스마트 팩토리:인더스트리 4.0을 위한 제조 혁신

제조업은 지속적으로 발전해 왔습니다. 업계의 많은 변화는 점진적이었고 때로는 꺼려졌습니다.

오늘날 디지털 공장은 누구도 상상할 수 없었던 방식으로 제조를 혁신하고 있습니다. 이러한 혼란의 중심에는 작업 현장에서 IIoT를 현실화하는 고급 머신 데이터 플랫폼이 있습니다.

아래에서는 디지털 공장의 작동 방식, 제조 방식을 혁신하는 방법, 디지털 혁신을 시작하는 방법에 대해 논의하겠습니다.

디지털 팩토리란 무엇인가요?

디지털 공장(스마트 팩토리라고도 함)은 기술을 사용하여 자재, 사람, 기계의 데이터를 포함하여 운영 전반에 걸쳐 정보를 디지털 방식으로 자동 공유합니다. 디지털 제조는 시뮬레이션 기술, 연결된 장비 및 협업 도구로 구성된 통합 시스템에 의존합니다.

아날로그 공장을 스마트 공장으로 바꾸는 단일 기술은 없습니다. 그러나 디지털 공장에는 공통된 기술과 특성이 많이 있으며, 여러 기술을 혼합하는 제조업체가 '디지털 공장'으로 간주될 가능성이 가장 높습니다.

디지털 팩토리는 사람, 장비, 시스템의 데이터를 사용하여 지속적인 개선 이니셔티브를 식별하고 우선순위를 지정하는 디지털 혁신 전략의 결과입니다. 스마트 팩토리에서 찾을 수 있는 기술은 다음과 같습니다.

산업용 사물 인터넷(IIoT)

이는 서로 연결되어 통신하는 작은 센서와 기타 하드웨어로 구성됩니다. 자산 관리, 스마트 HVAC 및 조명을 통한 에너지 절감, 기계 데이터 수집 등에 사용될 수 있습니다.

빅데이터

IIoT 장치가 데이터를 수집하면 어딘가로 이동해야 합니다. 빅 데이터는 단순히 제조업체가 가져올 수 있는 이러한 대규모 정보 저장소뿐만 아니라 다른 도구 및 분석 소프트웨어와 함께 사용하기 위해 이 정보를 정렬하고 관리하는 방법을 의미합니다. 이 개념에 대해 더 자세히 알고 싶으십니까? "Industrial DataOps"에 대한 전체 기사를 읽어보세요.

예측 분석 및 기계 학습

기계 학습과 예측 분석은 스마트 팩토리에 매우 중요합니다. 데이터를 결합하여 인간이 가치를 도출하기에는 너무 복잡한 정보 세트에서 의사 결정 통찰력을 제공하는 기계 학습 모델을 촉진하는 데 사용할 수 있습니다. 수요를 예측하고, 기계에 대한 예측 및 처방적 유지 관리를 수행하고, 시장의 기회와 기회를 포착하는 등의 작업에 사용할 수 있습니다.

자동화

스마트 팩토리에서 연결된 기계는 인간이 루프에서 벗어나 자동화가 개입할 수 있는 기회를 제공합니다. 많은 경우 기계는 인간보다 작업을 더 빠르고 정확하게 처리할 수 있습니다. 산업 자동화는 인간이 기계의 정신보다 인간의 정신에 더 적합한 다른 복잡한 인지 작업에 집중할 수 있도록 해줍니다(적어도 현재로서는).

일부 디지털 공장은 소등 제조 기술을 사용하여 자동화를 한 단계 더 발전시켜 제조 공정에서 사람을 완전히 제거합니다. 이러한 유형의 스마트 팩토리는 사람의 개입 없이도 공장이 하루 24시간 내내 생산을 계속한다는 점을 이해하고 공장을 가동하고, 불을 끄고 나갈 수 있는 능력을 의미합니다.

클라우드 및 엣지 컴퓨팅 기술

클라우드 기술은 웹을 통해 액세스하고 다른 사람들과 공유하는 보안 장비를 사용하여 방대한 양의 데이터를 저장하고 분석할 수 있는 기능을 디지털 공장에 부여합니다. 클라우드 기술을 통해 제조업체는 일반적으로 사내에서 구매하고 유지 관리할 수 있는 것보다 더 빠르고 강력한 기계와 더 큰 저장 용량(더 큰 보호 기능 포함)을 제공합니다.

엣지 컴퓨팅은 스마트 공장 현장에서 들어오는 데이터를 가져와 가까운 곳에서 처리함으로써 클라우드에 업로드하고 정보를 분석하고 공장 현장에 재배포하는 데 걸리는 대기 시간을 없애줍니다. 엣지 컴퓨팅은 데이터를 사용하여 실시간 분석과 초고속 의사결정을 가능하게 하며 안전 메커니즘, 예측 유지 관리 및 마찬가지로 시간에 민감한 컴퓨팅 작업에 적합합니다.

디지털 공장에는 또 어떤 공통점이 있나요?

• 종이 없음:프로세스가 디지털화되므로 디지털 공장에서는 종이가 필요하지 않습니다. 모든 것은 클라우드나 로컬에 디지털 형식으로 저장됩니다.
• 연결된 스택:앞서 언급했듯이 기술을 보유하는 것이 아니라 통합 기술 시스템을 보유하는 것이 더 중요합니다. 여기에는 현장의 PLC 정보, ERP 데이터와 병합, MES 및 SCADA 데이터와 병합 등이 포함될 수 있습니다. 이러한 기계 간 정보 교환을 통해 제조 공정의 모든 수준에서 신속하고 데이터 중심의 기계 주도 의사결정이 가능해집니다.
• 실시간 지표:디지털 공장에서 기대되는 유형의 효율성으로 운영하려면 제조업체는 생산 목표 및 기타 회사 이니셔티브가 지속적으로 충족될 수 있도록 즉시 조정할 수 있는 실시간 지표에 액세스할 수 있어야 합니다.
• 빅 데이터 분석:엄청난 양의 데이터가 있어도 처리하고 분석하지 않으면 소용이 없습니다. 이러한 유형의 분석은 디지털 공장이 숫자를 기반으로 더 많은 정보에 입각한 결정을 내리고 추세, 기회, 문제 및 효율성을 높일 수 있는 영역을 파악하는 데 도움이 됩니다.

디지털 공장은 어떻게 작동하나요?

디지털 공장은 첨단 기술을 사용하여 제조 운영과 기업 내 모든 비즈니스 관행을 자동화합니다. 스마트 팩토리는 연결성을 사용하여 기계 자산으로부터 실시간 데이터를 수집하고 분석합니다.

이 데이터는 프로세스 개선 및 자동화, 새로운 유지 관리 전략 개발, 운영자 및 관리자에게 필요한 통찰력 제공을 위해 고급 클라우드 기반 머신 데이터 플랫폼과 함께 사용됩니다.

이 여정에는 레거시 시스템도 연결되어 있습니다. 이 프로세스에는 API 및 기타 도구를 사용하여 양방향 실시간 데이터 교환으로 레거시 소프트웨어를 연결하는 작업이 포함됩니다. 연결된 기계에서 생성된 데이터는 소프트웨어에서 사용할 수 있습니다.

장치는 모든 세대의 장비 및 OEM의 데이터가 포함되도록 아날로그 장비 및 기계를 개조하는 데 사용됩니다. 기계 자산, 엔터프라이즈 소프트웨어 및 기타 중요한 시스템의 이러한 포괄적인 연결은 회사 전체와 모든 프로세스가 단일 버전의 진실 하에서 운영되고 있음을 의미합니다.

AI 기반 분석 및 고급 기계 학습 알고리즘은 생산 프로세스와 공급망에 대한 완전한 가시성을 확보하고 생산 성능을 자동화하고 개선할 수 있는 기회를 제공합니다.

디지털 공장이 제조업을 어떻게 혁신하고 있는가

디지털 공장은 고급 분석을 엣지에 배치하여 물리적 자산을 디지털 리소스에 연결합니다. 이를 통해 수동 데이터 수집 및 분석으로는 불가능한 규모의 자동화 및 프로세스 개선이 가능해졌습니다.

디지털 공장은 또한 머신 데이터 플랫폼의 성능을 공급망 관리와 같은 다른 엔터프라이즈 소프트웨어로 확장하고 있습니다. 이 확장은 공급망 전반에 걸쳐 생산 프로세스에 대한 완전한 가시성이 달성되는 공급망 관리에 특히 유용합니다.

스마트 팩토리에서는 누구나 동일한 데이터에 접근할 수 있기 때문에 모든 비즈니스 관행은 최저 비용, 최고 품질, 폐기물 최소화로 제품을 제조하는 데 중점을 둡니다. 결과는 즉시 확인 가능하며 신규 제품과 기존 제품에 대한 고급 영업 및 마케팅 통찰력을 얻을 수 있습니다.

이러한 개선과 비용 절감으로 인해 다른 비즈니스 프로세스가 재검토됩니다. 예를 들어, IIoT 기술은 효율성, 생산성 및 장비 활용도를 크게 향상시키며, 많은 기업에서는 확보된 용량으로 인해 Capex 전략을 재평가하고 비용 모델을 수정할 수 있습니다.

디지털 팩토리의 이점은 무엇인가요?

가장 확실한 이점 중 하나는 효율성이 크게 향상된다는 것입니다. 느리거나, 편향되거나, 부정확한 비효율적인 인간 의사 결정 프로세스를 제거함으로써 스마트 팩토리는 더 적은 비용으로 더 많은 것을 생산할 수 있습니다.

디지털 제조는 많은 사람들이 더 매력적이고 성취감을 느끼는 더 많은 새로운 고임금 일자리에 대한 기회를 열어줍니다. 이러한 고임금 직업은 시설 개선을 위한 새로운 통찰력과 개념을 갖춘 젊고 새로운 인재를 현장으로 끌어들이기도 합니다.

스마트 팩토리는 혁신의 온상이기도 합니다. 실시간 분석을 통해 실현된 민첩성은 불필요한 리소스를 지출하지 않고도 실험하고, 창의적으로 행동하고, 시장 내 새로운 문제에 대한 해결책을 찾고, 아이디어를 대규모로 테스트할 수 있는 여지가 더 많다는 것을 의미합니다.

디지털 공장에서는 비용이 절감되고 배송 시간이 단축되는 동시에 품질과 일관성이 향상되므로 고객 만족도도 향상됩니다.

디지털 팩토리 구현 방법

디지털 혁신을 시작하고 디지털 공장 운영 모델을 구현하는 몇 가지 방법은 다음과 같습니다.

연결

첫 번째 단계는 기계 자산을 연결하는 것입니다. IIoT 기술을 사용하는 머신 데이터 플랫폼을 사용하면 기업은 디지털 및 레거시 아날로그 장비를 포함하여 다양한 OEM과 동일한 OEM의 다양한 세대에 걸쳐 머신을 연결할 수 있습니다.

현재 제조 평가

기업은 현재 위치와 디지털 공장 달성 계획 속도를 철저히 평가해야 합니다. 변경 사항이 점진적으로 이루어지나요, 아니면 "전체적으로" 변경되나요? "구매"는 어떻게 달성됩니까?

이러한 질문에 답해야 하며 현재 성과를 벤치마킹하여 회사가 현재 어디에 있는지, 원하는 방향으로 가는 방법을 이해해야 합니다.

적합한 솔루션 제공업체 선택

많은 기업이 임시 솔루션을 통해 스마트 팩토리를 향한 디지털 여정을 시작합니다. 하지만 이로 인해 일부 기기, 플랫폼, 엣지 기기 간에 상호 운용성 문제가 발생할 수 있습니다.

MachineMetrics와 같은 포괄적인 AI 기반 머신 데이터 플랫폼은 턴키 방식으로 진행할 수 있는 기회를 제공합니다. 여기에는 플랫폼 분석, 에지 장치, 전체 시스템에 걸친 강력한 고객 지원이 포함됩니다.

디지털 공장 문화 조성

디지털 공장 팀이 발전하고 실시간 기계 데이터의 영향이 분명해짐에 따라 디지털 문화를 조성하는 것이 더욱 관리하기 쉬워졌습니다. 디지털 문화에서 커뮤니케이션과 협업은 데이터 기반 통찰력을 기반으로 합니다. 프로세스 개선은 더욱 쉬워지며 데이터에 액세스할 수 있는 모든 직원이 이를 식별할 수 있습니다.

디지털 팩토리 구현의 과제와 해결책

다음은 디지털 공장 구현에 따른 몇 가지 과제와 이를 극복할 수 있는 방법입니다.

IT 기술

많은 중소기업에는 고급 IT 기술이 부족하여 구현 비용이 추가됩니다. 따라서 고객 서비스 실적이 있는 신뢰할 수 있는 솔루션 제공업체를 선택하세요. MachineMetrics와 같은 제공업체는 몇 분 만에 설치 및 실행할 수 있는 직관적인 설치 기능을 갖춘 시스템을 제공합니다.

계획 부족

스마트 팩토리로의 디지털 전환이 무엇을 의미하는지, 무엇을 원하는지 완전히 이해하지 못한 채 스마트 팩토리로의 디지털 전환을 시작하는 것은 쉽습니다. 해결책은 프로세스에 초기부터 심층적으로 참여하여 귀하의 현재 위치와 귀하의 조직에 가장 적합한 솔루션 제공업체가 무엇인지 파악하는 것입니다.

임원들은 비용을 두려워할 수 있습니다

많은 솔루션은 비용이 많이 듭니다. 그러나 적절한 계획과 선택을 통해 올바른 솔루션 제공업체는 ROI 기대치를 훨씬 뛰어넘는 시스템을 제공할 것입니다. 파일럿 프로그램을 통해 회의적인 경영진을 빠르게 설득할 수 있습니다.

디지털 팩토리 소프트웨어

MachineMetrics는 모든 구현 수준에서 디지털 공장 이니셔티브를 지원합니다. 1kHz(대부분의 산업용 센서에서 사용할 수 있는 1hZ보다 1000배 빠른)의 소스에서 기계 데이터를 직접 수집하는 고속 데이터 커넥터부터 수집한 정보가 원활하게 작동하고 즉시 결과를 얻을 수 있도록 보장하는 데이터 표준화 소프트웨어까지.

당사의 클라우드 및 엣지 컴퓨팅 기능은 클라우드에서의 심층 분석과 장기 저장은 물론 거의 즉각적인 실시간 분석을 모두 지원하여 엣지에서의 빠른 의사 결정을 촉진합니다.

사용자 정의 가능한 대시보드는 데이터에 대한 다양한 보기를 제공하며 누구나 필요할 때 이해하기 쉽고 색상으로 구분된 형식으로 필요한 정보에 액세스할 수 있습니다. 작업 현장 작업자를 위해 우리는 기계에서 직접 태블릿을 제공하므로 우리가 수집한 데이터에 인간의 맥락을 더할 수 있습니다. 이 모든 기능과 산업 수준의 보안을 통해 고객은 단 5일 만에 ROI를 확인할 수 있습니다.