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4차 산업 혁명은 희망한다… POWERLINK와 openSAFETY를!

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독일에서 시작된 Industry 4.0의 컨셉에 전 세계 산업 전문가들의 이목이 집중하고 있다. 개별 워크피스들은 기계, 설비 및 공급업체 전반에 걸쳐 분산된 인터넷과 같은 지능 구조를 형성하여 자신의 생산에의 상호작용이 점점 증가하게 하는 역할을 한다.

이 새로운 산업 풍경으로 가는 길은 점점 분산화 제어와 모션 기술로 포장되고 있다. 그러나 이 기술은 거대한 양의 데이터를 관리할 수 있는 안전장치 통신 시스템에 크게 의존하고 있다. POWERLINK와 openSAFETY의 타의 추종을 불허하는 품질은 이 도전을 극복하고 4차 산업 혁명으로 맞이할 것의 구체화에 도움을 준다.

19세기의 1차 산업혁명은 수공업을 석탄과 증기로 전력을 얻는 산업 수단으로 바꾸었다. 2차 산업 혁명은 노동자들이 조립 라인에서 분업을 하는 대량 생산을 도입했다. 13세기 중반의 중대한 발명품인 트랜지스터는 3차 혁명을 불러왔다.

그 때부터 놀라운 수준의 제어로 제조 공정을 자동화할 수 있게 되었다. 이전엔 소수의 엘리트들만이 가질 수 있었던 소비 제품들을 일반 사람들도 가질 수 있을 정도로 저렴한 가격으로 제조할 수 있게 되었다.

배치 사이즈를 줄이며 대량생산
오늘날, 소비자들은 개성을 중요하게 여기지만 수제품의 비용을 지불하고 싶어하지 않는다. 이 역설은 공장 제조업자와 기계업체들이 배치 교체 사이의 시간과 노력을 최소화하도록, 이상적으로는 자동화로 이들을 모두 없애도록 압력을 주었다.

기존의 생산 관리 공정은 현대적인 생산의 요구를 수용하기에는 너무 경직되어 있다. 새로운 것으로의 적응을 위해 수 년에 걸쳐 많은 접근들이 행해졌다. 그 중 성공적이었던 방법 중 하나는 재고 운영과 생산 스케줄을 위해 기계끼리, 그리고 시스템과 서로 네트워크 하는 것이다.

통신과 분산화
이더넷 기반의 POWERLINK 통신 프로토콜의 개방성은 공장에 있는 다른 시스템과의 스트리밍 통신뿐만 아니라 사무실 환경에서의 IT 시스템에서도 효율적인 것으로 증명되었다. B&R의 공정 제어 시스템인 APROL은 또한 전체 기계 네트워크와 빌딩 자동화 시스템이 하나의 완벽하게 통합된 생산 시스템으로 구축되는 데 상당한 기여를 한다.

더욱 적합한 생산에의 또 다른 성공적인 접근은 실시간 이더넷 플랫폼을 통해 각 시스템 전반에 걸쳐 지능화를 배포하는 것이다. 분산화된 제어와 I/O 시스템뿐만 아니라 내장형 지능을 갖춘 드라이브 시스템은 작동 중 동적으로 재구성을 할 수 있는 모듈화된 기계의 개발을 가능하게 했다.

B&R의 서보드라이브인 ACOPOS 시리즈는 2000년에 처음 도입 시 작은 혁명을 가져온 대표적인 예이다. 모션 시스템과 통합 데이터 처리를 하는 각 센서들의 증가 범위는 더욱 우세하고 있고, 개별 기계에 걸쳐 연산 성능과 데이터 저장이 확산되고 있다.

컨셉에서 시운전까지의 일관성
동시에 소프트웨어 엔지니어링 분야는 제품 개발자의 의도가 손실되거나 변경되는 것 없이 생산에 적용될 수 있는 새로운 컨셉으로 넘어갔다. 기하학적 CAD 모델은 가공 기계의 NC 프로그램으로 직접 변환될 수 있고 구성 데이터는 생산 스케줄과 시뮬레이션 시스템에 바로 공급될 수 있다.

CAE 프로그램의 움직이는 부분들의 운동학적과 동적 특성의 시뮬레이션은 시뮬레이션 툴에서 사용된 수학적 모델로부터 처리 알고리즘이 생성돼 프로그램 코드로 변환되어 기계와 공장을 제어할 수 있다.

한편 인터넷은 가정과 사무실에서 사용자의 삶에 계속해서 퍼져나가 데이터 관리 및 활용의 새로운 방법을 열었고, 격리된 컴퓨터의 중앙 집중식 데이터 저장소를 거대하고 지속적으로 증가하는 더 작은 유닛들로 교체하였다. 하향식 명령 구조는 클라이언트 – 서버 시스템의 질의 – 응답 방식 접근방식에 자리를 내어주고 있다.

독일 연방 정부에 의해 제시된 계획은 산업 생산 기술 분야에 이러한 메커니즘의 어플리케이션을 홍보하는 것을 목표로 하고 있다. 그것은 Industry 4.0과 4차 산업혁명의 컨셉을 만드는 동시에 예측 및 생산 공정의 설계에 근본적인 패러다임의 변화를 촉진했다.

포스트 혁명 산업의 풍경은 클라우드 플랫폼에 연결된 정보 내장형 개별 워크피스와 함께 “Internet of Things”로 불리는 제품과 처리 데이터의 분산 활용을 특징으로 할 것이다.

워크피스로 촉진된 기계의 동적 재구성과 같은 시나리오를 포함한 생산 관리 방법론의 격변은 산업용 통신에 대한 수요의 증가와 관련되어 있다.

“동기화 할 축의 수가 증가하는 것처럼 전송해야 할 데이터의 양이 빠르게 증가하고 있습니다.“ Ethernet POWERLINK Standardization Group(EPSG)의 매니징 디렉터인 Stefan Schonegge씨는 말한다.

이 작업들은 광대한 네트워크에 걸쳐 개별 센서와 액츄에이터 레벨까지 실시간 성능의 저하 없는 고속 데이터 통신을 요구한다. POWERLINK는 시장의 다른 시스템들과 다르게 모든 점들을 만족시킨다.

절대적인 신뢰도를 가진 동적 개방성
다른 제조업체들의 시스템 사이에 고도로 자동화된 상호작용을 달성하기 위해서는 실패의 위험을 최소화하는 것이 필수적이다. “POWERLINK는 이미 특별한 컴퓨팅 하드웨어의 필요 없이 PLC 및 회선 이중화에 제공될 수 있도록 완벽하게 갖추고 있습니다.” Schonegger씨가 말한다.

산업용 통신 네트워크에 대한 또 다른 중요한 요구 사항은 타사 시스템과의 상호 운영성이다. “이것은 간단히 한 공급업체가 모든 퍼즐의 조각에 최적화된 솔루션을 제공하는 것으로 상상해볼 수 있습니다.” Schonegger씨가 말한다.

“기존의 시스템과의 호환성의 견고한 기초와 개방형 기술에 대한 헌신은 절대적으로 중요하다.” Industry 4.0의 맥락에서 주목을 받을 이슈는 작업과 관련된 safety이다. 그러나 safety가 생산 공정의 유연성을 제한하거나 전체 잠재력 달성을 방해한다면 이는 분명 비생산적이다. “개별 기계를 safety 케이지에 넣어놓는 것은 좋은 방법이 아닙니다.” Schonegger씨는 확신한다.

만약 우리의 목표가 기계 및 생산이 개별 워크피스를 기반으로 구성을 조정하는 것이라면 기계의 모듈을 동적으로 추가하거나 재구성할 수 있도록 해야 한다. EPSG는 보류중인 4차 산업혁명에 대한 이야기가 나오기 오래 전부터 개발과 규격의 역사를 세우고 있다.

안전은 경계를 알고 있어야 한다
“필드버스 통합 safety 제어 시스템은 모듈화 기계 디자인의 필수 요소입니다. 이것은 사용된 필드버스의 타입과 완벽히 독립적이기 때문에 openSAFETY 프로토콜은 개별 모듈과 전체 기계가 그들 사이에 다른 프로토콜로 통신하더라도 하나의 safety 솔루션을 장착할 수 있도록 합니다.” Schonegger씨가 설명한다.

“openSAFETY는 동적으로 구성 가능한 모듈러 유닛들을 포함한 생산 라인을 하나의 safety 유닛으로 운영할 수 있습니다.” 복잡한 운동 체인과 툴의 중심점에서의 안전제한속도(SLS)와 같은 기능들을 위한 완벽히 통합된 safety 덕분에 작업자들은 보호장벽의 제한 없이 제약없는 퍼포먼스의 혜택을 누릴 수 있다.

Schonegger씨는 미래에 매우 유연한 생산 시스템의 요구를 충족시키기 위한openSAFETY를 갖춘 이런 특성들은 그것의 개방성의 덕을 보고 있다고 믿고 있다. “독점 솔루션들은 이제 한물 갔습니다. Industry 4.0의 진짜 혁명은 개방성에 크게 힘입을 것입니다.” ©

EPSG www.ethernet-powerlink.org

[박스]

숫자 “4“
숫자 “4“는 산업 자동화의 세계 전반에 걸친 방법론의 전면적인 변화의 선구자가 될 것으로 보인다. 분산된 생산 공정으로의 전환으로 기계 및 시스템 제조 업체에 가장 큰 도전을 제시하는 영역 중 하나는 소프트웨어 개발이다.

B&R의 자동화 소프트웨어인 Automation Studio 4에서 이상적인 솔루션을 찾을 수 있다.

시장의 다른 시스템들과 다르게 Automation Studio 4는 심지어 타사의 소프트웨어일지라도 동적으로 혹은 주문식으로 개별 모듈에 로드할 수 있는 완벽한 자유를 가진 모듈화된, 이벤트 기반의 소프트웨어의 개발을 지원한다.

Automation Studio는M-CAD, E-CAD 및 시뮬레이션 툴의 광범위한 범위의 원활한 데이터 교환 및 동기화를 제공한다.

[박스]

openSAFETY
openSAFETY는 동적으로 구성 가능한 모듈러 유닛들을 포함한 전체 생산 라인에 적용할 수 있어, 하나의 safety 유닛으로 간단하고 안정적으로 운영할 수 있다. 복잡한 운동 체인과 툴의 중심점에서의 안전제한속도(SLS)와 같은 기능들을 위한 완벽히 통합된 safety 덕분에 작업자들은 보호장벽의 제한 없이 제약없는 퍼포먼스의 혜택을 누릴 수 있다.

아이씨엔 매거진 2013년 09월호

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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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