복합소재 4.0: 디지털 어시스턴트와 엣지 컴퓨팅으로 차세대 스마트 팩토리 구현

복합소재 4.0 생산을 위한 플라테인 소프트웨어의 툴 추적 기능으로 제조업체는 툴 사용, 유지보수, 자본 지출을 최적화할 수 있습니다. 출처 | 플라테인.

벤-바사트는 이 툴들이 무엇을 해왔는지(부품, 공정, 품질)에 대한 지식을 바탕으로 플라테인 소프트웨어가 개별 상황을 분석할 수 있다고 말합니다. "예를 들어 두 개의 툴이 있다고 합시다: 하나는 9 사이클 후 유지보수가 필요하고 다른 하나는 10 사이클 후 필요합니다. 우리는 이 툴들이 어떻게, 왜 다른지 분석합니다. 너무 적은 유지보수는 품질 문제를 야기하지만, 너무 많은 유지보수는 처리량을 감소시킵니다. 또한 툴 구매는 수백만 달러에 달하는 심각한 투자입니다. 그래서 제조업체는 가능하면 새 툴 구매를 피하고 싶지만, 필요할 때는 이 툴들이 가장 효율적이길 원합니다."

또 다른 문제는 툴이 종종 분실된다는 것입니다. "예를 들어, 작업자가 분해 과정에서 툴을 두고 잊어버릴 수 있습니다."라고 벤-바사트는 말합니다. "하지만 이제 누군가가 그 툴을 찾아 생산 라인으로 돌려놔야 합니다. 그래서 그 사람의 시간만 잃는 게 아니라 그 툴의 레이업 생산성도 잃게 됩니다. 우리 소프트웨어로는 매니저가 툴 #10이 분해 구역에 3일간 방치되어 있다는 알림을 받게 됩니다. 매니저는 이에 대응하여 조치할 수 있습니다."

레이업 툴 이후, 플라테인은 열전대, 드릴, 드릴 비트, 소모품 추적으로도 확장했습니다. "이 모든 것이 복합소재 생산이라는 매우 크고 복잡한 그림의 측면들입니다. 소재, 툴, 장비 - 모든 것이 연결되어 있습니다. 우리의 비전은 가능한 많은 요소를 모니터링하여 생산 문제를 식별할 뿐만 아니라 솔루션을 제시하고 구현하는 것입니다."

 

지능형 디지털 어시스턴트

"우리는 소프트웨어를 생산 데이터를 지속적으로 분석하여 운영자와 매니저에게 실시간 알림과 스마트 권장사항을 제공하는 디지털 어시스턴트로 봅니다."라고 르노 스포트 레이싱(영국 엔스톤)의 생산 책임자 이안 피어스는 말합니다. 르노의 포뮬러 1 팀은 섀시와 기어박스에 복합소재를 광범위하게 사용하며, 2018년 복합소재 생산 시스템에 플라테인 소프트웨어를 도입했습니다. 플라테인 소프트웨어는 소재를 관리하여 생산 직원이 어떤 프리프레그 롤을 사용해야 하는지(아웃타임 추적 및 잔여분 사용 기반)와 그들이 필요한 프리프레그가 물리적으로 어디에 있는지(냉동 보관소인지 생산 현장인지)를 안내합니다.

 

피어슨이 위에서 논한 예측에는 현재 생산 상태에 대한 이해와 이전 이력이 필요하다고 벤-바사트는 설명합니다. "센서를 통해 소재, 기계, 부품에서 데이터를 수집하여 주어진 시간에 누가 무엇을 어떤 환경에서 하고 있는지 알 수 있습니다. 그런 다음 패턴을 식별하고 예를 들어 기계 #7의 병목 현상을 예측할 수 있습니다. 또는 이것이 올바르지 않아 보이고 기계 #7에 문제가 발생할 수 있다고 말할 수 있습니다."

벤-바사트는 시스템의 지능에 대해 논의합니다: "아마존에서 쇼핑할 때, 당신과 비슷한 다른 고객들이 무엇을 샀는지 알려줍니다. 어떻게 이걸 할까요? 아마존의 알고리즘은 당신의 클릭 이력과 기타 많은 파라미터를 수집합니다. 이 데이터가 이력 저장소를 만듭니다. 마찬가지로 우리는 소재, 기계, 툴, 부품의 모든 센서에서 대규모 이력 데이터 풀을 사용합니다. 하지만 이것들은 현재 무슨 일이 일어나고 있는지도 알려줍니다. 우리는 AI - 본질적으로 분석 알고리즘 - 를 사용하여 그 모든 데이터를 보고 패턴을 식별하고 문제를 예측합니다."

하지만 잠재적 문제를 식별하는 것만으로는 충분하지 않다고 벤-바사트는 말합니다. "우리 소프트웨어는 권장사항도 제시합니다. 이것이 다음 프론티어입니다: 백업, 과용량, 툴 유지보수를 예측하여 소재를 더 잘 할당하고, 생산을 늦추는 툴을 라인에서 빼거나, 반대로 툴의 유지보수 주기를 늘려 생산을 극대화할 수 있습니다. 우리가 영향을 주고 개선하고자 하는 수많은 결정들이 있습니다."

"소프트웨어는 주어진 부품의 일반적인 공정을 학습합니다."라고 벤-바사트는 계속합니다. "예: 냉동고, ATL, 오토클레이브, 가공, 최종 품질 보증(QA). 하지만 갑자기 누군가가 5단계에서 7단계로 갔거나, 부품이 단계적으로 후퇴했는데 이는 품질 문제를 암시합니다. 그래서 소프트웨어는 패턴을 식별하고 단계 누락 같은 이슈를 알림할 수 있습니다. 이러한 이슈들은 생산 지표에 영향을 미칩니다. 더 일찍 식별하거나 예측할수록 더 빨리 대처하여 생산을 원활하게 유지할 수 있습니다."

"데이터를 모니터링하여 결정을 내리는 대시보드들이 많이 있습니다 - 즉, 자동화가 거의 없고 AI도 없습니다."라고 벤-바사트는 말합니다. "우리 소프트웨어는 문제를 예측하고 이를 어떻게 해결할지 제안하기 때문에 독특합니다. 예를 들어, 소프트웨어는 기계 #8의 부품들이 62°C가 아닌 60°C에서 작동했고 월요일에 운영자가 정말 피곤했을 때 실패하는 경향이 있음을 파악합니다. 품질 이슈가 실제로는 많은 변수의 함수인 그런 사례들이 매우 많습니다. 우리 소프트웨어는 이러한 이슈를 식별하고 진단, 예후, 처방을 제시할 수 있습니다."

이 모든 센서의 데이터를 사용하여 플라테인 소프트웨어는 본질적으로 디지털 스레드의 상호 연결된 웹을 구축합니다. "특정 소재로 특정 직원들이 특정 공정, 장비, 툴, 특정 소모품, 특정 환경 조건 하에서 특정 부품을 만듭니다."라고 벤-바사트는 말합니다. "우리는 구글, 아마존 등 다양한 소프트웨어 도구와 자체 개발 도구들을 사용하여 이 모든 데이터를 실시간으로 분석하고 패턴, 트렌드, QA 이슈, 병목 현상, 개선 기회 등을 식별하는 토탈 솔루션을 제공합니다. 머신 러닝으로 시스템은 권장사항을 만듭니다. 이것이 핵심입니다 - 단순히 알림만 하는 게 아니라, 당신이 겪게 될 병목 현상을 가능한 한 일찍 고치는 것입니다."

 

플라테인 엣지

플라테인의 최신 소프트웨어인 플라테인 엣지는 엣지 컴퓨팅을 사용하여 지연 시간을 줄이고 생산 수준 시스템 성능을 개선함으로써 생산 병목 현상이 발생하기 전에 식별하고 해결하는 능력을 발전시킵니다. 엣지 컴퓨팅은 사물인터넷(IoT) 장치의 데이터가 긴 경로를 통해 클라우드로 갔다 오는 대신, 데이터가 생성되는 그 장치의 엣지에서 처리되도록 합니다. 클라우드 컴퓨팅 파워가 제거되는 게 아니라, 생산 라인으로 분산되는 것입니다. 데이터 생성, 처리, IoT 시스템으로의 피드백 간 거리를 줄여 지연 시간, 즉 레이턴시를 줄입니다. 레이턴시 최소화는 복합소재 4.0 생산 라인이 실시간으로 작동하는 데 필수적입니다.

 

에어버스, 구글 등과의 파트너십

"우리의 파트너십 네트워크는 우리의 전략에 필수적입니다. 아무도 혼자서는 이걸 할 수 없기 때문입니다."라고 벤-바사트는 말합니다. 2016년 플라테인은 복합소재 기술 센터(CTC, 독일 슈타데), 에어버스 자회사와 파트너십을 발표했습니다. "우리의 파트너십은 성격이 다릅니다. CTC와의 협력은 에어버스 전반으로 확장되고 있습니다."라고 그는 언급합니다. 한편, 플라테인과 셰필드 대학교 첨단 제조 연구 센터(AMRC, 영국 셰필드)의 파트너십은 항공우주뿐만 아니라 자동차 및 기타 산업에서도 영국과 유럽 제조업체의 혁신과 경쟁력 증진을 목표로 합니다.

"우리는 또한 모든 산업의 다양한 업계 리더들과 파트너십을 맺고 있습니다. 예를 들어 스틸케이스. 우리는 그들에게 복합소재를 돕고 다른 산업의 트렌드와 개발을 배워 복합소재에 활용할 수 있습니다. 복합소재 기술 기업들과의 파트너십을 통해, 에어본과 TE 와이어 앤 케이블의 스마트 열전대 같은 기업들과 협력하여 데이터를 어떻게 얻고 분석할지 더 배웁니다. 열전대를 라인에서 빼거나 교체할 적절한 시기는 언제일까요?"

2019년 스윈번 대학교가 플라테인, 필(오스트리아 리트 임 인크라이스), 퀵스텝(호주 뱅크스타운 공항), 아레나2036(독일 슈투트가르트)과 함께 호주 최초의 산업 4.0 복합소재 생산 테스트랩을 구축하기 위해 파트너십을 맺겠다고 발표했습니다. 이 프로그램은 호주 정부가 지원하며 유연하고 학습 가능한 고속 복합소재 제조를 목표로 합니다. "스윈번과의 협력은 중요하지만, 복합소재 고속 생산을 위한 글로벌 추진의 여러 지점 중 하나일 뿐입니다."

플라테인이 구글 글라스와 파트너십을 맺고 복합소재 소재, 툴, 공정 관리를 위한 디지털 어시스턴트 소프트웨어의 웨어러블 인터페이스를 제공합니다. 출처 | 플라테인.

 

구글 글라스를 통한 디지털 어시스턴트

플라테인의 구글과의 파트너십 대부분은 비공개이지만, 사용자 앞에 실제로 있는 한 부분이 있습니다. "구글 글라스는 운영자가 착용하는 사용자 인터페이스로 이어피스와 마이크가 있으며, 기본적으로 태블릿 컴퓨터나 전화기와 동등하지만 다른 형태입니다."라고 벤-바사트는 설명합니다. "구글의 자연어 처리 능력을 사용하지만, 훨씬 더 발전되어 어떤 언어든 이해하고 주변 소음을 극복할 수 있습니다. 운영자가 구글 글라스 마이크를 통해 어떤 언어로든 말하면, 구글이 질문을 번역하고 플라테인 소프트웨어용으로 공식화하여 답변합니다." 예를 들어:

기술자: "내 다음 작업은 뭐야?"
플라테인 via 구글 글라스: "다음 작업은 #102야."
기술자: "어떤 툴을 써?"
플라테인 via 구글 글라스: "조, 툴 #5를 써, 14A 선반에 있어."

 

"구글과의 파트너십은 우리의 제조 지식과 구글의 광범위한 전문성을 결합하여 복합소재 소재, 툴, 공정 관리를 위한 디지털 어시스턴트를 제공합니다."라고 벤-바사트는 말합니다. "우리 소프트웨어와 구글 글라스 플랫폼은 운영자나 기술자가 자신의 일을 수행하고 처리량을 개선하며 실수를 줄이고 학습 곡선 상승을 촉진할 수 있게 합니다."

 

소프트웨어 구현, 연결된 공급망, 사이버 보안

벤-바사트는 첫째로, 플라테인은 비즈니스 솔루션을 제공하기 위해 존재한다고 말합니다. "그래서 구현은 고객의 페인 포인트 파악으로 시작합니다: 무엇을 해결하고 달성하고 싶나요? 답은 종종 생산 속도/수율이나 품질/재작업입니다. 우리는 시설을 방문하여 공정 분석을 수행합니다." 후자는 관리자부터 현장 작업자까지 다양한 수준의 인원과 함께하는 일종의 실사로, 넓고 철저한 그림을 제공합니다.

"그런 다음 플라테인이 도울 수 있는지, 어떻게 도울지 파악한 후 단계적 접근을 따릅니다."라고 벤-바사트는 말합니다. "한 라인에서 시작하여 소프트웨어를 먼저 거기에 롤아웃하고 점진적으로 확장할 것을 권장합니다. 이는 변화 관리와 사용자 수용을 위한 시간도 줍니다. 한편, 더 많은 교육이 필요한 곳 등에 대한 피드백을 받습니다."

OEM들의 연결된 공급망 드라이브에 대해서는 어떻게 생각하나요? "이것은 확실히 복합소재 4.0 구현에 추가적인 도전을 만듭니다."라고 벤-바사트는 답합니다. "OEM은 모든 공급업체를 연결하길 원한다고 말할 것입니다. 이는 통제를 강화하고 비용을 낮추는 데 도움이 되기 때문입니다. 하지만 체인 전체가 데이터 보안을 어떻게 관리하나요? 글로벌 표준은 없습니다. 현재로선 OEM이 준수해야 할 사항 목록을 주고 준수를 입증하면 받아들여집니다. 그래서 플라테인은 이 부분에 많은 시간을 들였습니다. '우리가 OEM 요구사항 준수를 보여줄 수 없으면 우리 소프트웨어를 팔 수 없기 때문입니다.'"라고 벤-바사트는 말합니다.

"우리는 현지 전문성과 지식을 활용합니다."라고 그는 덧붙입니다. 이스라엘은 사이버 보안 분야의 세계적 리더입니다. "우리는 이스라엘에 훌륭한 도구들(예: 침투 테스트 소프트웨어)을 가지고 있어 우리가 가진 약점을 발견할 수 있습니다. 플라테인은 이 분야에 막대한 투자를 하고 있습니다. 우리가 반드시 그래야 하기 때문입니다."

 

적층 제조와 재활용?

"우리는 일반적으로 적층 제조(A.M.) 산업이 시제품 제작에서 양산으로 전환하는 것을 보고 있습니다."라고 벤-바사트는 말합니다. 제조업체는 들어오는 소재의 혈통과 금속 및 복합소재 분말 및/또는 열가소성 스크랩이 재활용된 횟수를 추적해야 합니다. "이 사이클링은 수백 대의 기계에서 진행될 수 있고, 특히 항공우주 부품의 경우 추적성이 유지되어야 합니다. 매우 복잡하고 큰 도전입니다."라고 그는 말합니다. "하지만 공정과 부품의 반복성 문제도 있습니다. 예를 들어, 한 부품은 5번 블렌딩과 10번 재활용을 거쳤고, 다른 기계와 부품은 6번 블렌딩과 9번 재활용을 거쳤습니다. 이 두 부품이 같은가요? 그래서 이것은 소재 데이터뿐만 아니라 기계에서 나오는 방대한 양의 데이터도 QA 및 생산 환경과 연계되어야 합니다. 우리는 플라테인이 생산 및 부품 성능 예측을 더 잘하고 AM과 재활용 모두에서 지원 역할을 할 수 있다고 믿습니다. 우리는 소프트웨어 인프라뿐만 아니라 지식 기반도 가지고 있습니다. 우리가 고객들이 복합소재에서 특히 AM과 재활용 활용 능력을 높이는 데 도울 수 있다면, 이는 전체 산업의 유연성, 생산성, 지속가능성에 좋은 일입니다."

 

 

복합소재 4.0은 어디로 향하는가?

"이것은 긍정적인 의미에서 강렬한 시기입니다."라고 벤-바사트는 말합니다. "산업 역학이 생산 솔루션에 대한 니즈를 만들고 있습니다. 우리는 제조 현장에서 입지를 확대하고 각 제조업체의 복합소재 생산 최적화에 집중하고 있습니다." 그는 많은 회사들이 무엇을 어떻게 해야 할지 모른다는 데 동의합니다. "일부 회사들에게 산업 4.0이 처리량, 용량 등에 얼마나 판도를 바꾸는지 이해하는 게 어렵다고 생각합니다. 비즈니스 임팩트가 너무 커서 정말로 어느 기업이 앞서 나갈지, 어느 기업이 경쟁할 수 없을지 결정할 것입니다."

"자동화는 앞으로 나아가고 있습니다."라고 그는 덧붙입니다. "그건 멈추지 않을 겁니다. 소프트웨어가 사람을 거의 대체하지 않고 대신 팀을 더 낫게 만든다는 걸 보았습니다." 즉, 운영자, 기술자, 경영진이 새로운 문제와 새로운 개발을 다루도록 자유롭게 해줍니다 - 고객이 다음에 무엇을 필요로 할지 예측하고 복합소재의 경쟁력과 지속가능성의 계산을 극적으로 바꿀 솔루션을 추구하도록 합니다. "네, 우리는 철학을 추구하지만, 무엇보다 매우 실질적인 비즈니스 가치 제안을 추구합니다."