공장 연결: IIoT가 쇼플로어 데이터 관리를 혁신하는 방법

IIoT가 이론에서 현실로 이동함에 따라 쇼플로어 데이터 관리의 중요성 증대

불과 얼마 전까지만 해도 산업용 사물인터넷(IIoT)은 이론적으로 들렸습니다. 스마트폰, 태블릿 등 기기로 공장 기계를 관리한다는 개념이 큰 주목을 받았습니다. 얼마나 빨리 확산될지가 관건이었습니다. 기술 발전과 비즈니스 수요로 답은 '매우 빠르게'였습니다.

"제조업에 40년 넘게 종사했습니다."라고 Zoller Inc.(미시간 앤아버)의 TMS 공구 관리 솔루션 매니저 그레그 빅글맨은 말했습니다. Zoller는 공구 프리세터와 측정기를 만듭니다. "시작할 때 플랜트 매니저는 노련한 전문가들이었습니다. 플랜트 매니저는 제조 현장의 전지전능한 신과 같았죠."

자동차, 항공우주, 에너지 등 산업 고객들은 "연간 비용 절감을 요구합니다."라고 그는 말했습니다. "[플로어] 정보를 알아야 하고, 정확해야 합니다. 과거처럼 플랜트 매니저가 모든 것을 머릿속에 넣고 돌아다니는 방식으로는 안 됩니다."

소규모 제조사들도 "이 흐름에 동참하고 싶어 합니다."라고 Predator Software Inc.(오리건 비버튼) 자동화 이사 마이크 로저스는 말했습니다.

"업계 4.0, IIoT, 모든 것이 연결될 것이라는 이야기만 듣습니다."라고 로저스는 말했습니다.

"업계 4.0의 이점(최대 효율, 고품질, 고수익)은 모든 것을 더 빠르고, 더 좋고, 더 저렴하게 만드는 데 귀결됩니다."라고 5ME LLC(미시간 워런) 수석부사장 피트 테코스는 말했습니다. "이제 표준이 개발·채택되고 기술이 진화하며 가시적 혜택이 달성되었습니다."

항공우주는 커넥티드 팩토리를 수용하는 산업의 예라고 Forcam Inc.(신시내티) 미주 CEO 모하메드 아부알리는 말했습니다.

"보잉 787 한 대 제작에 230만 개 부품, 공급망 5,500개 공장, 기체당 10년 리드타임이 소요됩니다."라고 그는 말했습니다. "공급망에 엄청난 압박과 거대한 백로그가 걸립니다. 기술과 디지털화는 대폭적 성과 개선을 위한 필수 전략입니다."

쇼플로어 데이터 관리 기업들은 고객들이 기술에 대해 숙제를 하고 있다고 말합니다.

"업계 4.0, IIoT, 데이터 기반 제조 경계가 상당히 흐려져 고객 눈에는 사실상 하나의 개념이 되었습니다."라고 Memex Inc.(캐나다 온타리오 벌링턴) 사장 겸 CEO 데이비드 맥페일은 말했습니다. 제조사들은 "좋은 정보의 종합편찬을 통해 더 교육된 잠재고객이 됩니다." Memex는 "지원 기술 채택으로 창출되는 가치에 집중할 수 있습니다."

기술 개선이 이러한 기술 채택을 가속화했습니다.

"컴퓨터 처리 속도 증가와 대량 데이터 분석 하드웨어가 누구나 접근 가능해졌습니다."라고 Cimco Americas(일리노이 스트림우드) CEO 겸 파트너 조디 로마노스키는 말했습니다. "또한 사람들이 삶의 많은 측면에서 대량 데이터 처리를 목격합니다. 이를 제조 공정에 확장하는 것은 합리적입니다.

"단순히 착용 기기로 활동 데이터와 지표를 얻을 수 있다면, 공작기계가 하루 종일 무엇을 했는지 정확히 아는 데이터도 얻을 수 있어야 합리적입니다."

여전히 쇼 데이터 관리 업체들이 고객을 설득해야 합니다. "업계 4.0이라는 용어는 '우리가 하는 일을 즉각 분류하는 방법'을 줍니다."라고 Wintriss Controls(매사추세츠 액턴) 제품 매니저 짐 피너티는 말했습니다. "소개는 쉬워졌지만, 매출 성약에는 도움이 되지 않은 것 같습니다."

다음은 기업들이 변화에 어떻게 적응하는지 살펴봅니다.

'하나의 악보'

Zoller는 고객이 가용 데이터를 선별할 수 있는 '원파트너 솔루션'으로 자신을 포지셔닝합니다.

관리자들은 "관련 없는 데이터 홍수 속에서 무엇이 관련 있는지 찾으려 사무실에 갇혀 파헤치게 되었습니다."라고 빅글맨은 말했습니다. "진정한 디지털 공구 관리는 전체 운영이 활용하는 단일 소스, 즉 하나의 데이터베이스로 효율적으로 작동합니다. 하나의 악보로 연주하는 제조 오케스트라."

"이제 정보를 어떤 형식으로 제공해 제조사가 실시간 데이터 기반으로 정보에 입각한 결정을 내리게 할지가 관건입니다."라고 그는 말했습니다.

Zoller는 전통적으로 프리세팅 장비와 측정기 제조사로 알려졌습니다. 이제 장비가 고객의 공구 재고 최소화와 다운타임 최소화 계획 수립을 돕는 '솔루션' 기업으로 자리매김합니다.

"제조 시스템의 모든 것을 Zoller 데이터베이스로 제어할 수 있습니다."라고 빅글맨은 말했습니다.

프리세팅 기계, 절삭공구 검사 장비, 소프트웨어, 벤딩 솔루션, 데이터 전송 도구 라인을 제공합니다.

Zoller는 2007~2008년 불황기에 감원하지 않았습니다. 대신 '솔루션' 전환을 계획했습니다.

독일 모기업은 창업 가문 2세 에버하르트 Zoller가 이끕니다. Zoller Inc.는 3세 알렉산더 Zoller가 감독합니다. "그의 비전은 고객보다 앞서가는 것입니다."라고 빅글맨은 말했습니다. "항상 솔루션 기반 접근에 집중합니다."

Zoller Inc.는 컴퓨터 프로그래머 등 인력을 채용 중이며, 앤아버에 더 큰 본사를 짓고 있습니다.

플랜트 관리자는 "운영 현장을 돌며 진정으로 관련 있는 정보를 이해하기 쉬운 형식으로 손끝에서 확인할 수 있습니다."라고 빅글맨은 말했습니다.

'회사 구조'

Predator 라인업에는 게이지와 고정구를 포함한 '모든 공구'를 모니터링하는 Tracker 소프트웨어가 있습니다. 다른 제품으로는 자동 데이터 수집용 Predator MDC, 로봇 셀 제조용 Predator RCM, 3D 기계 시뮬레이션용 Predator Virtual CNC가 있습니다.

Predator는 연간 유지보수 요금을 청구합니다. "유지보수 요금을 최신으로 유지하면" 소프트웨어 업데이트에 접근할 수 있습니다. "우리가 내놓는 모든 새 기능을 물려받습니다... 최신·최고를 얻을 것임을 압니다."

Predator는 소프트웨어를 대형·소형 제조사에 맞게 조정합니다. "회사 구조에 달려 있습니다."라고 로저스는 말했습니다. "100~200명이 기계를 수동 운영한다면, Predator가 하는 모든 것을 억지로 밀어넣으면 더 큰 혼란만 초래합니다. 귀사 쇼플로어에 맞는 방식을 배우겠습니다."

소프트웨어사는 고객의 기계 조작자 의견을 구합니다. "기계 교체 시기인지 알아야 합니다. 대부분 회사를 위해 일하고 수익을 내길 원합니다."

로저스에 따르면 Predator는 워크스테이션 상세 정보도 구합니다. "숨은 병목 지점을 파악하는 데 도움이 됩니다."

항공우주 관심

Forcam에서 많은 고객이 "내부 디지털 이니셔티브를 수립해 공장을 성장 대비 재배치하려 합니다."라고 아부알리는 말했습니다.

Forcam은 2016년 스마트 팩토리 스타터 키트를 출시했습니다. 아이디어는 "스마트 제조가 비싸고, 장기 프로세스이며, 데이터 접근이 제한되고 수익이 적을 필요가 없음을 증명하는 것"입니다. "선정 기계 3대에서 3개월 시범 기간 내 최소 10% 생산성 향상 달성을 입증했습니다."

올해 패키지 업데이트를 제공할 계획입니다.

작년 Forcam 아카데미를 도입해 고객에게 Forcam Force 소프트웨어 혜택 극대화 위한 정보와 교육을 제공합니다. Forcam 아카데미 교육 후 고객이 직접 소프트웨어 업데이트를 수행할 수 있게 되었습니다.

항공우주는 Forcam의 성장 분야입니다. 고객 GKN Aerospace가 "6개월 내 부품 사이클 타임 20% 이상 단축"했습니다.

Forcam은 대형·소형 고객 모두를 겨냥합니다.

"Forcam은 스마트 팩토리가 여러 점을 연결하는 것이라 믿습니다."라고 아부알리는 말했습니다. "방정식이 제대로 균형 잡히면 대형·소형 공장 모두 상당한 채택으로 이어질 것입니다."

아부알리에 따르면 Forcam 고객 Richards Industries는 직원 150명, 기계 30대입니다. "Forcam 선정 전까진 쇼플로어 데이터를 수동 수집했습니다." "Forcam으로 6개월 내 생산성 40% 이상 향상, 투자수익률 250% 달성했습니다."

'확장 가능한' 기술

5ME도 고객 규모와 조건에 맞춰 제품을 조정하는 기업 중 하나입니다.

"고객 운영을 최대한 많이 알수록 유익한 정보를 다이얼인하고 비즈니스를 혁신할 진정한 가치를 제공할 수 있습니다... 더 많은 피드백과 추가 기능·향상된 기능 요청을 받습니다."라고 5ME의 테코스는 말했습니다.

"이 기술은 확장 가능합니다."라고 테코스는 말했습니다. "매출 기여 큰 워크호스 기계 한 대 모니터링으로 시작해 합리적일 때 확장하면 됩니다... 업계 4.0 솔루션 구현 비용이 소규모 공장의 걸림돌이 되어선 안 됩니다."

5ME는 업계 4.0 시스템을 보완하는 Freedom 4.0을 출시했습니다. 브라우저가 있는 모든 기기에서 접근 가능하며, 제조기술협회의 MTConnect 표준도 지원합니다.

많은 5ME 고객이 Freedom 4.0 설치 접근권을 제공합니다. 5ME는 상호 합의된 시간에 원격으로 업데이트·업그레이드를 배포합니다.

"기계 건전성, 공정 건전성, 예지보전, 제조 환경 내 다양한 비즈니스 시스템과의 인터페이싱 프로젝트에도 관여합니다."라고 테코스는 말했습니다.

얼리 어답터

Memex에서 "우리는 더 이상 '어떻게 하는가'로 시작하지 않고, 개념과 기술 채택의 비즈니스 혜택과 결과로 시작합니다."라고 맥페일은 말했습니다. "'왜 이것을 해야 하는가' 접근법으로, 비즈니스 가치를 처음부터 확립합니다."

타깃 고객은 "여전히 얼리 어답터 단계지만, 이해하는 고객들은 수집된 데이터를 소비하고 표시하는 새로운 혁신적 방식을 급속히 요청합니다."

그 결과 "지속적 혁신으로 수요에 부응해야 합니다."라고 맥페일은 말했습니다. "지속적 혁신은 차별화로 이어지고, 차별화는 우리가 추구하는 것입니다."

Memex 제품 중 Merlin Tempus는 다운타임 감축과 생산 증대를 위한 지표와 분석 기능을 제공합니다. Tempus는 2016년 프로스트앤드설리번 글로벌 기계 모니터링 리더십 상을 수상했습니다.

"Tempus는 우리 미래의 IIoT 플랫폼으로, 3년 노력과 수백만 달러 투자의 결실입니다."라고 맥페일은 말했습니다.

'이제 주류'

"대형·소형 공장 모두 이 기술을 빠르게 채택하고 있으며, 모든 공장이 이런 기술 구현 압박을 받고 있다고 생각합니다."라고 Cimco의 로마노스키는 말했습니다. "이런 시스템이 이제 주류라고 봅니다."

로마노스키에 따르면 "MTConnect나 다른 데이터 수집 표준을 탑재한 기계를 더 많이 봅니다. 이 프로토콜은 수년간 사용 가능했지만, 이제 고객은 기계 출하 시 데이터 수집 프로토콜이 설치되어 있는지 확인해야 함을 압니다."

작년 Cimco V8을 출시했습니다.

"MDC-MAX V8 주요 특징은 데이터베이스 최적화, 인터페이스 업데이트, 더 효율적인 데이터 처리입니다."라고 로마노스키는 말했습니다. "대부분 고객은 MDC 시스템 기능을 계속 확장하며, 수집된 정보를 분석하는 추가 방식을 위해 우리 지원을 요청합니다."

구현

"우리는 다운타임·효율 추적 소프트웨어를 전문으로 합니다."라고 Wintriss의 피너티는 말했습니다. "우리가 일을 잘하면 스스로를 구식으로 만듭니다.

"다운타임이 최소로 줄고 효율이 최고로 오르면, 다운타임 추적 시스템 사용·유지 작업 자체가 측정 가능한 비효율 원인이 됩니다."

피너티는 소규모 공장이 업계 4.0 시스템 채택에 더 빠를 수 있다고도 말했습니다.

"소규모 공장이 이득이라 판단하면 구현이 더 빠릅니다."라고 그는 말했습니다. "대기업이 새 것에 투자하게 하는 것은 전함으로 유턴하는 것과 같습니다."