이터에 액세스할 수 있도록 운영, 자동화 제어 및 IT를 통합하는 커넥티드 엔터프라이즈는 사람과 프로세스를 연결하여 보다 나은 협업과 신속한 문제해결을 가능하게 하고, 조직과 공급망 내에서 혁신을 촉진하기 위해 만들어졌으며, 로크웰은 제조에 대한 새로운 접근방식을 구현했다. 이는 아시아, 북미, 유럽을 포함하는 9개 지역에서 구현되고 있는 표준화된 단일 글로벌 정보시스템을 포함하는 방식이다.

로크웰은 올해 2016년까지 제조시설의 95%에서 이 시스템이 사용되도록 확장할 예정이며, IT와 OT 전반에서, 또한 기업의 모든 공장 현장에서 정보를 통합함으로써, 자사의 엔터프라이즈, 공장 및 공급 네트워크의 성능과 비즈니스 민첩성을 최적화했다.

엔터프라이즈 전반에 걸친 솔루션

성공적으로 엔터프라이즈를 연결하는데 필수적인 표준화는 다양한 공정을 관리해야하는 기업이 반드시 고려해야 할 사항이다. 효율성과 경쟁력을 유지하려면, 품질 관리, 구매 및 제조 엔지니어링을 위한 일관성 있는 과정을 확보하고, 각 공장의 성과를 측정할 수 있도록 표준이 정립되어야 한다.

로크웰이 추구하는 커넥티드 엔터프라이즈는 전 세계적으로 연결된 하나의 시스템을 통해, 언제 어디서나 문제에 신속하게 대처할 수 있도록 해준다. 예를 들어, 중국에서 수요가 급증하는 경우, 싱가포르 공장에 대한 가시성을 보유하고 있는 미국 오하이오 시설은 이러한 생산 요구에 대처하고 문제를 해결할 수 있게 된다.

프로세스 솔루션 사용자 그룹을 위한 세션

로크웰은 십 여 년 전에 전 세계에서 사용되고 있는 다수의 시스템들을 보다 쉽게 관리할 수 있도록 전 세계적인 ERP 시스템을 구현하기로 결정했다. ERP 시스템은 새로운 공장들과 지역에 구현되어 있었고, 로크웰은 이미 구현된 시스템을 추가적으로 개선하고자 했다. 이를 위해 모든 공장과 공급망을 완전 구조 조정하는 것을 골자로 하는 5개년 계획을 수립했다.

이 계획은 각 공장과 그 공장에서 생산되는 제품들을 감안하는 것이었다. 공급망을 보다 철저하게 관리하기 위해 새로운 기술이 필요했고, 이러한 계획을 지원하는 새로운 공급업체들도 필요했다. 이 5개년 계획의 기술 요소를 향상시키고 문제를 해결하기 위해, 로크웰은 공장과 시설 전반에서 다양한 제조 관리 시스템(MES) 솔루션들을 업데이트하는데 집중했다. 이 솔루션들은 개별화되어 엔터프라이즈 전반에 통합이 거의 되어 있지 않았다.

속도, 품질 및 일관성 있는 운영을 통해 글로벌 제조 점유율을 향상하기 위해 로크웰은 문화적, 기술적 변화가 필요했다. 이는 바로 커넥티드 엔터프라이즈의 목표이기도 했다.

로크웰의 전략은 이러한 목표를 달성하기 위한 3가지 주요 요소 즉, IT와 OT가 융합된 통합 문화를 창조하기 위해, 공통 기술을 사용하는 프로세스를 개발할 필요가 있었다. 각 요소는 다른 요소와 상호 의존적이었고 성공에 필수적이었다. 경영진의 적극적인 지원을 기반으로, 로크웰은 통합 제어 및 정보(ICI), 산업 사물인터넷(IIoT), 전략 추진 계획을 활용하여 지속적인 변화를 장려하는 문화를 만드는데 전념할 수 있었다.

커넥티드 엔터프라이즈의 구현

2007년 로크웰 오토메이션은 멕시코 몬테리에 공장을 두 곳 신축했다. 이는 신축 및 기존 공장을 위한 벤치마크 역할을 하고, 로크웰에게 기업 전반에 구현된 새로운 ERP 시스템을 최대한 활용하는 방식으로 제조 프로세스를 설계할 수 있는 기회를 제공했다.

구현을 시작하기 전에 몬테리 팀은 공장 장비와 ERP간에 이루어지는 상호 작용의 모든 계층을 파악하기 위해 비즈니스 요구사항 분석을 수행했다. 두 시설에서만 인쇄 회로 보드 어셈블리, 모터, 드라이브, 전원공급장치, 라이트 커튼 등 거의 3,000종 에 달하는 제품들이 제조되었기 때문에, 각 계층 간의 연결은 성공에 직결되어 있었다.

공장이 새로 건립되었기 때문에 몬테리 팀은 MES를 새로 도입한 ERP와 동시에 구현할 수 있었다. 로크웰의 업무 수행 팀은 공장 현장과 엔터프라이즈 간의 통신을 통합해주는 포괄적인 MES 애플리케이션을 설정 및 확장했다. 애플리케이션은 3개월의 테스트 기간을 거쳐 2008년 8월에 구현됐다.

연결성 확장

새로운 MES를 몬테리의 두 공장에 구현한 후, 로크웰은 오하이오 주 트윈스버그에 있는 기존 공장에 이 새로운 솔루션을 도입했다. 연간 2,500 여 종에 달하는 다양하고도 복합적인 제품을 생산하는 이 공장은 공장 현장에서 운전자들이 정보에 기반한 의사 결정을 통해 효율성을 극대화할 수 있도록 보다 나은 정보가 필요했다.

로크웰은 몬테리 공장에서의 성공과 교훈을 활용했지만, 궁극적으로 이 트윈스버그 공장의 새로운 시스템 도입은 기존 공장에 시스템을 구현하기 위한 하나의 시범 프로그램이었다.

로크웰의 정보 솔루션팀은 새로 모든 것을 구축하는 대신 트윈스버그 공장의 엔지니어들과 협력하여, 기존 시스템에 마이그레이션할 수 있도록 몬테리 공장의 구현 계획과 프로세스를 강화했다.

이 새로운 시스템은 점점 관리와 유지가 어려워지고 있던 트윈스버그 공장의 자체적인 MES 시스템을 교체했다. 새로운 시스템은 사용자 친화적이고 간단하며 개별화가 가능하여, 정보 솔루션팀이 장비를 추가 또는 제거하고 전체적인 윤곽을 수정하며 솔루션이 해당 공장의 요구를 완전히 충족할 수 있도록 해주었다.

새로운 시스템을 트윈스버그 공장의 배치 상태에 맞게 수정하기위해서는 네트워크 토폴로지 접근방식을 변경해야 했다. EtherNet/IP는 공장 운전자가 기대한 이상으로 많은 정보를 공급해주었다. 때문에 네트워크 트래픽이 증가했고, 네트워크 분할을 개선해야 했다. 트윈스버그 팀은 참조 아키텍처 프레임워크를 사용하여 네트워크 구조와 계층에 대한 관리를 시작했다. 이는 실시간으로 네트워크 성능을 유지하고, 향후 네트워크 인프라에 최소한의 영향을 미치며 용량을 증가할 수 있도록 해주었다.

기존에는 효율성이 떨어지면서 나타나는 데이터 충돌로 인한 주기적인 지연을 운전자가 확인할 수는 있었지만 그 이유는 알 수 없었다. 이제 새로운 인프라와 시스템이 구축되어, 운전자는 그 이유가 무엇인지 찾으려 애쓸 필요가 없게 되었다. 새로운 MES 시스템은 운전자들과 엔지니어들이 제품, 실질적인 산출량, 주기 시간, 제조 공정 및 예측 간의 차이를 보다 잘 이해할 수 있도록 해준다. 이 시스템은 공정에 임하는 작업자들에게 교육을 제공하여, 각 라인에서 데이터를 수동으로 수집하는데 시간을 소비하는 대신 장비, 제품, 그리고 공정에 집중하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 해준다.

성과를 이끄는 커넥티드 엔터프라이즈

클라우드, 모빌리티, 빅 데이터 등의 기술은 로크웰의 생산 전략을 지속적으로 향상시키는데 사용된다. 계획을 실행한 지 5년이 지난 현재, 로크웰 오토메이션의 성공적인 구현은 지속적으로 확장돼 나가고 있다.

·공장 상황: 재고를 120일에서 82일로 단축하여 연간 자본 지출 30%를 절감했다.

·공급망/리드 시간: 공급망에서는 약 85%에서 96%로 정시 납품률이 증가하였으며 리드 시간 또한 50% 감소했다.

·고객 서비스 & 품질: 로크웰의 운전자와 엔지니어들뿐 만 아니라, 고객들도 MES 시스템의 혜택을 얻었다. 원하는 시간 서비스 가용율이 82%에서 98%로 향상됐고, 품질 개선을 통해 제품 백만 개당 불량 품수가 50% 감소했다.

·생산성: 보다 신속하고 유용한 정보로 효과적인 의사결정이 가능해져 연간 생산성이 4~5% 향상됐다.

생산량 목표가 무엇이고, 어떤 정보를 원하고 필요로 하는지를 아는 것이 중요

로크웰은 지금까지의 경험을 통해, 사전 계획이 보다 치밀할수록 구현이 더 효과적이라는 것을 파악했다. 즉, 운영, IT 및 엔지니어링 팀 모두가 시간을 들여 무엇을 성취하려고 하는지 이해하는 것이 중요하다. 생산량 목표가 무엇이고 어떤 정보를 원하고 필요로 하는지를 아는 것, 또 이러한 단계들이 모두 세부적으로 소통될 필요가 있다. 이러한 규모의 프로젝트를 수행하고자 하는 기업이 가장 먼저 해야 할 일은 프로젝트의 구체적인 사항을 계획하는 일이다. 로크웰은 이러한 전환을 보다 용이하게 해주는 모범사례들을 보유하고 있다. 이는 구현 중이나 그 이후에 발생하는 예측하지 못했던 문제를 감소시켜 준다.

다양한 역할을 이해하고 프로세스에 익숙해질 수 있도록 프로젝트에 최대한 많은 사람들을 연관시키는 것 또한 중요하다. 로크웰은 IT팀과 OT팀이 완벽하게 협력할 수 있도록 문화를 구축하고 이를 개선해 나가고 있다.

커넥티드 엔터프라이즈의 다음 단계는?

커넥티드 엔터프라이즈로의 여정에는 종착역이 존재하지 않는다. 즉 현재진행형의 기술이자 콘셉트로서, 시스템과 생산을 향상시키고, 품질을 최적화하기 위한 기회가 항상 존재할 뿐이다. 또한 목표 달성을 위해 보다 빠르고 일관성 있는 결정을 내릴 수 있도록 해주는 방법이 항상 존재한다. 그것이 “다음에는 무엇을 할까?”라고 끊임없이 묻는 업계와 사람들의 본성이기 때문이다.

[자료제공 : 로크웰 오토메이션 코리아]

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - ‘커넥티드 엔터프라이즈’ 실제 구현을 위한 구체적인 해답 제시한 『Automation Fair 2015』