생산 기술의 디지털화: 후발 주자를 위한 올바른 인터페이스

"기존 비즈니스 모델은 디지털화로 인해 도전을 받고 있으며, 글로벌 시장은 점점 더 변동성이 커지고 있습니다."[1].

이러한 상호 관계와 그에 따른 비즈니스 모델의 변화 및 관련 리스크는 매우 차별화된 방식으로 바라봐야 합니다. 특히 중소기업과 '히든 챔피언'의 전형적인 구조를 가진 기계 엔지니어링 산업은 전 세계적으로 디지털화를 위협이 아닌 기존 비즈니스 모델을 확장하고 장기적으로 신기술을 활용해 새로운 시장을 개척할 수 있는 기회로 인식하는 데 매우 유리한 위치에 있습니다. 궁극적으로 디지털화가 기계 및 플랜트 엔지니어링 분야에서 OEM의 장기적인 경쟁력을 보장한다는 것은 모든 비즈니스 플레이어에게 분명한 사실입니다.

1. 디지털화로 가는 길은 여러 단계를 거쳐야만 성공적으로 탐색할 수 있습니다. 관련자들에게는 'IIoT', '인더스트리 4.0', '디지털 엔지니어링' 등의 용어에서 설명하는 것처럼 모든 것을 포괄하는 집합적 기능의 문제가 될 수 없습니다. 오히려 가능한 한 적은 노력으로 전체 수명 주기 동안 기계의 효율성과 비용 효율성을 높이는 데 사용할 수 있는 구체적인 접근 방식에 관한 것입니다. 기계 엔지니어링 분야의 자동화는 수십 년 동안 주로 디지털화에 의해 주도되어 왔기 때문에 핵심 역량을 기반으로 이러한 접근 방식을 성공적으로 구현할 수 있는 것은 주로 관련 OEM 업체입니다. OEM만이 기존 기능 및 시스템을 가장 유망한 새로운 제어 및 데이터 전송 기술과 결합하는 구체적인 조치를 목표 방식으로 구현할 수 있습니다! [2]
   

2. 산업의 디지털화는 종종 "인더스트리 4.0"이라는 키워드와 같은 맥락에서 언급됩니다 4차 산업혁명은 현재 기술 발전의 파괴적인 잠재력을 증기기관, 전기, 컴퓨터의 산업적 사용의 영향과 동일시하는 용어입니다. 아마존, 마이크로소프트, 구글과 같은 성공적인 기업들은 변화의 힘을 보여주는 대표적인 사례로 자주 언급됩니다. 그러나 중간 규모의 기계 및 플랜트 제조업체에게는 이러한 발전이 부분적으로나마 위협으로 여겨지고 있습니다. 디지털화의 주역들은 이를 극복하기 위해 노력하고 있습니다. 벡호프 오토메이션의 창립자이자 CEO인 한스 벡호프는 2017년 상공회의소 행사에서 변화는 산업 제조업에 기회이며 변화의 속도는 당초 예상보다 느리다고 적절하게 지적한 바 있습니다: "오늘날의 관점에서 보면 증기 기관의 도입은 혁명처럼 보입니다. 하지만 산업에서 사용되기까지 반세기가 넘게 걸렸고, 그 결과 큰 변화를 이끌어냈습니다." 오늘날 디지털화가 산업 생산에 미치는 영향도 비슷한 방식으로 바라봐야 합니다. 모든 수준과 모든 프로세스에서 진화적 발전을 촉발하고 있습니다. 동시에 벡호프는 이러한 깨달음이 우리가 가만히 앉아서 아무것도 하지 말아야 한다는 뜻은 아니라고 강조합니다! 벡호프에 따르면, 생산 시스템을 위한 새로운 비즈니스 모델을 창의적으로 개발할 때 보상을 받는 것은 용기 있는 사람입니다.
   

HARTING은 고객의 구현 전략을 분석한 결과, 벡호프의 이론을 확인할 수 있었습니다. 따라서 디지털화 프로젝트에서 지속적인 성공을 거두기 위해서는 모든 것을 한꺼번에 달성하려고 하지 않는 것이 좋습니다[3].

개발이 혁명적이든 진화적이든, 관련자들은 데이터가 보다 합리적인 프로세스의 기반을 형성한다는 데 동의하며, 이는 모든 유형의 데이터를 의미합니다. "데이터는 새로운 석유입니다!"라는 슬로건을 내걸었습니다 원래는 '빅 데이터' 또는 소비자 데이터의 저장 및 가용성을 의미합니다. 그러나 이러한 특성화는 산업계의 데이터에도 적용될 수 있습니다. 그러나 이 비유를 유지하려면 '새로운 석유'에는 여전히 기능적인 '파이프라인'과 기타 구조적 요소가 필요합니다. "데이터는 새로운 석유"는 제품의 데이터 생성, 처리 및 전송을 수정하는 과정에 있는 많은 기계 및 플랜트 제조업체의 현재 상황을 설명합니다.

• OEM은 기존의 많은 기술, 기계 관련 데이터, 자체 기계 기능에서 이 데이터를 사용하는 방법, 그리고 고급 자동화 기능에 대한 전문가입니다.

• 드라이브, 스마트 센서, 액추에이터 또는 모든 관련 데이터 전환이 이루어지는 HMI 시스템과 같은 자동화 구성 요소의 '내부 인텔리전스' 사용이 증가하면서 이제 OEM의 표준 툴킷에도 이러한 기능이 포함되었습니다.

• 또한 알려진 데이터 생성, 기계, 사용자 및 프로세스 모델을 사용하는 기계 네트워크 또는 회선 수준에서 가능한 모든 데이터 전송 계층도 회사의 독점적인 노하우로 간주됩니다.

• 그러나 디지털화의 정신에 따라 제어 및 자동화 시스템의 일부인 위에서 언급한 모든 데이터 구조와 전송 계층을 단순히 '해체'하고 새 것으로 교체할 수 있는 것은 아닙니다. 이는 최신 생산 시스템의 거의 모든 기능이 소프트웨어와 적절한 특정 인터페이스를 기반으로 하며, 이러한 기능은 막대한 재료 및 엔지니어링 비용을 들여 개발되었기 때문입니다.

데이터-석유 비유에 따라 입증되고 충분한 기능을 갖춘 '파이프라인 구조'를 계속 사용하고 새로운 '파이프라인'으로 확장해야 합니다. 이를 통해 기업은 자체 경쟁력을 향상시키고 자체 부문 또는 다른 생산 기술 부문에서 새로운 시장 점유율을 확보할 수 있습니다. 산업 시스템의 제어 기술 측면에서 설명하자면, 기계 엔지니어링 분야의 OEM은 진화하는 디지털화를 위해 검증된 필드 버스와 인터페이스가 필요합니다. 동시에 적절한 물리적 인터페이스는 엣지 영역에서 새로운 시스템과 서비스를 확장하고 "빅 데이터"의 세계로 가장 원활하게 연결하는 데 유리합니다 두 분야를 모두 마스터하면 점점 더 커지는, 경우에 따라서는 아직 알려지지 않은 기계 사용자의 미래 요구 사항에 최적으로 대처할 수 있습니다.

다음 섹션에 요약된 디지털화 관련 개발에 대한 트렌드 설정 요구사항은 HARTING 테크놀로지 그룹의 경험을 바탕으로 합니다. 이 회사는 기계 엔지니어링 생산 시스템의 최신 드라이브, 제어, HMI 및 통신 기술을 위한 모든 유형의 데이터 인터페이스를 위한 솔루션을 제공합니다.

또한, HARTING은 산업 환경에서의 전력 및 신호 전송을 위한 많은 획기적인 개발의 선구자입니다. 산업용 이더넷 분야에서, HARTING은 물리적 계층에서 다양한 표준을 형성하는 데 핵심적인 역할을 수행하고 있습니다: 예를 들어, SPE(싱글 페어 이더넷) 기술을 위한 솔루션에 적극적으로 참여하고 있습니다.

공장 자동화용 인터페이스 분야에서 수십 년에 걸친 경험과 최신 데이터 전송 기술(빅 데이터 세계로 확장)에 대한 트렌드 세터의 전문성이 결합되어, HARTING은 모든 특정 인터페이스 설계에 대해 항상 물리적 계층에서 최적의 솔루션을 찾을 수 있습니다. 올바른 인터페이스의 도움으로 OEM은 매우 중요한 디지털화로의 마이그레이션을 결정적으로 앞당길 수 있습니다. 이 과정에서 각 솔루션은 기계적, 환경적, EMC 조건 및 기타 요구 사항과 함께 각 애플리케이션 측면에서 타협하지 않고 선도적인 위치를 유지해야 합니다.

"공장에서 상상할 수 있는 모든 수준에서 '클라우드'까지 생산 시스템에서 데이터 전송을 위한 인터페이스를 설계하는 가장 간단하고 효과적인 방법은 무엇일까요?" 이 질문은 프로젝트에서 디지털화의 개별적인 특정 측면을 점진적으로 개발하려는 기계 제조업체의 R&D 및 엔지니어링 부서에서 종종 골칫거리가 됩니다.

충족해야 하는 요건은 다음과 같습니다:

• 모든 유형의 데이터 인터페이스는 이미 검증된 혁신 기술과 최신 혁신 기술을 모두 구현할 수 있어야 합니다.

• 인터페이스의 범위는 확장 가능해야 하며, 이는 동일한 인터페이스 유형을 필요한 표준 버전, IP 보호 등급 또는 필요한 환경 조건(EMC, 오염, 자외선, 충격 및 진동과 같은 기계적 스트레스, 위생 요건 준수)에 맞게 설계할 수 있어야 함을 의미합니다.

• 위치 또는 섹션 간 전환 시 안정적이고 표준을 준수하는 인터페이스를 사용할 수 있어야 합니다.

• 예를 들어 유연성이 필요한 경우 공구 없이 조립할 수 있는 제품, 높은 공정 신뢰성으로 대량 생산해야 하는 경우 자동 조립을 위한 제품 등 OEM의 다양한 제조 및 조립 공정에 맞게 설계된 제품 변형이 있어야 합니다.

• 데이터 인터페이스는 서로 결합할 수 있어야 하며, 공간과 비용을 절약하고 프로세스를 간소화하기 위해 하우징에 다른 신호 및 전원 인터페이스와 함께 배치하거나 절연체 안에 함께 배치할 수도 있습니다.

위에서 설명한 접근 방식을 사용하면 개발자와 프로젝트 관리자는 인터페이스의 '주변적인 기준'에 시간을 할애할 필요 없이 디자인 단계에서 각 애플리케이션의 핵심 작업에 집중할 수 있습니다. 동시에 기계 모듈 또는 데이터 전송 링크의 모든 확장 단계에 적합한 인터페이스가 있는지 확인할 수 있습니다. 해당 솔루션은 비용과 기능에 최적화되어 있을 뿐만 아니라 확장성이 뛰어납니다. 모든 수준의 공장 자동화 및 그 이상에서 비용 효율적이고 기술적으로 간단한 서비스 확장 및 시스템 개선은 기계 사용자가 언제든지, 심지어 소급하여 구현할 수 있습니다.

참조

1. T-Systems: 지금 디지털화 추진(t-systems.com)

2. HMS: "데이터에서 부가가치를 창출하는 것이 목표입니다." (industry-of-things.de)

3. HARTING: 손상 없는 스마트? - 산업 가이드 2020/2021 - 새로운 비즈니스 가이드