사물인터넷에서 인터넷 서비스까지 - 인터뷰

Interview

사물인터넷에서 인터넷 서비스까지

더 높은 생산성을 위한 생산 데이터

지난해 11월, 독일 뉘른베르크에서 열린 SPS IPC Drives 박람회에서 Beckhoff는 IoT와 Industry 4.0 프로젝트들의 중요한 밑거름인 인터넷, IT 그리고 자동화 기술들의 더 많은 사용을 강조하는 솔루션들을 보여줬다. 다음은 Open Automation 잡지 편집장인 Ronald Heinze 씨가 Beckhoff 사의 대표이사인 Hans Beckhoff 씨와 SPS IPC Drives 기간 중에 진행한 인터뷰 내용이다.

<편집자 주>

“자동화 없이는, 진보되는 생활수준을 상상하기 어렵게 됐고, 더 나아가 실제로 성취하기도 어렵다”라고 Hans Beckhoff 씨는 서술했다. 자동화 기술은 다른 사회 기반 시설들 사이에서 자동화 생산, 프로세스 제어 발전, 물 공급과 문명을 위해 사용된다. 그는 자동화 기술은 인간의 삶에서 많은 분야에 영향을 미친다고 설명을 덧붙였다. “자동화 기술은 사회적 측면의 웰빙에 비해서는 미세한 발전일지라도, 산업용 생산성 증가와 밀접하게 연관되어 있다. 이러한 이유로, 긍정적이거나 부정적인 관점 두 부분에서 모두 생산적 기술 평가를 충분히 해야 한다. 특히, 자동화 기술이 원활한 발전을 가져다준다는 이유만으로도, 이것은 철저한 자기분석이 요구된다”라고 기업가에게 강조한다.

현장을 예로 들자면, 그는 세계에서 가장 큰 주방 제조 업체이자, Beckhoff 기술이 생산 방법에 잘 활용되어 있는 Nobilia를 언급했다. 약 1년간 배치 사이즈 1로 제작되어, Industrial 4.0 구상의 통합으로 인해, 맞춤형 부엌 당 생산 단계의 수는 상당히 감소되었다. 이것은 자동화가 제공하는 이점으로 인해 가능하다. 현대의 많은 생산품들은 그들의 끝도 없는 다양한 크기와 포맷들, 또는 완벽한 정확성과 품질요구 사항 때문에 제어 기술의 도움 없이는 절대로 생산될 수 없다.

PC기반 제어 기술에 기반하여 완벽하게 통합된 생산제품 범위를 늘리는 개발로 인해, Beckhoff는 엄청난 이득을 얻는다. 2015년, Hans Beckhoff는 다시 한 번 두 자릿수 범위의 높은 수익 성장을 기대한다. 재정적으로 상당히 좋았던 2014년도 이후 있었던 중요한 성취 가운데 하나는, 독일 동쪽에 위치한 웨스트팔리아 지역의 일류 자동화 회사가 600 Million euros 혹은 이를 뛰어넘는 매출 달성이 가능하다는 점을 들 수 있다. Beckhoff는 아시아 지역이 이 압도적인 성장의 중요한 요소라고 말했다. “남유럽과 북미 또한 인상적인 비율로 성장하고 있다”라고 그는 덧붙였다.

Hans Beckhoff는 올해에도 활발한 주문 쇄도로 인해 이 성장에 상승추세가 이어질 것이라고 기대한다고 말했다. 전체 글로벌 경제 상황이 변수일 수 있지만, Beckhoff는 기술 연구와 개발에 중대한 전략적 투자를 계속해 나갈 것이다. Beckhoff 씨는 전반적인 자동화 기술 시장에 대해 매우 낙관적인 전망을 피력하고 있다. 예상치 못한 위기로 인한 어려움도 빠르게 극복될 것이며, 전체적으로 원활한 발전이 다시 시작될 것이라고 단언한다. “성장은 계속돼야 할 것이며, 또한 실제로 그래야만 한다”라고 Hans Beckhoff는 긍정적인 전망을 피력한다. 회사의 미래 성장과 개발을 준비하기 위해서, 독일의 Verl에 있는 Beckhoff 중앙본사 빌딩이 추가적으로 창고와 생산 공간을 제공하기 위해 2016년 27,000㎡가 더 확장될 예정이다. “생산 측면에서 이것은 2년간의 성장을 위해 필요한 사회 기반시설을 준비하는 것이다”라고 그는 강하게 말했다.

더 나은 공정을 위한 데이터 기반 어플리케이션

데이터 기반 어플리케이션은 사회를 발전시키는 새로운 기회들을 만든다. 기업 대 소비자간 부분에서 이것은 삶을 변화 시킬 수 있다. “모든 직업들은 더 좋게 바뀔 수 있고, 새로운 직업들이 떠오를 수 있다”고 Hans Beckhoff는 말한다. “클라우드 데이터베이스들은 이것을 가능하게 하고, 결과적으로 새로운 많은 어플리케이션들이 나올 것이다. 자동화 부분의 하나의 예로 의료 산업에서의 클라우드 기반 진단을 들 수 있다.”

또한 제조 영역에서 더 방대한 성장이 기대된다. “자동화는 항상 생산성 개발을 위한 드라이버가 있다”라고 그는 말한다. “Industry 4.0으로, 이 트렌드는 점점 더 가속되는 중이다. 배치크기 1 생산은 많은 어플리케이션들과 대량 및 소량생산 부분 둘 다에서 점점 더 일반화 되고 있다. “PC 기반 제어는 두 부분의 생산 모델들을 위한 이상적인 플랫폼으로서, 제작되어 왔다”라고 Hans Beckhoff는 말한다. 고도로 연결돼있는 시스템과 장비들의 사용은 생산 부분에서 계속 발전할 것이고, 추가적인 생산 데이터의 더 나은 접근과 활용을 위해 새로운 비즈니스 모델들이 나올 것이다.

배치크기 1 제조와 3D 프린팅뿐만 아니라 Industry 4.0의 새 비즈니스 모델들 같은 오늘날의 큰 산업 동향들은 데이터 집약 자동화를 요구한다. 문제는 “어떻게 큰 크기의 데이터들을 관리 할 것이냐?”라는 것인데, SPS IPC Drives 2015 박람회에서 Beckhoff는 이에 대한 답으로, 새로운 TwinCAT3 분석 기술을 보여줬다. “이 흥미로운 새 기술은 TwinCAT 3 자동화 소프트웨어가 cycle-synchronous manner 안에 프로세스 데이터를 저장하고 표준화된 데이터 모델들 안에 그것이 기록될 수 있도록 한다는 것이다. 이 진정한 Industry 4.0 기술은 모든 비즈니스를 위해 효과적이다” 라고 Hans Beckhoff는 강조한다. 데이터는 서버나 외부적인 보안 클라우드 데이터베이스와 같이 근처에 저장 될 수 있다. “결과는 프로세스 이미지와 생산 데이터의 전한기록이다”라고 Hans Beckhoff는 확고하게 설명했다. 이것은 모든 데이터를 기록하는 데이터 리코더와 유사하고, 유용한 분석 기능들의 넓은 범위를 위한 기반으로써 제공된다.

서비스 작업을 위한 분석은 쉽게 사용될 수 있다. 최적화라는 목표를 위해, 각 개개의 모듈의 사이클 타임들과 에너지 소비가 분석될 수 있다는 것이 하나의 예다. 펌프 모터들의 사용률 또는 솔레노이드 밸브들의 바뀌는 사이클 수가 진단을 위한 예측정비로서 제공된다. “작동 시간 카운터들은 상태감시를 위한 중요한 정보를 제공한다”라고 Hans Beckhoff는 확답했다. “TwinCAT Analytics와 함께, 우리는 초기의 TwinCAT Scope 안에서 사이클 시간 분석을 위한 새로운 기능들을 보여줄 것이다.”

예를 들자면, 기계 ‘transcript’은 새로운 측정을 하지 않고도 밤 이에 발생 할 수 있는 기능불량을 분석할 수 있다. 자료에 맞게 기록된 생산 데이터들은 이전의 분석했던 것들과 완벽하게 딱 들어 맞는다. 에러 메시지들은 저장되며, 프로세스 변화들을 정확히 추적할 수 있다. 배치 크기 1 상에서, TtwinCAT Analytics는 각 개개의 제품을 위해 완벽히 문서화 될 수 있다. TwinCAT Analytics는 또한 주기적으로 기록된 데이터를 축소 시킬 수 있다.

“우리 고객들이 협의하여 나온 상세한 피드백들을 모은 후, 우리는 새로운 비즈니스 모델에 대한 계획에 의해, 다른 소프트웨어 제조사들을 위해 우리의 데이터 스토어들을 오픈할 의향이 있다”라고 Hans Beckhoff는 말을 이었다. 데이터가 단지 몇 단계 만에 쉽게 클라우드 안에 전송될 수 있게 하는 것처럼, OPC UA는 수직 데이터 운송 루트로서 도움을 준다. 이 방법으로, 온라인 CMS는 클라우드 서비스와 TwinCAT Analytics로써 인식될 수 있다.

서로 직접적으로 통신하는 컨트롤러와 서비스

이와 함께, SPS IPC Drives를 통해 Beckhoff가 새롭게 강조하는 것 역시 IoT와 Industry 4.0 어플리케이션의 데이터를 위한 공급과 관련이 있다. “새로운 TwinCAT IoT 통신으로,우리는 IoT 어플리케이션을 위한 소프트웨어 라이브러리를 쉽게 활용할 수 있다”라고 그는 말한다. 라이브러리는 스마트 장치들에 푸시 메시지를 위한 AMQP와 MQTT가 포함된 클라우드 통신을 위해 광범위하게 사용되는 프로토콜들을 제공한다. “이 표준 프로토콜들의 원활한 활용으로 인해, 각각의 산업용 컨트롤러는 클라우드 기반 서비스들과 통신할 수 있다”고 Hans Beckhoff는 말한다. 그러한 예로, 서비스 하나가 경고신호를 보내면, 스마트 워치에 메시지를 보내 알린다. 소프트웨어 설정이 빠르고 쉬우며, IoT 컨트롤러인 임베디드 PC와 합쳐져, TwinCAT IoT는 사물인터넷과 사물서비스 사이의 연결을 매끄럽게 할 수 있다.

두 소프트웨어 생산품들은 자동화 기술과 정보의 융합을 보여주는 새로운 예이다. “PC Control이 시작된 시기인 1985년부터 이미 우리는 노력해오고 있었다”라고 Hans Beckhoff는 말한다. 이것은 IoT와 Industrial 4.0을 위한 생산 데이터를 사용하는 새로운 제품들과 Visual Studio가 통합된 TwinCAT3의 소개까지 꾸준히 이어져 왔는데, 이것들을 지난 SPS IPC Drives 2015에서 선보였다. Beckhoff에선, IT 동향의 기술적인 관찰과 착용 가능한 HMI인 데이터 안경 같은 소비재의 연구로, 새로운 혁신적인 제품을 자주 출시한다. “마침내 구글은 산업용 버전의 Google Glasses를 발표했다”라고 Beckhoff는 말을 이었다.

IT동향의 역사적 관점에서, 첫 째로 인터넷이 있었고, 이것으로 무엇을 할 것인지에 관한 혁신적인 생각들이 뒤따라왔다. 유사하게, 데이터마이닝을 위해, Hans Beckhoff는 상응하는 정보를 제공하여 기록하는 저장된 생산 데이터를 기계 컨트롤러들이 어떻게 이용할 수 있을 지에 관한 다른 좋은 아이디어들이 나오길 기대한다.

이 증가하는 사용량에도 불구하고, 미래의 시장은 자동화 기술 공급자에게 여전히 더 큰 가치를 주고 있는데, Hans Beckhoff에 따르면, 그 이유는 그들은 근본 기술들 안에서 중대한 전문지식을 가지고 있기 때문이다. 이것은 센서의 제어와 작동기 신호, 소형 지능 CPU의 생산, 산업 호환 디자인, 모션 시퀸스를 제어하기 위한 소프트웨어의 발명, 측정 기술과 그 밖에 많은 것들을 포함한다.

고 성능 웹 기반 유저 인터페이스

매우 유연하게 제조하기 위한 전제 조건은 생산품의 오버뷰를 언제 어디서라도 사용자들에게 제공하는 고 성능 프로세스를 구현하는 것이다. 엔지니어링 시간을 절약하고 다중 데이터 입력을 피하기 위해서, 제어와 구현화는 오늘날 ‘cast into one piece’이다.

새로운 TwinCAT HMI 솔루션으로, Beckhoff는 IT와 함께 자동화 기술의 사용이 늘어남에 따라, 현재 HTML5와 Java Script를 통한 순수 웹 개발 기술에 기반한 자사만의 HMI 소프트웨어 시스템을 보여준다. “TwinCAT HMI는 최신식의 기술들을 활용을 토대로 한 고 성능을 특징으로 한다. 이것은 완전히 모듈식이고 구성하기가 쉽고 빠르다”라고 Hans Beckhoff는 강조한다. 플랫폼 독립 시스템은 다중 클라이언트, 다중 런타임, 서버 능력을 제공한다. “어떠한 장비라도 통합된 웹 브라우저를 가졌다면, 흥미롭고 새로운 가능성들을 제공하는 HMI 시스템을 위한 디스플레이로서 사용될 수 있다. 어플리케이션 플레임워크는 기계 논리를 쉽게 볼 수 있도록 해준다”라고 그는 덧붙였다. 소스 코드 관리는 표준 사양에 포함된다.

‘What-You-See-Is-What-You-Get(WYSIWYG)’ 프로그래밍 철학을 토대로, 사용자들은 화면들을 직관적으로 모을 수 있다. 다시 말해, 문서를 다른 장치에 출력할 때 보여지는 것과 동일하게 편집하는 동안 모니터에 보여진다. 또한 카메라 그리고 관련된 장치들을 추가할 수 있다.

더 나아가, 소프트웨어 전문가들은 High-Level 언어로 그들 자신만의 프로그램을 짤 수 있으며, TwinCAT HMI에서 그들을 통합할 수 있다. OPC UA, TwinCAT ADS 또는 BACnet을 포함하는 일반 혹은 특정 산업 프로토콜들을 통해 끊김없는(Seamless) 연결이 보장된다. 그는 소프트웨어가 더 확장되고 있는 만큼, 새로운 TWINCAT HMI는 Beckhoff의 메인 생산 라인 중 하나가 될 것으로 확신한다.

SPS IPC Drives에서 선보인 많은 새로운 제품들

게다가, Beckhoff는 SPS IPC Drives에서 이미 확장된 자동화 기술 포트폴리오를 더 넓은 범위로 확장시키는 새 제품들을 선였다. 새로운 제품들 중 하나는 새로운 초보자용의 소형 IPC 클래스의 마더보드다. 이 새로운 보드는 control cabinet PC와 7 인치 크기의 Control panel의 중요한 콤포넌트가 될 것이다. 드라이브 기술 영역에서,새로운 Beckhoff 모션 디자이너 엔지니어링 도구도 기계 디자인 프로세스의 부분을 보여주는 기술로서 선보였다. “우리의 새로운 모션 디자이너는 드라이브 기술 시스템 디자인을 상당히 단순화했다” 라고 Hans Beckhoff는 덧붙였다.

“XTS 리니어 이송 시스템을 통해, 우리는 평면공간에 3개의 축 모션이 가능한 4중 Kinematic System을 실현한다”라고 Hans Beckhoff는 말을 이었다. G코드로 TwinCAT NC에서 통합된 이 XTS 리니어 이송 시스템은 3차원적 이동이 가능하다는 것을 보여준다. 한 예로서, 그는 고정 Pick & Place 어플리케이션과 달리, 많은 이점을 제공하는 3차원적 자재 관리 로봇 ‘flying’을 언급했다.

자료제공: 트라이텍