미래 스마트 팩토리의 제조 플랫폼

Oct 18, 2024

미래 스마트 팩토리의 제조 플랫폼

제조업은 역사적으로 얼리 어답터이자 기술 발전의 직접적인 수혜자였습니다.

연속적인 산업 혁명은 산업을 희소성의 세계에서 잉여 품질의 상품과 대체 옵션 중 하나로 전환시켰습니다. 이러한 삶의 질 향상은 대량생산과 정밀공학의 결합으로 가능했습니다.

정확성, 효율성 및 규모를 옹호한 후, 우리 공장은 협업 및 자기 인식 플랫폼의 발전을 위한 다음 단계를 준비하고 있습니다.

전문가들은 이를 Industry 4라고 부릅니다.0. / 제조 4.0

핵심 지원자
기계의 역할
인간의 역할

산업 1.0
물/증기력을 통한 기계화
힘과 정교함으로 인해 제한됨
기계의 도움을 받아 최종 제품을 감독하고 직접 제작

산업 2.0
전기를 이용한 대량생산
효율성과 속도
품질 관리, 자원 관리, 물류

산업 3.0
컴퓨터 및 자동화
정확성과 맞춤화
시스템의 상호 운용성을 감독/활성화

산업 4.0
사이버 물리 시스템, IoT
실제 세계를 복제하고 상황에 따른 결정을 내립니다.
상충되는 목표를 해결하고 스마트 알고리즘을 프로그래밍하세요.

그 과정에서 공장 내 기계와 인간의 역할은 빠르게 진화하고 점차 흐려졌습니다.

오늘의 공장!
산업 자동화는 더 이상 모범 사례가 아니라 공장 관리의 규칙입니다. 대규모 제조 단위에는 일반적으로 IoT 기술이 통합되어 상태, 출력 수량/품질을 모니터링하고 거의 실시간으로 결함을 감지합니다. BI(비즈니스 인텔리전스) 시스템을 사용하여 실시간 운영 상태를 시각화하고 신속한 프로세스 최적화를 수행합니다. 이 모델에서 정보 기술(IT)과 운영 기술(OT)은 필수적이지만 기능적으로는 독립적인 제조 기반입니다.

그러나 가까운 미래에는 조립 라인에서 계산적 요소와 물리적 요소를 구별하는 것이 어려워질 것입니다. IT와 OT의 결합은 생산성과 수익 증대를 위한 새로운 기회를 창출할 것입니다.

일반적인 관심사:

o 다수의 특수 기계가 독립적으로 작동함
o 연속적인 제조 단계 사이에 수동 개입이 필요한 경우가 많습니다.
o 가동 중지 시간과 최적이 아닌 운영은 수익 손실과 기회 손실로 이어집니다.
o 시의적절한 데이터 및 직감 기반 의사 결정 부족

내일의 공장!

제조 플랫폼은 자산 관리, 공급망 관리, 프로세스 엔지니어링, 성과 관리, 계획, 스마트 제조, 품질 관리, 운영 가시성, 데이터 보안 및 인력 관리를 포함하는 복잡한 생태계입니다.

Industry 4.0 공장의 핵심 측면은 사이버-물리적 시스템이 공장을 더 잘 관리할 수 있도록 자체 인식과 예측 가능성을 확보하도록 하는 것입니다. 적층 제조, 증강 현실, 클라우드 컴퓨팅, 협동로봇, 사이버 보안, 데이터 과학과 같은 최신 기술은 가동 중지 시간이 거의 없는 최적화된 제조에서 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다. 분산된 의사결정과 중앙 집중화된 감독이라는 이념이 새로운 표준이 될 것입니다.

세계는 서비스와 구독 기반 경제로 나아가고 있습니다. 고객은 영구 소유보다 제품 임대를 선호합니다. 이러한 맥락에서 제조업체와 서비스 제공업체의 역할은 새로운 기회, 비즈니스 모델 및 수익 흐름을 드러내기 위해 모호해지고 있습니다.

산업 4.0 사용 사례

o 생산성 향상
o 운영 비용 절감
o 예정된 유지 관리
o 민첩한 시스템/공급망 관리
o 데이터 기반 의사결정
o 혁신
o 사용자 정의 증가
o 새로운 비즈니스 모델(제품에서 서비스까지)
o 저가 제조사와의 차별화

전세계 제조 예측

o 2025년까지 대형 제조업체의 60%가 정보 기반 제품 및 서비스에서 새로운 수익을 창출할 것이며, 임베디드 인텔리전스는 최고의 수익성 수준을 이끌 것입니다.

o 2026년까지 스마트 제조 이니셔티브를 갖춘 대규모 글로벌 제조업체의 35%가 IT와 OT 시스템을 통합하여 효율성과 응답 시간 측면에서 이점을 얻을 것입니다.

o 2027년까지 G2000 제조업체의 공장 현장 근로자 중 60%가 로봇공학, 3D 프린팅, AI, AR/VR 등 자동화 지원 기술과 함께 작업하게 될 것입니다.

o 2028년까지 제조업체는 고객 경험을 향상하기 위해 제품 및 서비스 품질 측정을 사용하여 애프터마켓 수익을 20% 더 늘릴 것입니다.

출처: IDC FutureScape

모든 추세는 미래 공장이 인간과 기계 사이의 공유 작업 공간이 되어 여러 이해관계자 간의 협력을 통해 제품/서비스를 제작하는 복잡한 작업 흐름을 실행하게 될 것임을 시사합니다.

스마트팩토리 로드맵!

공장 내의 연결된 시스템에는 내부 시스템과 외부 협력자 간의 상호 운용성, 데이터 교환 및 협업을 가능하게 하는 전문적인 '기술 스택'이 필요합니다. 또한 기술 스택은 강력한 데이터 분석, 시각화, 업그레이드를 지원하고 제품에 대한 액세스와 제품 간의 데이터 흐름을 보호할 수 있어야 합니다.

Industry 4.0는 제조 플랫폼에 새로운 기능을 주입합니다.

o 최신 통찰력:기계는 실시간 데이터를 모니터링/보고하여 상태, 성능 및 사용에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다.

o복잡한 프로세스의 원격 제어:조립 라인의 복잡한 작업을 원격으로 관리하여 최적화, 사용자 정의 및 충돌 해결이 가능합니다.

o 자체 개선 알고리즘:기계 학습 및 데이터 분석은 기계가 지속적으로 알고리즘을 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 프로세스의 이전 결과를 분석하여 결함, 품질 문제를 예측할 수 있습니다.

o자치:시간이 지남에 따라 기계는 환경과 사용자 선호도에 적응하여 스스로 서비스를 제공하고 스스로 작동할 수 있습니다.

스마트 제조 플랫폼으로 마이그레이션

분명히 Manufacturing 4.0 프레임워크는 하루아침에 이루어지는 업그레이드가 아니라 신중하게 계획된 여정입니다. 이는 계획, 인프라 업그레이드, 복잡한 시스템 상호 연결, 세심한 테스트, 인력 재교육, 최적화된 워크플로우 구현을 포함하는 여정입니다.

대부분의 경우 기존 장비를 교체하는 대신 스마트 기능으로 기존 장비를 개조하는 것이 가능합니다. 데이터 웨어하우스도 기존 BI 솔루션과 함께 작동할 수 있습니다.

업계 모범 사례와 표준을 채택하여 보다 쉽게 협업하고 시장 요구 사항을 충족하는 것이 고려 사항입니다.

MFG 4.0 채택을 위한 5단계 계획

o 감사 및 검색(현재 상태, KPI, 사용 사례)
o 실험(POC)
o 역량 구축(사람 및 기술)
o 숙련도 달성
o 전사적 구현

물론 조직 내에서 Industry 4.{2}} 프레임워크를 채택하는 데 도움을 준 입증된 경험을 갖춘 기술 전문가와 상담하는 것이 현명한 조치일 것입니다.