제조 운영 관리의 미래:MES와 IoT 플랫폼의 갈림길에서

산업 전반에 걸쳐 제품 혁신 주기의 가속화와 시장 요구의 증가하는 변동성은 제조 공장과 조직에 도전 과제입니다.

산업 전반에 걸쳐 제품 혁신 주기의 가속화와 시장 요구의 증가하는 변동성은 주로 효율성을 위해 설계된 제조 공장 및 조직에 도전 과제입니다. 보다 개인화된 제품에 대한 일반적인 추세를 추가하면 "인더스트리 4.0"(I4.0) 혁명의 핵심 동인이 유연성인 이유를 이해하게 됩니다. 말할 필요도 없이 생산성과 품질 요구 사항은 사라지지 않을 것입니다. 사실 오늘날의 성공에는 효율성과 유연성이 필요합니다. 초기 개념 증명에서 대규모 구현으로 이동함에 따라 제조업체는 MOM(제조 운영 관리)에 대한 새로운 접근 방식을 요구하게 되며, 이는 우리가 알고 있는 MES 에코시스템에 도전하고 있습니다.

MES의 미래                         

제품의 리뉴얼 가속화와 개인화의 증가를 위해서는 제품 라이프사이클 관리(PLM)와 제조 프로세스 간의 훨씬 더 긴밀한 통합이 필요합니다. 제품 정의 데이터의 원활한 흐름을 통해 신제품 또는 변형의 도입 속도를 높이고 제품 또는 서비스 혁신의 시장 출시 시간을 몇 주 또는 몇 개월 단축할 수 있습니다.

변동하는 시장 수요에 적응하려면 규정 준수 또는 고객 서비스 이유로 종단 간 추적을 보장하면서 거의 즉시 증가 및 감소하고 변경할 수 있는 유연한 공장이 필요합니다. 이러한 모든 이유로 ERP의 "실행 부서"로서 MES의 역할이 강화되었으며 대부분의 인더스트리 4.0 리더는 여전히 MES를 제조 운영의 중추로 간주합니다.

새로운 패러다임

잘 설계된 MES 코어 시스템의 중요성을 인식하면서 대부분의 제조업체는 유사한 문제에 직면해 있습니다. 대부분의 MES 구현은 IT/OT 격차가 여전히 넓고 많은 배선이 필요한 10여 년 전에 시작되었습니다. 결과적으로 중단 없는 운영을 보장하기 위해 기능을 추가하거나 발전시키는 작업은 여전히 ​​수년간의 릴리스/업그레이드 주기와 연결되어 있습니다. 둘째, 대부분의 MES 솔루션은 클라우드 또는 온프레미스에서 소프트웨어 솔루션을 유연하고 확장 가능하게 만드는 현재의 표준 패턴이 아직 초기 단계였을 때 설계되었습니다.

생산 경영진과 이야기할 때 그들은 제조 운영 관리에 대한 두 가지 주요 요구 사항을 강조합니다.

1. 더 복잡하고 빠르게 변화하는 운영을 통제하려면 시스템 경계 전반에 걸쳐 종단 간 가시성이 필요합니다. 올바른 결정을 내리기 위해서는 실시간 생산 데이터뿐만 아니라 PLM 또는 ERP에서 가져온 마스터 데이터의 컨텍스트도 필요합니다.
2. 증가하는 변화 속도에 대처하기 위해서는 안정적인 백본이 필요하지만 궁극적으로 핵심 시스템을 강화할 문제별 앱으로 이를 유연하게 확장할 수 있는 능력도 필요합니다.

그런 다음 MES는 기존 역할 외에도 유연하고 강력한 통합, 분석 및 앱 개발 기능을 제공해야 하며 이 모든 기능은 분명히 설계되지 않았습니다.

IoT의 역할

제품을 연결하고 이를 확장하는 서비스를 제공하기 위해 처음 개발된 GE Predix, Siemens Mindsphere 또는 PTC Thingworx와 같은 IoT 플랫폼은 이러한 기능을 일반적으로 클라우드에서 쉽게 액세스할 수 있는 통합 솔루션으로 패키징합니다. 그런 다음 많은 제조업체가 이를 선택하여 포인트 솔루션을 개발하고 IoT 및 빅 데이터 분석의 잠재력을 탐색하여 운영을 최적화했습니다.

소규모 신생 기업도 기회를 보았고 이러한 플랫폼을 사용하여 예측 유지 관리, 자산 성능 관리 및 생산 최적화 영역에서 패키지 솔루션을 제공했습니다. 마지막으로, 주요 클라우드 플레이어는 작업 현장 연결에서 기계 학습에 이르기까지 모든 기본 기능을 제공하는 IoT 전용 프레임워크를 제공하기 시작했습니다.

우리가 참여하는 대부분의 제조 고객은 같은 시점에 있습니다. 초기 개념 증명 파일럿은 자산 및 전체 생산 라인의 안정성, 수율 또는 전체 효율성에서 의미 있는 절감을 달성할 수 있음을 보여주었습니다. 또한 이러한 파일럿 프로젝트는 IoT 플랫폼의 유연성을 보여주므로 다양한 운영 문제에 대한 포인트 솔루션을 개발하는 시간을 크게 단축할 수 있습니다. 그러나 이러한 대부분의 상향식 파일럿은 종종 호환되지 않는 기술의 확산으로 이어졌고, 때로는 CIO가 급증하는 비용과 보안 문제를 막기 위해 개입하게 되었습니다.

우리가 많이 받는 질문은 기술 확산을 피하면서 로컬 프로세스 혁신을 방해하지 않으면서 이러한 실험을 넘어 확장하는 방법입니다.

기술뿐만 아니라     

파일럿 프로젝트는 또한 I4.0이 더 스마트한 자동화를 배포하는 것보다 훨씬 더 깊은 변환임을 확인했습니다. 데이터를 기반으로 즉석에서 운영을 최적화하는 것은 관리 문화의 근본적인 발전입니다. 운영에 대한 직관적인 이해에 가치가 있는 생산 관리자는 분석이 직관을 지원 및 향상하고 이를 점진적으로 자동화할 것이라는 사실을 받아들여야 합니다.

자동화를 위한 I3.0 드라이브가 로봇을 더 똑똑하고 더 자율적으로 만들기 위해 첨단 기술을 사용하여 용접기가 로봇 프로그래머로 진화해야 했던 것과 마찬가지로 I4.0은 생산 관리에서도 동일한 진화를 의미합니다. 공장을 운영하는 데 시간의 80%를 소비하는 것과 비교할 때, 그들의 역할은 시스템을 더 똑똑하고 궁극적으로 자율적으로 만들 수 있도록 시스템을 미세 조정해야 합니다.

이것이 사소한 변화라고 생각되면 다음 공장 방문에서 최근에 배포된 생산 대시보드가 ​​실제로 작업 현장의 현실을 반영하고 생산을 주도하는 데 사용되는지 확인하십시오. 그러나 드문 경우지만 감독자는 작업을 주도하고 일일 생산 회의를 실행하기 위해 자신의 XL 스프레드시트가 필요한 이유를 여전히 매우 설득력 있게 설명합니다.

더 깊이 파고들면 지속적인 문제를 더 잘 이해하기 위해 몇 가지 추가 센서와 간단한 분석에 대한 그의 최근 요청이 이행되는 데 6개월이 걸렸으며 그가 마침내 해결한 솔루션을 자동화하는 것은 비용과 시간 때문에 불가능하다는 것을 알게 될 것입니다. 기존 IT/OT 환경을 기반으로 합니다.

미래의 MES    

업계 전반에 걸쳐 CIO는 이제 MES와 IoT 플랫폼이 나란히 배치되고 향후 10년 동안 I4.0 전략을 지원할 수 있는 유연하고 확장 가능한 플랫폼으로 통합될 미래를 고려하고 있습니다.

회사의 초기 상태는 상당히 다르지만 일반적인 방향은 상당히 유사합니다. 첫째, 특정 개발의 MES를 정리하고 표준/규정 보고 요구 사항을 포함하여 ERP와 긴밀하게 통합된 운영의 절차적 측면에 중점을 둔 간소화된 핵심 시스템을 배포합니다. 표준 "no mods" 구현으로 돌아가면 비용이 제한되고 정기적인 업그레이드를 통해 공급업체의 혁신을 활용할 수 있습니다. 클라우드 표준을 기반으로 하는 더 많은 개방성을 향한 일반적인 방향은 MES 시스템도 현대 아키텍처에 더 쉽게 통합될 것입니다. 둘째, IoT 플랫폼을 활용하여 지속적인 발전과 훨씬 빠른 수명 주기가 필요한 성능 모니터링 및 최적화 애플리케이션을 개발합니다. 플랫폼은 정확한 문제를 이해, 해결 및 검증하는 데 사용되며, 검증된 솔루션은 다음 MES 릴리스의 요구 사항에 적용됩니다. 플랫폼에서 업그레이드 비용을 지불하기 시작하는 임시 솔루션을 구현할 수 있다면 분명히 문제가 되지 않습니다.

위에서 언급한 새로운 기술을 개발하기 위한 적절한 투자가 적절히 지원된다면 IoT 플랫폼의 배포는 I4.0 변환을 크게 가속화할 수 있습니다. 파일럿 및 롤아웃을 지원하기 위해 공장에서 공장으로 이동할 수 있는 미래 지향적인 프로세스 전문가와 데이터 과학자로 구성된 전담 데이터 팀의 생성은 대부분의 리더가 투자한 영역 중 하나입니다. 이러한 데이터 팀 중 일부에는 프로세스 엔지니어 및 생산 감독자와의 긴밀한 협력을 통해 영향력이 큰 문제를 해결하는 앱의 연속 릴리스를 변경할 수 있는 민첩한 개발 팀도 포함됩니다.

기성 MES 구현과 플랫폼 기반 맞춤형 분석 애플리케이션 간의 원활한 통합을 허용하는 아키텍처 패턴을 개발하는 것은 주요 고객과의 공동 혁신의 주요 축입니다. 좋은 소식은 이것이 우리가 CRM 패키지와 관련하여 비즈니스 프론트엔드에 성공적으로 배포한 동일한 패턴이라는 것입니다.

프로세스 엔지니어, 데이터 과학자 및 클라우드 설계자로 구성된 다분야 팀은 클라우드 기술의 힘을 활용하여 한 번에 앱 하나씩 자율 운영 상태에 도달할 수 있는 가능성을 모색하고 있습니다. 멀지 않은 미래에 제조 앱 스토어라는 개념이 현실이 될 것입니다.

Capgemini 디지털 제조 CTO인 Pascal Brosset 작성