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u-Manufacturing 구현을 위한 무선 센서 애플리케이션의 구축(3)

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물리적 세계로부터 정보수집을 위한 광범위한 센서의 설치가 필요하다는 설계요구가 최근들어 주요 과제로 부각되고 있다. 유선 센서는 무선 센서 방식으로 변화하고 있으며, 이것은 대기업 정보 기반에 통합되거나 네트워크화로 시작되고 있다. 무선은 이제까지 기존 센서가 처리하지 못했던 곳에 센서 설치가 가능하도록 하며, 물리적으로 통합된 프로세스를 간편하게 구현할 수 있다.
글_ 차석근, ㈜에이시에스
그림 7. u-Manufacturing 참조 모델
2.4. 적용 시스템의 구성
고객의 다양한 요구 및 물류의 원활한 구축을 위하여 생산 공장은 필연적으로 글로벌하게 물리적으로 산재된다. 과거 구축된 시스템은 생산현장의 디지털화 및 공정관리를 위한 각 생산현장에 이를 관리할 수 있는 독립적 서버를 설치하여 운영하므로 각 생산공장 간의 정보 통합화 및 중앙관리에 기술적 어려움이 있다.
본 u-Manufacturing 적용시스템은 생산현장의 4M 정보 수집을 RFID 및 USN 기술을 적용하면, 공정 혁신에 따른 설비 이동 시 및 재설치 경우 유선 네트워크 설치에 대한 추가 포설이 필요하지 않은 간편성과 민첩성이 보장된다.
또한 각 산재된 공장의 최적 운영을 위하여 중앙에서 품질, 생산원가, 공급기간에 집중관리의 효율화를 극대화할 수 있으며, 각 생산 공정에서 국부로 생산현장을 효율적으로 관리하기 위하여 그림 7에 보인 것과 같이 Gateway 만 설치한다.
그림 8. u-Manufacturing IT Layer 구성
본 u-Manufacturing 적용시스템은 다음과 같은 계층 구조로 구성된다.
① L0: Interface Layer는 생산자원의 4M과 유 무선, RFID 및 PLC 및 수동 입력을 위한 터치스크린과 이동하면서 관리하는 모바일 방식과 인터페이스 방식을 정의하고 관리하는 계층으로 구성되며, 무선의 경우에는 128 bit AES 산업용 무선보안을 적용한다.
② L1: Execution Layer는 u-Manufacturing Gateway에 수행하는 미들웨어 운영으로 독립적으로 운영할 수 있도록 구성된다. 본 미들웨어의 기능은 생산자원을 실시간 관리를 위한 Point Manager, Real Time Data Manager, 상위의 L2: Management Layer와 정보통합화를 위한 Data Communication Manager 등과 같은 이벤트 중심의 처리 기능을 제공한다. 이벤트 관리에는 작업현황조회, Lot 투입, 일정등록, 비가동등록, 자재반납, 자재불, Lot 추적 및 작업보고 등의 업무를 무대기시간, 무재고, 무불량 및 무고장 관리항목을 중심으로 처리한다.
③ L2: Management Layer는 생산자원인 4M으로 수집된 정보를 바탕으로 생산 공장의 생산성, 효율성을 중심으로 품질향상, 비용절감 및 공급시간의 단축 관리항목을 중심으로 종합현황, 작업일정, 생산수행, 생산성분석, 재고관리, 품질관리, 설비효율, 생산이력과 기준정보를 중앙에서 관리한다.
④ L3: Planning Layer는 ERP/SCM/CRM/PDM 등과 같이 계획 기능을 관리할 수 있는 시스템으로 구성된다.
2.5. u-Manufacturing gateway
u-Manufacturing gateway는 생산현장의 생산자원인 4M과 전사적 정보시스템인 ERP, SCM, CRM, MES 애플리케이션과 정보통합화를 위하여 시스템으로 생산정보 미들웨어는 무선센서 기술을 적용하여 다음과 같은 핵심 기능을 보유한다;
① 생산자원 4M 정보 통합화의 자동 구성기 기능은 무선 센서 노드 설치로 각 기계에서 필요한 센서 정보를 수집하여 무선으로 u-Manufacturing gateway에 전송한다. 무선 센서 노드에서 수집된 정보는 전사적 정보시스템에 XML, HTML/HTTP, WSDL, SOAP, UDP/IP, TCP/IP 방식으로 정보를 변환하여 정보 통합화를 구현한다.
② 생산현장에 설치된 센서정보 노드 정보를 그래픽 맵에 실시간으로 표시하고 각 무선센서 노드를 탐색, 삭제, 편집이 가능하고, 작동상태 및 밧테리 상태, 보고 주기 설정 및 경고 값 설정을 처리하여 기계 이동 시에도 새로운 기계에 정보수집을 위하여 새로운 프로그램 작성과 케이블 배선이 필요치 않고 초기화 만을 생산자원 정보를 연속적으로 관리할 수 있다.
③ 무선 센서 노드와 각 기계의 특성을 반영하여 각 품질, 실적, 비가동 상태 등과 관련 된 전기적 신호를 한번 설치하면 모든 센서 정보를 전사적 정보시스템의 해당 애플리케이션에 직접 전송할 수 있도록 구성이 가능하다.
그림 9. u-Manufacturing gateway 상세 구성
3. 결론
과거 전통제조업에서 제조정보시스템의 구성에는 Planning, MES, SCADA, PLC, Sensor 등과 같이 5 IT Layer로 시스템이 구축되었고, 최근에는 Planning, Execution, Control 등과 같이 3개의 IT Layer로 구축하고 있다. 향후에는 실시간 기업의 요구사항의 증대로 인하여 Planning 과 Execution 기능의 경계가? 각 요구기능에 따라 그림 9에 보인 것과 같이 융 복합되어 구성될 것이라 예상된다.
그림 10. 미래 애플리케이션의 융 복합화
이러한 미래 지향적 시스템의 요구에 적용할 수 있는 u-Manufacturing 모델 및 적용시스템은 정보통신기술의 발달과 이용 가능성의 증대 등으로 생산방식의 변화, 기업의 조직구조와 새로운 근로 형태의 확산과 사회적 가치와 태도의 변화에 효율적 대응이 기대되고 있는 u-Work 서비스의 적용을 통하여 전통제조업에서 분산된 생산 공장을 중앙에서 관리 가능한 시스템으로 품질향상, 비용절감과 업무의 효율성 향상이 기대되는 솔루션 구축이 가능하다.
아이씨엔 매거진 2008년 02월호

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힐셔, 산업용사물인터넷 지원 netIOT 활용방안 제시

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힐셔 netIOT

산업용 통신 솔루션 선두업체인 힐셔(Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH)는 11월 2일(금), 인터컨티넨탈 서울 코엑스에서 기자 간담회를 개최하여 힐셔의 혁신적인 netIOT 전략 및 netIOT 인터페이스의 다양한 솔루션을 활용한 IoT 기술 활성화 방안에 대해 소개하는 자리를 가졌다.

힐셔 netIOT

netIOT

힐셔 프로덕트 매니저인 크리스토프 훙어(Christof Hunger)는 “IoT 시장이 성장함에 따라 설비 제조업체들은 필드 디바이스의 정보를 기반으로 예방적 유지보수, 상태 모니터링과 같은 새로운 클라우드 기반의 부가가치 서비스를 구현하고자 한다”며 “힐셔는 디바이스 제조업체들이 힐셔의 netIOT 인터페이스 솔루션을 이용해서 산업용 이더넷, 트랜스페어런트 이더넷(Transparent Ethernet)과 함께 OPC UA 서버 및 MQTT 클라이언트 기능을 쉽게 추가할 수 있도록 더욱 집중하였고, 힐셔 솔루션을 통해 고객들이 스마트 팩토리를 구축하는데 도움이 되길 바란다.” 라고 말했다.

인더스트리 4.0과 IIoT는 4차 산업혁명으로 센서에서 클라우드까지 지속적인 통신을 요구한다. 힐셔는 이를 산업용 클라우드 통신이라 칭하고 고객들이 Industry 4.0, 스마트팩토리 및 IoT를 구현하도록 돕기 위해서 힐셔 netIOT 제품군이라는 솔루션을 구축하고, 지속적으로 프로모션을 진행하고 있다. netIOT는 netIOT 서비스(Service), netIOT 엣지(Edge), netIOT 인터페이스(Interface)와 같이 총 3개의 영역으로 구분된다. 특히 netIOT 인터페이스는 IoT 기능을 갖는 netX기반의 통신제품으로 netIC IOT와 같은 모듈형 제품을 생산 및 공급하고 있다.

힐셔 넷프록시

netPROXY

 

netIC IOT는 필드 디바이스용 지능형 멀티 프로토콜 모듈로 하나의 하드웨어만으로 모든 Real-Time Ethernet 슬레이브 프로토콜을 지원한다. OEM 고객들은 엔지니어링 툴을 이용하여 고객 어플리케이션 소프트웨어에서 한번만 개발하면 되는 고객 디바이스용 프로토콜 독립형 객체 모델을 생성한다. 네트워크 프로토콜 변경은 툴 내에서 ‘Build Process’를 통해 전적으로 진행되기 때문에 어플리케이션에 필요한 네트워크 별 조정이 없으며 OEM은 정확히 하나의 하드웨어와 소프트웨어 설계로 진정한 멀티 프로토콜 디바이스를 구현할 수 있다.

힐셔코리아 원일민 지사장은 “스마트 팩토리의 구축에 있어 가장 중요한 포인트는 IT영역과 OT영역의 연결에 있다”고 언급하며, “힐셔는 netIOT를 통해 시스템 설치시 발생할 수 있는 리스크를 최소화시킬 수 있게 하고자 한다. 기존OT영역의 사용자들이 IT영역으로 데이터를 전송하거나 클라우드에 연결함에 있어서 사용자의 실수나 의도치 않은 수고를 덜어줄 수 있는 제품과 서비스를 지원하고 있어 시스템 설계나 설치시 발생할 수 있는 오류나 리스크를 최소화 시켜준다”고 덧붙혔다.

힐셔 netIOT 제품에 대한 자세한 설명은 홈페이지 https://www.hilscher.com/products/product-groups/industrial-internet-industry-40/ 에서 확인할 수 있다.

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[포토] PTC, 3D CAD에 증강현실 접목해 디지털 트윈 현실화

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'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

(사진. PTC 코리아)


PTC코리아가 10월 18일 개최한 ‘2018 코리아 CAD 서밋’에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다. PTC의 3D CAD 소프트웨어 크레오(Creo®) 5.0은 디지털 트윈 솔루션을 현실화한 세계 최초이자 유일한 기술로 제품의 면면에 증강현실을 적용하여 물리적 세계와 디지털 세계를 연결한다. (사진. PTC 코리아)

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2016 스마트테크쇼, 6월 8~10일 코엑스서 개최

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인공지능 시대를 전망하고 사람을 위한 스마트 기술을 소개하는 ‘2016 스마트테크쇼(Smart Tech Show 2016)’가 6월 8일부터 10일까지 코엑스에서 개최된다. 

본 행사는 ‘Smart Tech for Human’라는 슬로건 아래, ▲드론/로봇 ▲가상/증강현실 ▲에듀테크 ▲스마트 모빌리티 ▲리테일테크 ▲3D프린팅 등 주요 이슈를 선정하여 국내 대표 스마트 기술 컨퍼런스 및 전시회를 개최하며, 관련 산업 간의 시너지를 창출할 수 있는 비즈니스의 장을 마련한다. KT, LG전자, ADT 시큐리티, 프로차일드, 한국과학기술원, 경북대학교 산학협력단 등 각 분야별 주요 기업·기관 125개사 400부스 규모로 이루어질 예정이다. 

유통과 IT산업의 융합을 위한 자리로 스마트 기기 체험과 첨단 리테일 솔루션을 접목한 리테일&테크 특별관이 구성되어 IT/유통산업 관계자를 대상으로 앞으로의 IT 리테일샵이 나아갈 방향을 제시한다. 더불어 한국마이크로소프트와 SGA임베디드 주최로 ‘스마트 리테일에 최적화된 MS IoT 솔루션 세미나’를 개최하여 리테일에 스마트한 혁신을 가져올 솔루션을 소개하는 자리를 마련한다. 

◇인공지능 시대, 일자리 전망 콘퍼런스 개최 

본 전시회와 더불어 ‘인공지능 시대의 일자리 창출과 직업능력 개발’을 주제로 분야별 전문가를 초빙하는 전문 콘퍼런스가 6월 8일과 9일 이틀간 열린다. 

첫째 날은 IBM 김연주 상무와 국내 대표 뇌공학자인 카이스트 정재승 교수의 기조강연과 핀란드 미래학자 마르쿠 윌레니우스(Markku wilenius) 교수의 특별강연을 시작으로 스마트기술의 산업과 일자리에 대해 블록체인OS 박창기 대표와 한국직업능력개발원 김영생 박사의 강연이 이어질 예정이다. 

둘째 날은 ‘새로운 일자리 창출 엔진으로서의 VR 그리고 교육훈련 플랫폼으로서의 가능성’에 대한 한국VR산업협회 현대원 회장의 발표와 ‘에듀테크가 가져올 교육의 혁명적 변화를 주제’로 휴넷 조영탁 대표의 기조연설 후에 스타트업 케이스 스터디를 통해 스마트시대에서 일하기 위한 우리의 성공 전략을 짚어볼 예정이다. 

◇드론에 스마트 기술의 미래를 담다 

드론 관련 신기술 촉진과 국내 드론산업 활성화를 목적으로 6월 대규모 드론 이벤트가 열린다. 드론톤은 우수한 엔지니어와 창의적인 메이커들이 드론 관련 기술을 뽐내는 자리로, 4인 1조로 팀을 꾸려 드론을 직접 제작하고 완성된 기체로 드론 게임을 진행하여 완성도와 비행능력을 종합하여 우승자를 가리게 된다. 

드론 조작에 능숙한 유저라면 도전해 볼 만한 대회도 있다. 다양한 장애물 통과 미션을 통해 드론 실력자를 가리는 ‘드론챌린지’가 9일 개최된다. 우승자에게는 최신 스마트 모빌리티가 수여되며, 참가를 원하는 이는 한국FPV협회 홈페이지를 통해 신청 가능하다. 

그밖에 스마트카, O2O, 핀테크 등 분야별로 이루어지는 테크니컬 세미나와 국내 대표 엑셀러레이터간 의 공동 데모데이를 통해 참가기업과 바이어 간의 비즈니스 기회를 마련한다. 

본 행사는 홈페이지에서 온라인 사전등록 시 무료로 관람할 수 있다.

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