무선화에 대한 반직관적 추론 (Counter intuitive)

무선화에 대한 반직관적 추론 (Counter intuitive)
Brian Tinham

 

생산 관리자가 고도의 장비 안정성 및 효용성을 이야기 할 때는 상당한 정당성을 바탕으로 한다. 일각에서는 이 주장이 시설/공장의 통신 무선화를 배제한다고 믿는 듯하지만, 본 글에서 Brian Tinham은 이는 대부분 근거 없는 우려라고 반박한다.

다년간 무선 계기와 제어 장비는, 자동화 시스템 확장 관련 비용 절감부터, 이전엔 실행 불가능했던 제품 품질 및 효용성 획득에 이르기까지, 유망한 산업으로 부상하였습니다. 과장에 능한 영업 사원들은 이에 더해 안전성 및 신뢰도 향상까지 시사해 왔습니다. 그렇다면, 본 기술을 도입한 공장이나 공정 시설의 수가 매우 제한되어 있는 이유가 무엇인지, 현 시점에서 궁금하지 않을 수 없겠습니다.
이는, 일반적으로 용인된 관습/관행과의 단절을 주저하는 경향에서 비롯되었다고 볼 수 있습니다. 실제로 소수만이 과감한 결단을 수용하였고, 이에 따라 체득한 관련 경험치마저 적어 진퇴양난의 딜레마에 빠지고 마는 것입니다. 또 다른 측면에서 이는, 물리적으로 연결된 시설과의 통신에 대비하여, 무선화의 견고함에 대한 확신 부족에서 야기됩니다. 모니터링 기능에만 국한하여 무선화를 고려한다는 조심스러운 입장도 이해가 안 되는 것은 아닙니다.
반면, 많은 시설에 있어 진정한 난제는 경영 지표의 개선에 있으며, 압박은 날로 가중되는 추세입니다. Honeywell Process Solutions의 무선 사업부 책임자 Diederik Mols는 다음과 같이 역설합니다. “대규모 비용 투자를 감내할 준비가 되어 있지 않을 경우, 고정된 유선 기술로는 한계점이 있습니다. 현재, 사무 공간에서는 실시간 데이터로의 즉각적 접근이 가능한 무선 솔루션 사용이 활성화 되어 있습니다. 산업 환경에서도 이를 적용할 필요가 시급합니다.”

 

치명적인 고장
Mols는 익명의 온쇼어(onshore) 시설의 예를 들어 설명을 뒷받침합니다. 당 시설에서는, 중요 원격 해수 냉각 펌프에 진동 모니터링 장치를 설치하였지만, 엄청난 배선 비용 때문에 시설 관리 시스템과는 연결하지 못했다고 합니다. “검침이 2주 간격으로 실행되기 때문에, 펌프 불균형이 너무 늦게 발견되었고, 결국 장비는 수리마저 불가한 상황에까지 이르고 말았습니다. 대체품이 도착하는 데 몇 달이 소요되었고, 가동 중지 시간의 지연으로 작업 능력의 20%를 손실하여 엄청난 재정적 손해가 발생되었습니다.”
요점은, 무선화는 실시간 데이터 수집에 있어 매우 상이한 비용효율적 분석법을 제공하기 때문에, 상기와 같은 치명적 재앙을 예방할 수 있다는 것입니다. Mols를 비롯한 많은 사람들은, 유선 설비와 비교하여(물리적 기반 구조 및 엔지니어링 작업뿐 아니라, 도면이나 문서 작성 등 기타 작업도 포함) 무선화가 50~70%까지 비용을 감소시키고, 시간은 더 많이 절감할 수 있어, 이전에는 실현이 어려웠던 시설 장치 설치가 가능하다고 주장합니다.
무선화의 적용이 위에 제시된 예와 같은 극단적 프로젝트로 한정되지는 않습니다. 무선 기능 센서, 공정 송수신기, PDA, 스마트폰 등으로 구현된 무선화는, 효용성 증대, 운영비용 가용성 전환, 진단 분석 정보에 이르는 다양한 성능을 수반합니다. Shell 사가 개발하고 Honeywell 에서 출시한 Field Advisor 소프트웨어는 무선화의 진보 사례들 중 하나입니다. 본 시스템을 25개 현장에 배치한  Shell은, 이를 통해 평균 50%, 일부의 경우 80%까지 시설 가동 정지 시간이 감소되었다고 추산하고 있습니다. 이는, Field Advisor가 시설 검침과 전반 동향 관측을 유지관리 인력 및 공정 최적화 기술자들에게 실시간으로 제공하고, 이들은 해당 정보와 연관된 조치를 즉각적으로 실행할 수 있게 되었기에 가능한 결과입니다.
무선화가 확연한 이점을 보유한 것이 제시된 시점에서, 이 기술의 신뢰도 역시 고려해 봐야 할 사안이라 할 수 있습니다. 이와 결부해, 에머슨 프로세스 매니지먼트는 두 가지 계층으로 나누어 논의합니다. 한 편으로는, 중간급 시설 및 공장에서 카메라로부터 데이터를 추출하여 추적 시스템에 공급하는 통신을 위해 사용되고, 주전력을 이용하는 IEEE 802.11(*미국전기전자학회 작업 그룹에서 개발한 무선 LAN 규격) WiFi 표준 네트워크(Cisco 개발)를 들 수 있습니다. 다른 한 편으로는, 기기 통신(대략 1초 정도 소요되는 여전히 상대적으로 느린 업데이트 속도로 인해 제어는 배제되고 대부분 모니터링 전용)을 위해 설계된, 저전력 수준 현장 네트워크 - ISA 100.11a(*국제자동화협회 산업 자동화용 무선통신 규격) 및 IEC 65291(*국제전기기술위원회 국제 표준 규격) 채택 WirelessHART(Highway Addressable Remote Transducer: *스마트 장치 간 디지털 정보 송수신 국제 규격 프로토콜) - 가 존재합니다.
후자는 2.4GHz에서 작동되는 자체 편성, 자체 회복, 주파수 도약 ‘메쉬(mesh)’ 네트워크입니다. 에머슨의 유럽 기기 사업부 책임자 Treve Tagg은 이의 안정성 신뢰도가 대단히 우수하다고 강조합니다. “화학 및 오프쇼어 석유/가스 부문의 1,500여 현장에서 현재 WirelessHART 네트워크를 운영 중이며, 이 중 75% 이상은 기술 입증을 넘어서 설치 장치 가동에 당 네트워크를 활용하고 있습니다.”
더 나아가, IMC Group 사 개발 제품과 같은 433MHz급의 사유 무선 솔루션도 등장했습니다. IMC Group의 영업 이사 Derek Richardson은 자사 솔루션이, 건물 및 장비 간 관통을 포함해 범위가 향상된 원거리 전송이 가능하다고 설명합니다. “당사 시스템은, 예를 들어 박물관이나 공공 건물과 같은 장소에서 주로 온도/습도 모니터링을 위해 사용됩니다. 하지만, 본 시스템은 강물 수위 모니터링에도 많이 사용되었습니다. 이는, 실시간 정보를 관문에 전송하고, GSM(*Global System for Mobile communications: 유럽식 디지털 이동통신 방식) 경고를 통제 센터에 보낼 수 있습니다.”
독일의 EnOcean에서는 무선 센서를 제공하고 있는데, 이는 동작/조명/온도 격차 등에서 발현되는 에너지를 활용한 자가 발전형 센서입니다. 센서의 선택 주파수대는 868MHz~315MHz이며, 초단파 1msec(1/1000 초) 결정 과정을 통한 집중 전송이 가능합니다.
논의된 바와 같이, 무선화는 다양한 범주에서 여러가지 상이한 접근법을 통해 제시되고 있으며, 이에 따라 대부분의 요구사항에 있어 적합성을 띈다고 간주할 수 있습니다. 이는 귀납적으로 추론한 반직관으로 보일 수도 있으나, 무선화를 통해 제품 품질 증진은 물론, 시설/공장 신뢰도까지 향상시킬 수 있다는 결론이 무리한 주장은 아니라고 볼 수 있습니다.

자료제공: 한국 에머슨 프로세스 매니지먼트

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 무선화에 대한 반직관적 추론 (Counter intuitive)