계장기술(PROCON)

기획특집 IIoT 디바이스 선정 가이드

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작성자 최고관리자 댓글 0건 조회 460회 작성일 23-05-12 17:27

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IIoT(Industrial IoT)란

IIoT(산업용 IoT)란 제조·운송·물류 등 산업 분야를 대상으로 한 IoT를 일컫는다. ‘사물인터넷’이라고 불리는 IoT는 1999년에 미국에서 제창된 개념으로, 컴퓨터뿐만 아니라 다양한 사물을 네트워크로 연결하여 데이터 수집·분석·개선 및 원격 조작으로 업무 효율화를 실현할 수 있다.
IIoT도 마찬가지로 제품 및 기계, 산업용 로봇, 이외의 생산설비 및 센서 등을 네트워크로 연결하여 새로운 부가가치를 창출하는 것을 목적으로 한다. 산업 분야에 특화된 IIoT와 기존 IoT의 기본적인 개념은 동일하지만, IIoT로서 산업 분야에 특화하기 위해서는 다음 조건이 필요하다.
•상시 가동 •안정성과 신뢰성 •고속/고정밀 제어
•통신/서비스 품질을 유지하기 위한 네트워크

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FA-IT 통합 솔루션 ‘e-F@ctory’

IIoT화의 실현을 위해 당사는 FA-IT 통합 솔루션인 e-F@ctory를 제공한다. e-F@ctory는 제조 현장의 IIoT화를 통해 지속적인 개선 활동을 도모하고, 비용 절감과 기업 가치를 향상시킨다는 모토를 가지고 2003년부터 제창해 온 콘셉트이다. e-F@ctory는 ‘생산성’, ‘품질’, ‘안정성’, ‘보안’의 향상과 ‘에너지 절약’을 통한 제조 현장 전체의 효율화를 목표로 한다.

그림 2는 e-F@ctory 아키텍처로 제조 현장을 생산 현장, 엣지 컴퓨팅, IT 시스템의 3계층으로 구분하여 IIoT화의 실현 방안을 제시하고 있다. 먼저 생산 현장에서는 생산 실행과 동시에 센서를 통해 생산 및 설비 데이터를 실시간으로 수집한다. 그리고 엣지 컴퓨팅에서는 생산 현장에서 수집한 데이터를 감시·분석·진단하여 생산 현장에 실시간 피드백을 수행한다. 예를 들어 설비의 이상 징후를 감지하여 즉시 현장에 지시를 내림으로써 고장 발생 전에 설비를 정지하거나, 설비 이상으로 불량품이 대량으로 생산되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
제조 현장을 IIoT화, 즉 e-F@ctory화하기 위해서는 먼저 현장을 파악하고 ‘무엇을’, ‘언제까지’, ‘얼마만큼의 비용을 투자하면’ ‘어느 레벨까지’ IIoT화를 추진하고 개선할 수 있는지 목표를 정하고, 경영진과 현장 담당자가 목표를 공유하여 추진할 필요가 있다. 그렇지 않으면 경영진은 지속적인 투자 판단이 어렵고, 현장 담당자도 어떻게 해야 될지 몰라 IIoT화의 지속적인 추진이 어렵다.

이에 제조 산업의 IIoT 도입에 활용할 수 있는 KPI(Key performance Indicators) 지표로 ‘SMKL’을 소개한다.


IIoT화 KPI 지표

SMKL(Smart Manufacturing Kaizen Level)은 2015년에 사내 지표로 작성·운용되다가, ISO/TC184를 중심으로 국제표준화가 진행되고 있는 지표이다.

SMKL은 “공장을 어떻게 IIoT화해야 할지 모르겠다”라는 고민을 가진 제조 현장의 IoT화 추진을 지원하기 위한 것으로, 그림 3과 같이 세로축에 4단계의 ‘가시화 레벨’, 가로축에 4단계의 ‘관리 대상 레벨’을 표시하여 제조 현장의 IIoT화를 간단하게 평가할 수 있는 지표이다.
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가시화 레벨

가시화 레벨은 레벨 a를 ‘데이터 수집’, 레벨 b를 ‘시각화’, 레벨 c를 ‘분석’, 레벨 d를 ‘개선’으로 정의하여 제조 현장의 정보를 종이나 사람 손으로 작성하는 것이 아닌, 디지털화 & 자동화 적용 수준을 평가 기준으로 한다.
 

관리 대상 레벨

관리 대상 레벨은 레벨 1을 ‘설비·작업자’, 레벨 2를 ‘라인 전체’, 레벨 3을 ‘공장 전체’, 레벨 4를 ‘서플라이 체인 전체’로 정의한다. 그림 5와 같이 IIoT화를 추진하는 경우 조립 셀, 특정 기계 등과 같은 작은 단위에서 시작해 다른 기계, 다른 라인, 최종적으로는 생산라인 전체로 대상을 넓혀나갈 수 있다. 그 다음 스텝으로 자재 공급사, 물류, 판매 채널과 같은 외부로 확대해 나간다면, 부품의 리드타임 및 품질을 확보할 수 있어 서플라이 체인 전체를 개선할 수 있다. 

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 SMKL의 활용 방법

SMKL은 다방면으로 활용할 수 있다. 우선 설비 설계자는 관리 대상 및 관리 항목의 중요 실적 평가 지표를 정하고, SMKL의 레벨을 진단할 수 있다. 그리고 현상태에서 레벨업하고 싶은 대상 및 항목에 관한 IIoT 투자계획서를 작성하여 경영진에 투자 결정 판단을 요청할 수 있다. 또 경영진은 SMKL을 활용하여 자사 실정에 맞는 비용 대비 효과가 높은 대상 및 항목부터 목표로 정하고, PDCA(Plan-Do-Check-Action)를 수행하여 스마트 제조 현장을 실현할 수 있다.
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또한 IIoT화 추진 시(사내에 전문가가 없는 경우) 사외 전문가인 컨설턴트 및 시스템 인티그레이터(SI)에 상담할 필요가 있다. 이러한 경우 SMKL로 자사 레벨을 확인하고, 사외 전문가에게 목표로 하는 레벨을 제시하여 상담을 진행할 수 있다. 이외에 IIoT 제품을 SMKL의 16개 셀을 채워나가는 방식으로 개발하면, 가시화·관리 대상의 각 레벨에 맞는 적합한 제품을 빠짐없이, 중복 없이 개발 진행할 수 있다.


IIoT 여정의 나침반

IIoT 도입을 위해서는 공장 내의 다양한 디지털 데이터의 수집이 필요하며, 서플라이 체인 전체를 망라하기 위해서는 투자 비용도 커지고 시간도 걸린다. 기나긴 IIo T화의 여정에 SMKL을 활용하면 비용 대비 효과를 누릴 수 있으며, 자사에 적합한 방식으로(경영진도 현장 담당자도) IIoT화를 추진할 수 있다.

또한 SMKL은 IIoT화에 필요한 AI 및 사이버 시큐리티, 엣지 컴퓨팅 등 다양한 기술을 매핑화 할 수 있다. 향후 SMKL의 특징을 이용한 SMKL의 응용 사례가 늘어난다면 IIoT 시장도 더욱 활성화될 것이다.


jwkim030@meak.co.kr 

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