통합 아키텍처, 생산 관리 시스템과 정보 관리 시스템의 만남

기존의 산업 자동화 시스템이 하드웨어에 중심을 둔 자동화 시스템에서 관리와 운영의 효율성을 강조하는 소프트웨어 중심의 자동화 시스템으로 점차 그 중심이 이동하고 있다. 이는 제어 시스템과 정보 시스템을 잇는 통합 아키텍처를 통해 시스템의 확장성과 복잡한 제어 능력의 향상, 그리고 적극적인 정보 활용을 가능하게 하였다. 또한 이러한 시도는 상위의 ERP와 손쉬운 정보 통합을 달성할 수 있도록 함으로써 생산라인이 주도하는 자동화 시스템으로의 변화가 가능할 전망이다. < 편집자 주>
제조 부문과 기업내 부서간의 실시간 정보 교환은 정확한 사업결정과 신속한 대응력, 생산성향상, 비용절감 및 규정준수 등에 있어서 핵심이 되는 중요한 요소이다. 제조 관리와 정보시스템, 이 두가지 중요한 요소를 적절한 포맷과 올바른 방법으로 완벽하게 통합 함으로써 전반적인 제조 공정과 비즈니스 프로세스를 향상시킬 수 있다.
제조 관련 정보를 회사 전체 부문과 통합하려면 회사 전체의 어플리케이션 통합뿐 아니라 다양한 핵심 제조의 도입과 노련한 제어가 필요하다. 로크웰 오토메이션은 통합 아키텍쳐를 끊임없이 개발하고 그 필요성을 인식시킴으로써 앤드유져와 OEM 고객의 이윤을 극대화하고 경쟁력을 강화할 수 있도록 도와준다.
로크웰 오토메이션의 통합 아키텍처는 탁월한 기능과 유연성, 확장성을 갖추고 있어 생산성 향상과 총 비용 감소에 기여한다. 정교한 제어 네트워크, 시각화 및 정보 기술을 사용하는 로크웰 오토메이션 통합 아키텍처는 이산제어, 모션제어, 프로세스 및 배치제어, 드라이브 제어 및 안전 어플리케이션에 필요한 광범위한 제어와 정보를 처리한다.
기존 아키텍처와 달리 규모에 관계없이 전체 공장 자동화 어플리케이션에 단일 제어 인프라를 사용하여 총 소유비용을 절감해 준다. 엔지니어링 설계 등을 재사용함으로써 개발시간을 단축하고 비용을 줄일 수 있으며, 고객과 시장의 요구에 신속하게 대응하고 유지보수과 다운타임을 줄일 수 있다. 또한 기업 시스템에서 공장과 생산 데이터에 쉽게 접근하여 더욱 효과적인 의사결정을 내릴 수 있다는 장점이 있다. 이는 관리 계층에서는 전체 생산일정 및 재고 관리를 실시간으로 추진하고, 생산 계층에서는 상세한 세부 작업 일정을 실시간으로 조절 및 계획할 수 있다는 것을 의미한다.
강력한 이중 플랫폼
로크웰 오토메이션의 보다 강화된 통합 아키텍처는 제조 제어 능력과 정보 관리 시스템의 강력한 통합을 그 핵심내용으로 담고 있다. 로크웰 소프트웨어 담당자인 Jeff Sladecek의 설명에 따르면, 통합 아키텍처는 2개의 주요 부분으로 구성되어 있다.
Logix 제어 플랫폼으로 대표되는 제조 제어 분야와 Factory Talk 통합 제품과 퍼포먼스 수트로 대표되는 정보관리시스템이 그것이다.
로크웰 소프트웨어는 2005년 10월 미국에서 처음으로 FactoryTalk 방식을 선보였다. 그 후, 제조 관련 소프트웨어의 지속적인 개발 및 업그레이드를 통해 여러 개의 생산 상황을 지원할 수 있는 공통의 산업 플랫폼을 구축했다. 또한 로크웰 오토메이션은 시스템간 통합을 원활히 하기 위한 Factory Talk 서비스 기반의 제품군 이라는 하나의 브랜드로 관련 소프트웨어를 모두 통합하였다.
새로운 FactoryTalk 을 보완 및 강화하기 위해 로크웰 오토메이션은 소프트웨어 관련 기술 획득에 주력했다. 2005년 11월, 로크웰 오토메이션은 제조 관리 소프트웨어의 주도업체인 Datasweep 이라는 미국 업체를 인수했다. 또한, 2006년 5월 산업 자동화 및 공정 제어, 산업 정보 기술에 대한 변화 관리 소프트웨어 업체인 유럽회사 GEPA mbH를 인수했다.
Datasweep 사의 제품을 통해, 생산 관리 시스템(MES) 및 품질 보증, 예방 및 교정 작업, 고객불만 처리, 법률 준수 문제, 사업 전략, 반송 제품 관리, 기기정비솔루션 등의 기능이 추가되었다. GEPA의 변화관리 프로그램을 통해, 컨트롤러 및 다른 산업 관련 기기에 대한 백업 작성 스케줄을 설정할 수 있고, 정부 법률 대응을 위한 변경 과정 내용을 작성할 수 있으며, 비상 정지 및 고장 후 데이터 복구를 할 수 있게 되었다.
이러한 신기술과 로크웰 오토메이션의 기존 제조 어플리케이션을 통해 FactoryTalk SOA (Service Oriented Architecture)는 보다 확장성 높은 산업표준 데이터 모델과 공유서비스가 가능하게 될 것이다.
Sladecek 는 FactoryTalk service를 통해 공장 리소스 공용 주소록 생성, 시스템 내 각 부분에 대한 중앙 집중 보안관리와 기업전반에 걸친 실시간 정보 접근이 가능하다고 설명했다. 또한, 시스템상의 변화에 대한 기록이 가능하고, 모든 제품에 대한 공통의 소프트웨어 라이센스 관리가 가능하다.
Sladecek은 “모든 어플리케이션을 FactoryTalk SOA 상에서 실행할 경우, 사용자가 각 어플케이션 서비스를 반복적으로 기록하고 테스트할 필요가 없어져, 결과적으로 유지보수에 드는 비용과 수고를 덜 수 있고 더욱 일관되고 효율적인 작업이 가능하게 된다.” 또한, “IBM WebSphere 및 SAP NetWeaver, Microsoft BizTalk 등의 SOA를 사용하는 고객의 경우 FactoryTalk 서비스와의 호환이 가능하기 때문에 생산라인의 정보를 상위 엔터프라이즈에 보다 더 효율적으로 전달할 수 있다. 나아가 이 통일된 공장 모델은 로크웰 오토메이션, 제3의 컨트롤러와 네트워크와 통합되어 사용자의 작업을 더욱 심플하게 하고 생산설비 내 다양한 기기와 어플리케이션 자산을 효과적으로 연결시켜 준다”고 덧붙였다.
생산 능력
시스템간 통합을 원활히 하기 위한 Factory Talk 서비스 기반의 제품군 에는 HMI(Human Machine Interface)및SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition), MES, 자산관리, 제어시스템연결, 기업 및 공장 정보 통합, 시뮬레이션 모델링, 프로그램 설정 환경 등 공장 정보에 초점을 맞춘 어플리케이션을 포함하고 있는데 이러한 어플리케이션들은 그 용도에 따라 다음과 같은 구분할 수 있다.
설계 및 설정: 제조 공정의 생성, 모델링, 프로그래밍을 위한 통합 소프트웨어 환경을 제공한다. 이 통합 방식을 통해 전반적인 계획 수립과 공정 개발 및 가동을 부드럽게 연결할 수 있게 되어, 빠른 시간 내에 적은 비용으로 설계를 완성할 수 있다.
생산 관리: 오더 스케줄링, 배열, 실행, 트래킹, 분석 및 효과적인 제조공정 제어를 가능하게 한다. 제조 방식, 원자재, 인력, 기계에 대한 실시간 정보를 통해 회사는 다양한 제조 공정을 한번에 효율적으로 관리할 수 있다.
데이터 관리: 생산 관련 데이터 수집 및 전달, 통합을 위한 툴과 솔루션을 제공한다. 이 기능을 통해 자동화된 시스템은 물론 수동 시스템에 의해 수집된 데이터의 정리 및 동기화, 보관 등의 작업을 할 수 있다.
품질 및 규정: 모든 작업 공정 및 절차를 회사의 규정 및 기준에 맞게 진행할 수 있다. 자동화된 시스템 환경을 통해 제품의 품질과 일관성 유지가 가능하고 이는 규정관련 보고 프로세스를 간소화 할 수 있다.
자산 관리: 각 기기와 공정 어플리케이션에 걸친 리스크 경감절차를 통해 유지보수와 공장 운영을 최적화 할 수 있는 기반을 세울 수 있다. 이는 회계감시시스템과 네트워크 뿐 아니라 전반적인 진단, 계측, 실시간 모니터링이 가능하며 전반적인 리소스 활용도를 높인다.
성능 향상 및 관리: 프로세스를 한눈에 확인 할 수 있는 윈도우를 제공함으로써 보다 효율적인 의사결정을 가능하게 한다. 보고분석 툴과 사용자 인터페이스, 계기판이 각 부분 상황에 대한 전후 설명과 역할 중심의 종보를 제공함으로써 정확하고 빠른 결정을 가능하게 한다.
로크웰 오토메이션은 향후 소프트웨어에 SOA에 적용되면 기존의 어플리케이션을 모두 위와 같이 재분류 할 계획이며, 소프트웨어는 다양한 부분을 전반적으로 운영하게 될 것이다.
플랜트 현장
FactoryTalk Production Centre는 Datasweep 사를 통해 얻게 된 기술을 사용하여 공정 확인 비주얼 기능, 생산 전후 트래킹 기능, 여러 종류의 산업에 대한 품질 보증 능력을 강화하였다. 표준 어플리케이션 외에 통합 솔루션 세트는 보고 및 분석 기능, 설정 기능, 통합 기능, 데이터 관리 기능 등으로 구성되어 있다.
생산 관리 어플리케이션으로 분류되는 이 소프트 웨어 제품은 Enterprise Resource Planning (ERP)과 공장현장 정보 시스템 사이의 MES 단계에 해당된다. 이 제품은 다양한 기능을 통해 여러개의 어플리케이션을 동시에 처리한다.
FactoryTalk Integrator의 사용을 통해, 제조업체는 공장 현장 어플리케이션을 상위 비즈니스시스템에 좀더 쉽게 연결함으로써 의사 결정을 신속하고 정확하게 할 수 있다. 또한 이 제품은 XML, COM, J2EE와 같은 개방형 산업 통신을 지원함으로써 공장시스템이 다른 시스템에 데이터를 전송하고 교환하게 할 뿐 아니라 통용되고 있는 SAP, Oracle, PeopleSoft와 같은 ERP 어플리케이션과도 호환이 가능하다.
FactoryTalk Portal은 규모를 쉽게 조정할 수 있는 포털 구축이 가능한 웹 기반의 구조이다. 이는 정보, 어플리케이션, 사용자의 효과적인 연결을 통해 직원의 생산성 향상이 기여하도록 설계되어 있다. 이 제품을 통해 MES 보고내용을 로크웰 오토메이션이 제조 환경을 위해 적용하고 있는 엔터프라이 레벨 포털에 통합할 수 있다. Sladecek 의 설명에 따르면, FactoryTalk Portal은 공장 현장 내에 있는 각 기계단계에서 생산라인, 공장 현장 전체를 넘어 기업 전체 단계에 이르러 제조 관련 정보를 손쉽게 확인할 수 있도록 한다. 간편한 내용 관리 기능을 통해 사용자는 포털 페이지 및 각 페이지 상에 있는 portlet을 관리할 수 있게 되어, 따로 프로그램을 설정 할 필요가 없다. 보고 기능 및 분석 툴, 사용자 기기, 관리자 화면 등을 통해 필요한 정보를 쉽게 확인할 수 있어서 신속하고 정확한 의사 결정이 가능하다.
앞으로 몇 개월 동안, 로크웰 오토메이션은 더 많은 제품 개발을 통해 제조 업체에서 더 효율적인 공장 전체 정보 관리 어플리케이션을 구축할 수 있도록 하고, 시스템간 통합을 원활히 하기 위한 FactoryTalk 서비스 기반의 제품군의 사용을 통해 MES를 구축할 수 있도록 할 예정이다.
제어 시스템의 연결
FactoryTalk 수트가 고객에게 정보 관련 솔루션을 제공해 준다면 Logix 제어 플랫폼은 다양한 제어 시스템 솔루션을 제공한다. Logix 제어 플랫폼은 다양한 제어 관련 어플리케이션에 사용할 수 있도록 되어 있는 동시에, 기업내의 다른 부분과 정보를 통합할 수 있도록 되어 있다.
Sladecek씨는 또 Logix 제어 플랫폼은 멀티 작업이 가능하고, 쉽게 크기를 조절 할 수 있고, 정보를 효율적으로 활용할 수 있는 플랫폼이라고 설명했다.
멀티 작업이 가능하다는 것은 하나의 플랫폼을 가지고 분산제어, 모션제어, 프로세스 제어, 드라이브 제어, 안전 제어 및 정보관리를 위한 솔루션을 제공한다는 의미이다. 다른 경쟁업체의 제어 플랫폼과는 다르게, Logix 제어는 하나의 프로그래밍, 설정 소프트웨어 패키지를 사용하는 컨트롤러 페밀리군을 통해 완벽하게 통합되어 있다고 Sladeck 씨는 강조했다.
Logix 제어 플랫폼은 확장성이 뛰어나 어플리케이션이 필요로 하는 상황에 적합하도록 그 크기 및 제어 기능, 네트워크, 비주얼 기능 설정 등을 쉽게 할 수 있다. 또한, 정보 시스템과의 통합이 용이해 정보 활용이 매우 효율적으로 이루어진다.
Logix 제어 플랫폼과 FactoryTalk 제품군의 결합은 로크웰 오토메이션만의 차별성을 보여준다.
Sladecek 씨는 “로크웰 오토메이션의 컨트롤러는 정보를 활용이 가능하기 때문에, 컨트롤러 레벨에서 전통적인 MES 기능을 효과적으로 통합할 수 있다. 우리 컨트롤러는 기존의 컨트롤러가 제공하는 것 이상을 제공하고 있다. 이러한 부가적인 기능을 통해 좀더 현실에서 필요한 실질적인 제어가 가능하게 된다.”고 설명했다.
Sladecek 씨는 마지막으로, 통합 아키텍쳐는 전 분야에 걸친 제어부문과 정보관리부문에 통합 솔루션을 제공함으로써 제조업체는 생산성을 극대화 할 수 있다. 또한 고객과 시장의 요구에 보다 신속하게 대응할 수 있고 비용을 절감할 수 있다. 통합 아키텍쳐는 제조 현장에 활용도 높은 정보를 신속하게 생성하여 전달함으로써 우리 고객의 경쟁력을 높여준다. 생산성과 직결되는 신속하고 정확한 정보 전달과 의사결정은 빠른 속도로 변화하고 있는 글로벌경제 속에서 제조업체의 경쟁력을 더욱 강화시킬 것이다.
적용사례 – 통합 아키텍처로 가는 길
미국 Wisconsin 주Milwaukee 시에 위치해 있는 Engauge Controls는 로봇 갠트리을 위한 제어 시스템을 설계하고 제조하는 업체이다. OEM 전문인 이 업체는 로크웰 오토메이션 통합 아키텍쳐 적용에 대한 해박한 지식을 가지고 프로그래밍과 설정을 간소화 하여, 개발비용을 절감하고 신속한 시스템 설치가 가능하였다.
최근 진행한 갠트리 프로젝트에서 Engauge Controls는 Allen-Bradley ControlLogix 컨트롤러와 통합 모션 제어기, FactoryTalk View HMI 소프트웨어를 적용하였다.
James Britnell Engauge Controls 사장은 “Allen-Bradley 제어기술 덕분에 신속한 설계가 가능했고 수익성이 많이 개선되었다”고 말했다. 이러한 종류의 시스템에만 사용할 수 있는 sequence 기반의 논리는 필요한 작업 수행에 있어서 유연성 있게 대처할 수 없었다. 더 나아가, 이 프로그램 방식은 제어 기능에 있어서 너무 복잡한 구조로 되어 있었다. 이 회사가 기존에 사용해 오던 제어 플랫폼은 특수 소프트웨어를 사용해야 하는 PC 기반의 CNC 방식이었다. 이런 시스템에서 적용되는 시퀀스 베이스의 로직은 프로젝트 수행이 있어서 유연성이 떨어지는데다가 고객에 따라 프로그래밍이 다 다르고 제어기능이 복잡하다.
ControlLogix 컨트롤러를 통해, 이 회사는 두 종류의 프로그래밍 패키지를 하나로 통합함으로써 프로그램밍 시간을 50% 까지 단축할 수 있었고 시장출시에까지 드는 시간도 획기적으로 줄일 수 있었다.
Britnell 사장은 “모든 모션 변수를 ControlLogix 컨트롤러 내에 저장함으로써 드라이브가 작동함과 동시에 정보 설정이 자동으로 드라이브에 연결된다. 사용자가 시스템을 재가동 할 때, 기계는 자동적으로 시스템을 끄기 전의 상태로 돌아가게 되어, 최종 사용자의 입장에서 보면 상당한 시간이 절약된다.”고 설명했다.
Engauge Controls의 새로운 갠트리 장비는 FactoryTalk View Machine Edition HMI 소프트웨어 및 SERCOS interface 광섬유 통신 기능을 적용하였다. 시스템 프로그래밍 소프트웨어는 Rockwell Software RSLogix 5000 소프트웨어를 사용하고 있다.
_웹사이트
로크웰 오토메이션 www.rockwellautomation.co.kr
Engauge Controls www.engaugeci.com
아이씨엔 매거진 2008년 01월호