인더스트리 4.0: 스마트 팩토리 인력에 필요한 핵심 기술

IT와 OT 세계가 그 어느 때보다 긴밀히 정렬돼야 할 때 무슨 일이 벌어질까요? 방정식 양쪽의 제조업체들과 '스마트 팩토리' 근로자에 필요한 기술과 지금까지 광범위한 채택을 제한한 문화적 장벽에 대해 이야기합니다.

업계 마케터들은 스마트 팩토리 또는 스마트 제조를 정보 기술(IT)과 운영 기술(OT) 간의 '융합(convergence)'이라 부릅니다. 분석가와 컨설턴트들은 제조업의 미래를 예측하고, 그것은 철저히 디지털입니다.

"향후 3~5년 내 인력의 40%가 은퇴하거나 은퇴 연령에 도달하는데, 이는 엄청난 일입니다." 인텔 사물인터넷 그룹 산업 혁신 선임 디렉터 아이린 페트릭 박사가 Better MRO 인터뷰에서 말합니다. "자동화는 필수가 될 것입니다."

대부분 기업은 오늘 새 기술에 투자하지만, 아직 최적화된 공급망이 공장 바닥과 온타임 딜리버리와 완전히 통합된 인더스트리 4.0의 약속에는 근접하지 못했다고, 클린 에너지 스마트 제조 혁신 연구소(CESMII) 아웃리치 어드바이저 마이크 요스트가 Better MRO 인터뷰에서 말합니다.

"현실은 많은 기업이 이미 충분히 '스마트'한 일을 하고 있고 해왔습니다." 요스트가 말합니다. "우리가 쓰는 언어가 업계에서 얼마나 파편화돼 있는지 미치게 만듭니다… 이 용어들을 정의하고 최종 목적지라 생각하는 건 위험합니다… 우리는 이제 모든 차원에서 진화 중이지만, 아무도 모든 걸 하진 않습니다."

왜냐하면 정말 복잡하기 때문입니다.

"결론: 제조업체의 디지털 전환 신중함은 내부 전략적 정렬 부족과 단기 집중 때문이 아닙니다. 제조 세계는 복잡합니다." MAPI(제조업 생산성 혁신 연합) 회장 겸 CEO 스티븐 골드가 2018년 기사 "제조업체들이 인더스트리 4.0에서 뒤처진 이유—정당한 이유로"에서 말합니다.

더 정교하고 정확한 예지보전이 일어나고 있습니까? 예. 자율주행 차량(AGV)과 인공지능 같은 자동화 시스템이 머신 셀과 창고 바닥으로 들어오고 있습니다.

기계 소프트웨어가 더 똑똑해지고 있습니다. 마작(Mazak)은 수평 머시닝 센터용 스핀들 건강 모니터링 시스템 옵션을 이제 갖췄습니다. 마키노(Makino)는 스타트업 iT SpeeX가 개발한 기계 조작용 음성 명령 기술을 시연했습니다.

"이 퍼즐에는 수많은 조각이 있고, 기술 조각이 가장 풀기 어려운 건 아닐 겁니다." 골드가 말합니다. "제조 기업들이 크게 다를 수 있지만… 모두 점점 복잡해지는 공급망, 교체 전 수십 년간 생산 자산 사용, 생산 가동중단을 어떤 대가를 치르더라도 피해야 하는 매우 현실적 필요 같은 특성을 공유합니다."

제조 비즈니스 리더들은 25년 이상 '적절한 시기에 적절한 데이터'에 대해 들어왔지만, 요스트가 말합니다.

오늘 뭐가 다릅니까? 제조업체가 경쟁력과 효율 목표에 도달하도록 도울 디지털 소프트웨어와 지능 도구, 프로브, 스마트 센서가 그 어느 때보다 툴킷에 많습니다. 새 소재가 도착했고, 3D 프린팅이나 '적층' 기술로 제조하는 새 방식도 생겼습니다.

이에 운영·가공 기술 전문성과 디지털·데이터 기술을 결합한 새로운 하이브리드 기술이 필요합니다.

스마트 제조에 필요한 기술은 무엇입니까?

"데이터를 이해하고, 분석하고, 통계적 사고로 접근할 수 있어야 합니다." 페트릭이 말합니다. "데이터가 행동을 이끌어야 유용합니다."

페트릭은 인텔에서 OT와 IT 격차 연구를 주도하며, 인텔을 제조업체이자 기술 기업으로 연구할 수 있습니다. 작년 회사는 "인더스트리 4.0은 근로자와 제조 운영의 공진화를 요구한다"는 연구를 발표했는데, 145명 참가자를 조사했습니다.

"하지만 대시보드에서 보는 데이터의 참모습을 신뢰할 줄도 알아야 합니다… 불신이 우리 연구의 주요 시사점입니다." 그녀가 말합니다.

페트릭은 데이터 사이언티스트 기술이 수요가 높겠지만 구하기 어렵다고 믿습니다. 이미 오늘 그렇습니다. 추가 기술로는: 기술적 로보틱스·자동화 전문성, 가상화, 고급 프로그래밍, 고급 비전(카메라), 협동 로보틱스 시뮬레이션, 증강현실 애플리케이션 등이 있습니다.

'데이터 이해'를 더 맥락에 맞춰 봅시다: 대량의 스마트 신호를 모니터링할 때, 이상치를 어떻게 분리합니까?

의심할 여지 없이 인더스트리 4.0의 스마트 팩토리는 데이터에 크게 의존할 것입니다. 근로자는 이상치를 찾고, 모니터링할 '올바른' 데이터가 무엇인지 정의하고, 대체 생산 경로와 비상 계획을 트리거하는 적절한 페일오버를 만드는 기술이 필요합니다.

"근로자는 비판적 문제 해결 기술을 갖고, 문제를 풀기 전에 식별할 수 있어야 합니다." 요스트가 말합니다.

기계 수준에서 일이 어디로 향하는지 보려면 "전문가에게 묻다: 조지아텍 교수의 가공 미래"를 읽으십시오.

이것은 기술 격차 주어 쉬운 일이 아닙니다. 이는 오늘 현장 숙련 근로자에게 이런 기술이 없다는 뜻이 아닙니다. 새 인재가 이전 기술과 기법을 이해하지 못한다는 뜻도 아닙니다.

하지만 가장 많은 OT 경험을 가진 이들이 더 이상 일하지 않을 때 무슨 일이 벌어질까요?

"미래 제조 환경에 들어올 근로자는 데이터로 투명성을 주도하는 것에 익숙하고 기대하는 디지털 네이티브입니다. 하지만 이 디지털 네이티브들은 생산 경험이 부족합니다." 페트릭이 IndustryWeek 기사에서 씁니다. "현재 인력은 생산 경험은 있지만 데이터 지식이 부족합니다. 우리는 이 두 집단과 그들의 믿음 체계를 연결해 미래 지능형 공장을 구현할 교육 프로그램이 필요합니다."

기타 필요한 스마트 제조 기술: 협업

인텔 연구에 기반해 페트릭은 IT와 OT 간 문화적 과제가 제조업체가 직면한 최대 장애물임을 발견했습니다.

"양쪽에 깊이 뿌리박힌 철학이 있고, 그것들을 결합하기 어렵습니다." 그녀가 말합니다. "기업은 이 전환에 모든 이해관계자를 참여시켜야 하고, 양측 전문가들이 테이블에 앉아야 합니다."

이는 피어 그룹 간 협업, 파트너십, 멘토링—그리고 끊임없는 소통과 조정을 의미합니다. 프로세스 엔지니어는 IT 팀과 나란히 일해야 합니다.

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"프로세스 효율만 생각하면 시스템 보안에 집중하지 않게 됩니다." 페트릭이 말합니다. 따라서 IT에 테이블 자리를 주십시오.

시스템 기획과 통합 지식도 조금 더 필요합니다. 페트릭이 업계에서 높게 평가받는 시스템 통합업체 같은 외부 전문가 고용이 필요할 수 있습니다. 그들은 기술과 벤더 중립적이기 때문입니다.

"오늘날 기술은 종종 업데이트 유지 계획 없이 채택됩니다. 여러 공장이 새 기계와 낡은 컴퓨터 인터페이스, 새 데이터 스트림과 낡은 서버로 끝나게 됩니다…" 인텔 공진화 연구에서 말합니다.

기타 소프트 스킬로는 소통, 평생 학습과 교육에 대한 헌신이 있습니다. 그러나 많은 제조업체가 교육에서 곡선 뒤에 있는 것으로 보입니다.

"스마트 제조 툴과 공정의 프로그래밍, 셋업, 운영, 유지보수에서 근로자에게 추가로 필요한 교육이 무엇인지 봐야 합니다." Tooling U-SME 부사장 지나 쿤츠가 기술 격차 기사에서 말합니다. "안타깝게도 제조업은 직원당 교육 투자에서 평균 이하였습니다."

오늘 스마트 제조에서 효과적인 것은 무엇입니까?

주로 예지보전 작업이 스마트 기술로 도움을 받습니다—플랜트 유연성을 돕습니다. 모든 기계 상태와 고장 시기를 알면 '가동중단 시간을 극적으로 줄일 수 있습니다.' 페트릭이 말합니다.

간단히 말해, 이용 가능한 정보 깊이에서 더 많은 처리량을 실현할 수 있습니다.

'조정할 수 있는 것을 더 잘 알면, 비용 절감과 효율 기회가 곱해집니다.' 페트릭이 말합니다.

하지만 반드시 모든 부문에서 일어나는 건 아닙니다. 자동차와 식음료 부문이 눈에 띄는 상승세를 보이고 '더 스마트해지고' 있다고 페트릭은 말합니다.

자동차는 소비자의 대량 맞춤화와 글로벌 역학, 자율주행차 압력을 다룹니다.

식품 산업은 실패하는 신제품이 많아, 빨리 실패하고 조정하려 합니다. 신선한 재료에 대한 소비자 압력도 있어 더 타이트한 제조 통제를 원하고, 공정에서 시간을 빼는 유연성을 더 원합니다. 공정과 기술에 스마트하게 대처하는 것이 돕고 있습니다.

디지털 기술이 귀사 작업장에서 실제로 영향을 미치고 있습니까? 포럼에서 이야기해 보십시오. [등록 필요]