권진만 크레스프리 대표, “IoT는 진화된 인터넷…연결망 통해 공장 최적화 이뤄”

2015.12.03 13:51

스마트 팩토리의 목적은 제조 과정을 위한 준비 과정부터 실제 제조를 수행하고 제조된 결과 이후의 서비스까지 이 모든 부분을 최적화하는 것이다. 이 모든 것을 가능하게 하는 기술이 IoT이다. 그리고 IoT는 센서를 기반으로 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 분석함으로써 그 결과를 가지고 부가적이 가치를 창출한다.

K-smartfactory.org 세미나에서 크레스프리 권진만 대표가 발표한 스마트 팩토리에서 바라본 IoT의 개념과 역할에 대한 강연 내용을 정리했다.

IoT 역할과 데이터 처리

사물인터넷(IoT)은 현재 우리가 보고 만지고 움직이는 물리적인 세계와 우리가 정보를 주고받는 사이버 세상을 연결하는 개념이다.

사물인터넷은 사물이 만들어낸 정보를 인터넷을 통해 공유하는 환경으로, 기존 유선통신 기반 인터넷과 모바일 인터넷보다 진화된 단계의 인터넷을 의미한다. 스마트 팩토리는 공장 내부의 모든 요소들을 IoT를 통해 연결하고, 지능적으로 운영할 수 있도록 한 공장이다.

IoT에는 다섯 가지 역할이 있다. 첫째로 생산 환경 통제이다. 생산에 영향을 미칠 수 있는 각종 환경적 요소 및 개별적인 물리적 요소를 통제한다. 온도, 습도 등 환경적인 요소를 포함하여 팬 회전속도, 컨베이어 벨트 무빙 속도 등 각종 물리적인 요소들을 IoT 시스템을 사용해서 통제하고 최적 환경을 만든다.두 번째로 위험 요소 감지 및 대응이다. 생산 환경에서 예측되는 주요 위험 요소들을 관리할 뿐만 아니라, 데이터 분석을 통해 잠재적인 위험 요소들을 분석함으로써 사고를 예방한다. 특히 사고 방지를 위한 데이터 축적이 중요해서 여러 센서에 전송되는 데이터 값을 분석하고 사고 상황 발생 패턴 데이터를 정형화하여 사고를 예방한다.

세 번째로 생산성 유지 및 품질 관리다. IoT로 실시간 정보 공유를 통해 모든 공정의 상호 의존 관계, 자재의 흐름, 제조 공정 주기, 작업 진행 상황을 명확히 파악해 모든 공정에서 정상적인 작업이 이뤄지도록 주요 데이터를 취합하고 컨트롤한다.
네 번째로 에너지 관리다. 산업 에너지 관리 시스템은 생산 수요에 적합하도록 설비의 에너지 사용과 낭비 및 비용을 최적화한다. 어느 부분에서 어느 장비가 에너지를 어느 정도 사용하고 있는지를 분석함으로써 사용 시간과 장소를 분산시켜서 에너지 효율을 높이는 방법이다.

다섯 번째로 자산 추적이다. 창고 내 화물 분류에서부터 최종 배송까지 경로 추적뿐만 아니라 거의 모든 프로세스에서 화물의 상태를 파악한다. 생산된 제품이 어떻게 움직이고 어디에 판매되고 있는지를 모니터링 할 수 있다.

IoT는 센서를 기반으로 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 분석함으로써 그 결과를 가지고 부가적이 가치를 창출한다. 스마트 팩토리에서 모인 데이터를 실질적으로 처리하는 데에는 빅데이터 분석이 필요하다. 데이터 수집 방법으로 반자동 수집 방법에는 두 가지가 있는데, 첫 번째는 실제로 동작하고 있는 PLC 기기에 IO가 있는데 , 그 IO를 통해서 외부 정보를 받고, 그 데이터내용을 수집하는 것이다. 두 번째는 별도의 센서를 생산설비에 장착해 그 센서로부터 들어오는 정보를 실시간으로 취합한다.

자동 수집 방법으로는 생산설비 기기가 외부 IT 시스템과 연동되어 통신 프로토콜 프로그램을 통해 정보를 수집한다. 또한, 현장에서 사람들이 바코드 리더기, RFID 등을 이용해 생산 활동 정보를 입력해 수집하기도 한다.

모든 사물이 인터넷에 연결되어 정보를 수집해야하는 IoT 관점과 대량 센서 정보의 고속 실시간 처리, 빅데이터를 활용하는 IT 관점에서 실시간 이벤트 처리가 중요한 문제로 부각되고 있다. 최근에는 센싱된 데이터를 바로 게이트웨이에서 처리해버리고, 분석하는 데 필요한 정보를 클라우드 서버나 사내 인트라넷 서버에서 데이터를 받아 게이트웨이가 처리하는 방식의 데이터 선 처리 후 저장방식을 따르고 있다. 최종 단계까지 거치지 않고 미리 입력된 사전 정보를 통해 명령을 전달하고 수행하며 데이터 일부 유의한 데이터를 클라우드/서버에 전달하고 있다.

ALOOH IoT Platform 장점

ALOOH IoT Platform을 이용한 스마트 팩토리는 IoT 제품을 개발하고, 관리를 위해 모듈화된 Common Framework를 제공한다. 이 모듈은 ALOOH Platform 구성으로서 ALOOH 디바이스에서 데이터를 센싱하고, ALOOH 클라우드는 보내준 데이터를 저장하고 사용자의 명령을 다시 디바이스로 보내는 처리 과정이 있다.

ALOOH IoT Platform을 이용한 스마트팩토리의 장점으로 다섯 가지가 있다. 첫 번째로 ALOOH를 이용한 생산설비 모니터링이다. ALOOH Open IoT Device를 제조 설비/장비에 1대당 1장치를 설치하면 상시 모니터링/데이터 수집 시스템을 구축할 수 있다. 4채널 아날로그/4채널 디지털 센서를 이용해 제조 설비의 동작 상태와 이상 유무를 파악할 수 있다. 또한, 각 장비마다 특성 및 이상 발생 기준이 다르기 때문에 커스터머의 생산 기술부에서 ALOOH Platform을 기반으로 해당 분석 알고리즘을 커스트마이즈하여 사용할 수 있다.

두 번째로 열화상 카메라 모니터링 시스템이다. 열화상 카메라를 통해 제조 설비와 환경 모니터링 시스템의 과열 부분을 감지한다. 각종 전기, 기계 설비의 고장과 사고의 원인이 되는 과열 부분을 즉시 발견할 수 있다. 또한, 눈에 보이지 않는 각종 위험 가스 누출에 대해서도 쉽고 빠르게 정확한 누출 위치를 탐지할 수 있다.

세 번째로 소음 진동 검사 모니터링 시스템이다. 소음 진동 검사를 통한 제품 양불 판정 시스템은 제품의 진동을 측정, 분석하여 정상품과 비정상품을 판정하고 판정 결과를 LED 및 경광등을 통해 표시한다. 이는 기존 시스템 대비 시스템을 단순화하여 도입 비용을 줄이고 장치관리, 인력 부담, 오차 발생을 줄인다.

네 번째로 다양한 진단 툴 연계이다. 화학적인 방법으로 측정하게 된 경우에는 데이터를 전기적인 신호로 보내는 가스센서, 초음파 센서 등 다양한 센서를 사용해 연동될 수 있도록 스마트 제조를 위한 기반을 마련하고 있다.

다섯 번째로 커스터머 프로그래밍 환경이다. 다양한 현장의 대상 장비 및 상황에 맞게 대처할 수 있도록 커스터머 프로그램을 탑재할 수 있다. JavaScript, C, C++ 언어를 이용해 사용자의 프로그램을 수행할 수 있는 환경을 내장하고 있다. 이는 모니터링 결과를 분석함에 있어 다중 센서의 모니터링 결과를 이용해 필요한 대응 동작을 사용자가 설계할 수 있다.

2015.12.03  정리 김연주 기자 (npnted@hellot.net)

출처 : hellot.net

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