B&R의 Orange Box 덕분에, 기계 운영자들은 종래에 고립되었던 기계설비와 라인에서 데이터를 수집하고 분석하여 이를 스마트 공장에 안성맞춤으로 적용할 수 있다.

디지털 전환(Digital Transformation)은 모든 산업 분야에 큰 영향을 미치고 있으며, 제약분야도 예외는 아니다. 가장 엄격한 품질 규정을 따라야 하는 제약 산업은 스마트 제조가 유망한 해결책을 제공하는 전례 없는 도전에 직면해 있다. 노후화된 기반시설과 디지털 장비에서 분리된 종래의 구형 시스템을 수반한 브라운필드 사이트가 출발 지점인 경우, 주요 연결장치를 구현하는 데에 큰 장애를 겪을 수 있다. Orange box 솔루션의 출시로, B&R은 브라운필드 사이트를 연결되고 디지털 미래를 하도록 간편한 관리가 가능한 방법을 제공한다.

TSN을 통한 OPC UA는 개별 센서와 액추에이터에서 ERP/MES 시스템 또는 클라우드에 이르기까지 원활한 통신을 가능하게 한다.

인더스트리 4.0이 제약산업에 도입되면서 전통적으로 사람이 주도하던 공정들이 갈수록 점차 디지털화 및 자동화되고 있다. 생성된 데이터는 더 빠르고 더 나은 정보기반 결정을 가능하게 한다. 이로써, 고비용 다운타임이나 제조업체의 평판을 해칠 수 있는 제품 결함이 발생하기 전에 문제를 미연에 예측 및 수정할 수 있다. 디지털화되고 완벽하게 통합된 운영은 적응력과 대응력이 한층 더 뛰어나다. 이들은 원자재의 활용도를 높이고 생산성과 품질을 모두 향상시킨다.

다만 이러한 발전이 제약회사들에게 제공하는 많은 이점에도 불구하고, 새로운 도전과제에 이들 업체가 당면하게 된다. 가장 일반적인 우려 중 하나는 종래의 구형 장비 업그레이드에 소요되는 알려지지 않은 비용이다. 고립된 자동화 섬을 보유한 수많은 공장시설에 대해, 원활한 기계간 통신 및 기계와 클라우드 간의 통신을 어떻게 달성하느냐가 부가적인 과제다. 또한 수평 및 수직으로 연결된 작업현장에서도 생성된 새로운 데이터의 홍수를 처리하고 안전하게 확보하는 방안이 그 다음 과제다. 제약회사들은 최신 기술 트렌드의 이점을 활용하기 위한 단계를 진행하는 과정에서 이러한 위험을 완화하기 위한 혁신적인 방법이 필요하다.

브라운필드 공장의 개보수
수십 년 된 구형 인프라를 지닌 재래식 공장시설에서는 스마트 제조 기법을 구현하는 일이 극복하기 어려운 도전과제로 보일 수 있다. 전통적 시스템, 기계 설비, 장치 및 센서의 업그레이드에 소요되는 시간과 비용은 신기술 채택을 가로막는 주요 장벽으로 작용한다. 한 가지 구체적인 과제는 어떻게 공장 데이터를 수집하여 더 높은 수준의 제어 및 IT 시스템과 공유할 것인가이다.

소위 브라운필드 공장이 최소한의 자본 투자와 약간의 수정 보완으로 스마트 제조의 혜택을 누릴 수 있도록 하기 위한 방법으로, B&R은 Orange Box를 개발했다. 이로써, 사용자가 종래의 네트워크에서 분리된 기계와 라인의 에너지 소비와 운영 데이터에 손쉽게 접근할 수 있어 최소한의 노력으로 산업 IoT환경을 마련할 수 있다.

Orange Box는 다운타임을 대폭 줄임으로써, 기존 기계와 라인의 가용성을 높여 시설 운영의 생산성과 수익성을 높일 수 있다. 각 Orange Box는 컨트롤러와 사전 설정된 소프트웨어 구성 요소로 구성된다. 컨트롤러는 I/O 채널 또는 필드버스 연결을 통해 모든 기계에서 운영 데이터를 수집할 수 있다. 이 데이터를 통해 소프트웨어 모듈은 설비종합효율(OEE) 및 여타 핵심성과지표(KPI)들을 생성 및 표시하며, 오픈 소스 OPC UA 또는 MQTT 통신을 써서 해당 정보를 상위 시스템과 공유할 수 있다.

일종의 스마트폰처럼 간편하고 직관적인 까닭에, Orange Box는 기존 하드웨어나 소프트웨어를 변경하지 않고도 설치할 수 있다. 설비 소유자는 시간과 비용에 현저하게 적은 투자로 상당한 생산성 향상을 달성할 수 있다. 첨단 에너지 관리 기능을 통해 에너지 소비량을 기계에서 직접 측정하고 HMI 화면에서 직관적으로 확인할 수 있다. 운영자들은 개별 장치나 기계설비의 에너지 소비량을 한눈에 확인하고, 또는 공장 전체의 개요를 파악할 수 있다.

OPC UA로 안전한 데이터 연결
작업현장 연결이 점차 확대됨에 따라, 해당 조직들은 완전히 새로운 보안 과제에 직면하게 된다. 제약회사들은 의약품 제조와 가공 노하우의 형태로 매우 민감한 지적재산을 보유하고 있는데, 이를 대강 타협할 경우 극심한 피해를 입을 수 있다.

OPC UA 프로토콜은 플랫폼 및 벤더에 독립적으로 내장된 보안 메커니즘과의 통신기능을 제공하여, 사이버 보안 과제에 이상적인 솔루션이 된다. 최근 TSN(Time-Sensitive Networking)이 추가됨에 따라, 이제 개별 센서와 실시간 제어 시스템에서부터 ERP 시스템과 클라우드에 이르기까지 끊임없이 안전하고 원활한 표준화된 통신을 제공한다.

스마트한 미래
제약업계는 태생적으로 위험을 기피함에도 불구하고, 느리지만 꾸준히 디지털 전환을 수용해 왔다. B&R은 TSN을 통한 Orange Box와 OPC UA를 사용하여 남겨진 장애물들을 제거하고 있다. 브라운필드 공장에 스마트 제조의 전례 없는 생산성과 수익성 혜택을 얻는 수 있도록 연결성과 데이터 분석 기능을 제공하는 데 도움을 주고 있다.

협동 로봇으로 탁월한 운영 능력
생산 현장에서 로봇은 인간의 실수를 없애고 정확성과 재현성을 높이고 인적 요인으로 인한 오염 가능성을 제거하는데 도움을 준다. 신약 개발 및 시험에 사용되는 실험실에서, 이들 로봇은 혼합, 교반, 적정 측정 등과 같은 반복적이고 비숙련 작업 수행에 적합하며, 이로써 과학자들은 그들의 교육 및 노하우를 더 잘 활용할 수 있다.

B&R openROBOTICS는 로봇을 기계설비 제어 시스템과 빈틈없이 원활하게 통합한다. 새로운 소프트웨어 사양 덕분에, 기계설비 제작업체들이 트랙 기반 운송 시스템 및 기타 동적 기계 구성 요소와 로봇을 동기화하는 일이 그 어느 때보다 손쉽게 되었다. 해당 라인의 모든 구성요소에 대해 전적으로 일관된 형식의 프로그래밍은 개발 및 운영에서 진단 및 유지보수에 이르기까지 혜택을 제공한다. B&R의 SafeROBOTICS 소프트웨어 패키지와 함께, 인간 운영자들은 안전 케이지의 제약 없이 로봇과 어깨를 나란히 하고 안전하게 작업할 수 있다.