항공우주·방산 제조업의 인더스트리 4.0 과제 극복하기

제조의 미래는 숍 플로어 내 사이버-물리 시스템 개발 능력에 달려 있습니다. 이는 산업 자동화, 상호운용성, 기타 최적화 애플리케이션을 구동합니다. 이 전망에서 데이터는 금이 됩니다. 데이터의 수집, 처리, 전송이 모든 인더스트리 4.0 비즈니스 모델을 주도하기 때문입니다. 항공우주·방산 산업 장비 제조업체는 인더스트리 4.0과 디지털 전환 기술로 생산성 향상과 새 수익 창출 모델을 만들려 하지만, 모든 건 공장 바닥 데이터 수집에서 시작됩니다.

인더스트리 4.0은 현재 항공우주·방산 OEM에 영향을 주는 많은 과제(재고 공급 어려움, 혁신 유지 필요성, 에너지 효율 장비 개발 등)를 해결할 것으로 예측됩니다. 이 혜택을 얻으려면 OEM은 운영과 숍 플로어 상호연관 공정의 이야기를 들려주는 데이터 수집 프레임워크와 전략을 배포해야 합니다. 하지만 이건 여전히 기존 프로세스에 대한 매우 최근의 변화입니다. 약 10년 전 산업용 사물인터넷(IIoT)이 등장하기 전까진 숍 플로어 구석구석과 제조 공정에서 데이터를 수집하는 건 거의 불가능했습니다.

항공우주·방산 OEM 시설 데이터 추출 과제 해결

IIoT 솔루션과 엣지 컴퓨팅의 발전으로 숍 플로어 깊은 곳과 트랜잭션 공정에서 데이터를 활용할 수 있게 되었습니다. IIoT 솔루션은 항공우주·방산 장비 제조 공정에서 수집된 모든 데이터 조각을 집계·분석하는 능력도 가능케 했습니다. 센서, RFID(무선 주파수 식별), 스마트 기기 같은 IoT 하드웨어로 다양한 형태의 데이터 수집이 현실이 되었습니다. 이는 예지 정비와 데이터 기반 생산 최적화 같은 인더스트리 4.0 비즈니스 모델 구현을 가능케 합니다. 앞서 언급한 IIoT 하드웨어는 레거시 장비에 연결될 수 있어, 무선이나 디지털 I/O 기능 없는 자산에서 데이터 추출 딜레마를 해결합니다.

데이터 추출 한계는 현대 장비에도 존재한다는 점을 유의해야 합니다. 최신 기계는 무선 네트워크나 유선 케이블로 데이터를 전송할 수 있지만, 수집된 데이터는 일반적으로 처리량, 기계 가동률, 작업 시간에 국한됩니다. 장비 진동과 운전 온도 같은 데이터는 보통 (잘못되게) 간과됩니다. 이 데이터 세트는 예지 정비 일정 개발과 장비 성능 모니터링에 중요한 역할을 하므로 간과해선 안 됩니다.

IIoT 하드웨어는 현대 장비의 데이터 수집 노력을 보완하는 도구를 OEM에 제공합니다. 진동 센서로 사용 중 장비 진동 주파수를 측정할 수 있습니다. 수집된 데이터는 진동이 공구 헤드와 장비 내 다른 움직이는 부품에 미치는 영향을 판단하는 데 쓰일 수 있습니다.

IIoT 플랫폼으로 대규모 인더스트리 4.0 구현 과제 해결

엣지 컴퓨팅은 인더스트리 4.0의 특징인 준실시간 자동화에 필요한 분산화를 제공하는데, 이는 항공우주·방산 부문에 적용할 때 반가운 소식입니다. 엣지를 사용한 데이터 처리 능력은 모든 인더스트리 4.0 구현의 기초지만, 시설 전체 운영에는 평균적 엣지 디바이스가 제공할 수 있는 것보다 더 많은 컴퓨팅 리소스가 필요합니다.

여기에 IIoT 플랫폼이 등장합니다.

IIoT 플랫폼은 공장 전체 인더스트리 4.0 구현에 필요한 확장 가능한 컴퓨팅 리소스를 제공합니다. 예를 들어 마스터 생산 계획 내 모든 공정이 최적화되도록 데이터 기반 생산 최적화 전략을 구현해야 하는 시나리오를 들어보죠. 이 시나리오에선 재고 데이터, 자재 이송 데이터, 기계 가동률 데이터, 스케줄링 데이터가 분석되어 최적화된 마스터 생산 계획을 개발해야 합니다.

엣지 컴퓨팅은 생산 계획 내 상호연관된 공정을 분석하고 최적화하는 데 필요한 리소스를 제공할 수 없습니다. 따라서 IoT 플랫폼의 역량이 필요합니다. 모든 IoT 플랫폼이 항공우주·방산 OEM 부문의 과제를 감당할 수 있는 건 아닙니다. 항공우주·방산 OEM 시설 내 인더스트리 4.0 모델 최적화를 위한 지원 분석 도구, 보안, 확장성을 제공하는 업계 특화 IIoT 플랫폼이 성공적 구현을 위해 필요합니다.