Special  Report
메이저급 3대 포장 솔루션 기업들의 사업전략

B&R Packaging Solutions Global Technology Manager Maurizio Tarozzi

“B&R의 reACTION 기술은 컨트롤러의 부하를 줄이고, 고성능 포장 기계에 맞도록 성능을 최적화”
인라인 디지털 프린팅, 향후 몇 년 동안 포장기술 주도해 나갈 것으로 전망

-B&R의 서보 드라이브 및 I/O를 포함한 모션 제어 기술은 포장 어플리케이션의 자동화에 어떤 이점을 제공하나.
▲가장 큰 이점은 솔루션의 다양함이다.
B&R은 통합 소프트웨어 개발 툴인 Automation Studio를 통해 리니어 모터부터 서보모터, 스테퍼모터, 동기모터 등을 모두 제어할 수 있는 싱글 소스를 제공한다. 이는 고도로 사용자 특화된 기계의 엔지니어링 비용을 최소화시키면서, 새로운 트렌드에 신속하게 대응할 수 있도록 도와준다. 우리 B&R 솔루션은 이처럼, 고객에게 사용하는 모터의 종류를 선택하는데 완전한 자유를 줄 뿐 아니라, 다른 버스 네트워크와 타사 시스템을 통합하는데 무한한 가능성을 제공한다. 이것은 곧 포장기계 산업에서 요구되는 유연성을 충족시킨다는 의미다. 특히 포장기계 산업은 변화가 심한 분야로서, 변화에 맞춘 빠른 대응능력이 중요하다. 즉, 유연성이 얼마나 뛰어난 가에 따라 장비의 성능이 좌우될 정도로, Packaging에서의 유연성은 대단히 중요하다.
싱글소스(Single Source)에 의한 유연성을 제공하면서 가격적인 측면에서도 효율이 좋아야 하는데, B&R에서는 가장 효율적인 최적화 포인트를 찾아서 제어를 하기 때문에, 비용 역시 최적화할 수 있다.
제어시스템과 서보 드라이브, I/O 및 HMI 등의 모든 핵심적인 자동화 컴포넌트가 전체 성능에 중요한 역할을 하며, B&R에서는 통합 및 확장성이 뛰어난 다양한 솔루션을 제공하고 있다.

-B&R은 현재, 모듈형 메카트로닉 설계의 이점에 대해 강력한 홍보를 전개하고 있다. 모듈형 메카트로닉 설계가 포장업체에게 왜 중요한가.
▲최고의 성능은 종합적인 자동화 소프트웨어에 의해 완벽하게 조율되고 중앙집중방식 및 분산방식의 자동화 부품간의 완벽한 동기제어를 통해 구현될 수 있는데, B&R에서는 중앙집중방식과 분산방식의 자동화 모두를 지원한다.
특히 분산화 콘셉트는 소프트웨어를 개발하고 동시에 같은 라인의 기계를 독립적으로 시운전할 수 있어서, 일반적인 하나의 중앙집중방식의 컨트롤러를 사용하는 것보다 효율적이며, 이것은 결과적으로 고객의 시장출시시간이나 신제품의 개발을 단축해준다.
확실한 모듈방식의 메카트로닉 설계를 달성하는 가장 좋은 방법은 모듈형 하드웨어와 모듈형 소프트웨어 간의 완벽한 조화로 작업하는 것이다.
하드웨어 관점에서 B&R의 모터가 통합되고 ACOPOS 드라이브가 장착된 기계가 있으면, 필요한 곳으로 직접 캐비닛의 전원을 가져온다. 분산 HMI 및 I/O 모듈은 시스템 모듈에 직접 연결할 수 있고, 추가적인 속도와 분산된 정보의 유연성을 제공한다.
모듈형 메카트로닉 설계는 오늘날의 포장기계에 필수적인 요소다. 앞서 얘기한 것처럼, 포장은 변화가 심한 업종인데, 머신 하나에 와이어링을 하게 되면 유연성이 떨어지고, 변화에 대응하기가 어렵다.
반면 모듈화는 와이어링을 줄여주고, 변화가 생겨도 쉽게 대응이 가능하다.  
POWERLINK와 Automation Studio4는 이러한 목적을 위해 개발이 되었으며, 이것은 우리 B&R 포장 비즈니스의 성공에 있어서 중추적인 역할을 담당한다.

-B&R의 모듈형 메카트로닉 설계가 적용된 포장기 사례를 들어줄 수 있나.
▲글로벌 시장에서의 실적은 수도 없이 많고, 한국의 경우를 예로 들면, 대표적인 모 포장기계 업체의 경우, 과거 캐비닛 하나에 여러 개의 모터가 있고, 하나의 전장에 와이어링이 되어있었던 것을, 전장에 있던 시스템을 밖으로 빼서 모듈화함으로써, 와이어링을 줄이고, 세이프티도 한 번에 통합적으로 구현이 되는 시스템을 구현했다.
또 8개의 전원 케이블이 Slip Ring을 통해서 공급되던 것이 분산형 제어를 사용하여 하나의 전원선과 분기형 드라이브를 사용한 사례도 있다.

-B&R이 한창 드라이브하고 있는 reACTION 기술은 포장업체에게 왜 중요한가.
▲eACTION 기술은 펑션 블록 에디터에서 작성된 프로그램이 CPU를 거치지 않고 X20 및 X67시리즈 I/O 모듈에서 직접 실행이 됨으로써, 내부 데이터 전송이 필요 없고, 응답 시간을 1μs까지 줄여준다. B&R은 Automation Studio 4 개발 환경의 이점을 활용하여, 소프트웨어 모듈들을 분산된 하드웨어에 할당하고, 모듈의 로직 컴포넌트들의 잔여 용량을 최대한 활용한다. 이를 통해 펑션 블록 라이브러리는 업데이트되면서 그곳에 저장될 수 있다.
그리고 이 라이브러리들은 I/O 모듈에서 마이크로 컨트롤러의 명령어들처럼 실행될 수 있어서, 시간에 민감한 서브 프로세스가 표준 하드웨어에서 구현될 수 있고, 특정 모듈의 필요성을 제거하여, 네트워크와 컨트롤러 모두의 부하를 상당히 감소시킨다.
이 새로운 기술은 컨트롤러의 부하를 줄이고 고성능 포장 기계에 맞도록 성능을 최적화함으로써, 비용을 절감시키는 동시에, 시간에 민감한 하위 공정들을 IEC 61131에 준수하는 표준 하드웨어를 사용하여 처리할 수 있게 해준다. 즉, 아무런 추가 비용 없이 큰 성능을 올리는 결과를 가져다준다.
포장산업에서는 1차포장(Primary Packaging)이 가장 어렵다. 이러한 고급 기계들에서는 포장재가 제품을 가능한 가장 빠른 속도에서 포장하기 때문에, 정밀도 수준이 제품 품질과 원료 소비 모두에 직접적인 영향을 미친다. 예를 들어, 액체를 채우는 기계에서 중량 및 체적을 측정하여 채우는 공정은 1μs의 속도로 밸브 및 센서를 작동시킬 수 있는 reACTION 기술로 많은 이점을 얻을 수 있다.
또, 코드 스탬핑 및 불량 제품 분류와 같은 고속 포장기계 펑션은 분산 I/O와 모션 제어를 동기화하기 위해, B&R의 reACTION과 NetTime 기술을 결합시킬 수 있다. 디지털 출력패턴은 125ns의 분해능으로 제어될 수 있으며, 레지스트레이션 마크 또는 제품감지와 같은 빠른 입력 신호는 1μs의 타임스탬프로 기록될 수 있다.
이 reACTION 기술은 다양한 솔루션에 적용될 수 있도록 통합 및 확장성이 뛰어난 B&R 제품군과 함께 고성능의 기계를 제작하는데 안성맞춤이다.
이 reACTION 기술의 이점은 세 가지로 요약할 수 있다. 즉, 기계속도를 빠르게 해주고, 더 높은 포장 품질을 제공해주며, 제품 원재료를 절감시켜준다는 것이다.

X20 I/O
 

-reACTION 기술은 프로그램이 CPU를 거치지 않고 분산 I/O 모듈에서 실행된다는 것이 핵심인가.
▲그렇다. 최저 1μs의 응답시간을 달성하기 위해 내부의 데이터 전송을 없앴다. 이것은 네트워크와 컨트롤러의 부하를 감소시키고, 요구에 맞도록 성능을 최적화시킨다. 즉 앞서 애기했듯이 reACTION 기술은 추가비용 없이 기계의 성능을 크게 향상시켜 준다.

-응답 시간 1μs의 구현은 B&R이 처음인가.
▲포장기계가 빨리, 정확하게, 고 품질의 성능을 내는 것은 당연하다. 따라서 응답속도가 빨라야 하는 것이 핵심이다. 1μs의 응답시간 구현은 B&R이 최초다.

-방금 얘기한 NetTIME 기술은 어떤 것인가.
▲나노초 범위의 정확도로 POWERLINK를 통해 실시간 클럭 동기화를 제공하는 기술로서, NetTIME은 여러 엔코더의 위치 및 분산 I/O를 동기화할 수 있도록 해준다. reACTION과 NetTIME은 제어성능의 새로운 패러다임을 가져다준다.
NetTIME 기술은 병 방향을 감지하는 로터리 라벨링 기계에 있는 것과 같은 고가의 지능형 센서를 대체하는데 사용될 수 있다. 샘플타임 50μs의 아날로그 입력 모듈은 병을 스캔하고, 시간당 최대 80,000병까지의 정확한 병 정렬을 위한 데이터를 제공할 수 있다.
접착슈팅, 코드 스탬핑 및 불량 제품 분류와 같은 다른 고속기계 기능은 분산 I/O와 모션 제어를 동기화하는 B&R의 reACTION과 NetTIME 기술을 결합시킬 수 있다. 디지털 출력은 125ns의 분해능으로 제어될 수 있으며, 등록마크 또는 제품감지와 같은 빠른 입력신호는 1μs의 타임 스탬프로 기록된다.

-reACTION 및 NetTIME 기술 외에 기계의 성능을 최대한 발휘하게 하기 위해 B&R은 모션 컨트롤 측면에서 어떤 기술을 제공하나.
▲모션 컨트롤과 관련해, B&R의 지능형 ACOPOS 서보 드라이브는 매우 짧은 스캔타임과 400μs 또는 컨트롤 루프에서 50μs의 통신 사이클로 작동한다. 이것은 최신 포장기계의 요구조건을 모두 만족시키는, 매우 빠르면서 이벤트-구동 캠 전환을 가능하게 한다. 전자 캠 프로파일 편차는 네트워크 또는 제어 시스템에 의해 영향을 받지 않고, 어플리케이션에서 사용되는 실제 및 가상 축의 수에 독립적으로 매 400μs마다 자동으로 계산된다. 

-B&R은 SafeMotion Control이 포장기계의 가동시간을 증가시킨다고 얘기하고 있다. 이것은 어떤 의미인가.
▲제품 및 패키지 전환, 등록 마크 수정, 컷 앤 실 기능, 벨트 추적 및 제품처리는 온 더 플라이 모션 프로파일의 몇 안 되는 포장작업이다.
B&R의 Cam Profile Automat은 컨트롤러에서 어떠한 새로운 계산도 필요 없이 기계 작업자들이 동적으로 모션 프로파일을 변경할 수 있게 해준다.
B&R의 SafeMotion Control은 그 어떤 포장기계의 가동시간도 확실히 증가시킬 수 있다. 전체 시스템의 제어를 유지하면서 기계적인 조정 또는 생산라인에 걸린 제품을 제거할 수 있기 때문이다. 결과적으로 더 안전한 기계는 향상된 작업자 보호뿐만 아니라, 더 높은 생산성까지 얻을 수 있다.

-포장기계 업체에게 로보틱스의 통합이 중요한 이유는 무엇인가. 또 B&R은 이러한 트렌드에 맞춰 어떤 솔루션을 제공하고 있나.
▲스카라 로봇 및 델타로봇이 정렬 및 배치용 기계에 포함되는 것은 성능을 향상시키기 위한 모션제어와 기계의 I/O를 완벽하게 동기화하기 위해 필요하다. 기계 외부에 인간형 또는 4축 팔레타이저가 있을 경우, 로봇은 완전한 기계이며, 이때 유연성 및 성능을 끌어 올리는 열쇠는 주변의 포장기계에 완전히 통합되는 것이다.
B&R은 요구사항에 대한 두 가지 유형의 솔루션을 보유하고 있다.
Automation Studio에서 운동학의 다른 모든 유형에 대한 변환의 종합적인 세트를 통합함으로써, B&R은 PLCopen Part 4를 사용해 IEC 61131을 준수하며, 로봇 및 모션제어를 쉽게 동기화했다. 이것은 B&R이 강조하는 개방형 표준과 유연성을 위한 노력의 결과이다.

-글로벌 시장에서의 B&R 포장 레퍼런스를  몇 가지 소개해 줄 수 있나.
▲패키징과 관련된 레퍼런스는 나열하기가 어려울 정도로 많다.
전 세계 음료포장 업계 NO. 1인 Krones와, Sidel, 제약업계 리더인 IMA, Mediseal, Food 포장 업체 ULMA 등, 포장업계의 3대 시장인 식품과 제약, 음료분야의 메이저급 포장기계 업체의 상당수가 우리 B&R의 고객이다.
이 가운데 Sidel사가 좋은 Success Story가 될 수 있는데, 이 고객은 프랑스와 이태리에 음료포장 공정을 운영하고 있는 글로벌 기업으로서, 20개 공장을 운영하고 있는 미국의 엔드유저에 이 Sidel 사의 기계가 도입이 됐는데, 포장과 관련된 전체공정에 우리 B&R의 솔루션이 적용이 됐다.

-한국의 포장업계 수요를 어떻게 전망하나.
▲한국 시장에서의 포장솔루션의 성장세를 높게 보고 있다. 현재 한국 업체들은 수출을 많이 하고 있고, 포장업체의 경우에도 이미 15%의 업체가 해외로 수출을 하고 있다.
포장분야에서 가장 큰 시장이 아시아, 남미, 아프리카 지역으로, 한국의 포장기술을 리드하는 15%의 기업들이 앞으로 더 많은 수출을 할 수 있을 것으로 예상이 되며, 이 업체들이 기술투자 계획을 가지고 있어서 향후 한국의 포장산업은 성장할 것으로 낙관하고 있다.
포장업체들이 해외로 수출을 하는 시점에서, 우리 B&R이 어떻게 이 업체들을 지원할 수 있을 것인가 하는 점이 우리의 과제다. 우리 B&R은 전 세계에 지사와 오피스가 운영이 되고 있기 때문에, 고객들이 빠르게 서비스와 지원을 받을 수 있다는 점도 B&R의 성장에 중요한 역할을 하고 있다.
특히, 20명의 인원으로 조직된 글로벌 포장 솔루션 팀이, 고객들이 해외로 장비를 수출할 때 전문적인 기술 지원을 하고 있다.

드라이브에 모터가 통합된 ACOPOSmotor
 

-향후 포장 솔루션의 기술 트렌드를 어떻게 예상하나.
▲향후 몇 년 안에 다가올 트렌드 가운데 하나로 예상되는 것이 ‘인라인 디지털 프린팅’이다.
과거에는 종이가 들어가서, 인쇄가 되어 포장업체에 와서 작업이 됐지만, 인라인 디지털 프린팅은 패키징 안에 프린팅이 미리 포함이 돼서 작업공정을 쉽고 빠르게 해주는 기술이다. 인라인 디지털 프린팅은 고객이 인터넷을 통해 자신이 원하는 문구를 주문하면, 인쇄와 포장을 한꺼번에 진행을 한다. 이 인라인 디지털 프린팅은 맞춤화된 포장(커스터마이징)을 디자인할 수 있게 해줄 뿐 아니라, 기존의 라벨을 대체한다. 비용을 더 많이 지불하고서라도 나만의 것을 원하는 개인화(Idivisalization) 경향이 점차 강해지고 있기 때문에, 앞으로 이 시장이 새롭게 열릴 것으로 예측이 되고 있다. 코카콜라와 같은 업체에서는 이미 병 라벨작업을 없애고, 이 인라인 디지털 프린팅을 하고 있다.
이것은 프린팅과 포장의 혁신적인 조합의 일종으로, 향후 몇 년 동안 포장기술을 주도해 나갈 것으로 보인다.
B&R은 포장뿐만 아니라 프린팅 분야에서도 전 세계적인 강자이기 때문에, 포장과 프린팅 이 두 산업의 융합(Convergence)을 구현하는 통합 솔루션을 공급할 수 있는 전 세계에서 몇 안 되는 기업이다. 
또 포장과 로봇, 비전의 통합 역시 트렌드로 다가오고 있다.

-B&R의 포장 솔루션 시장 확대전략은 무엇인가.
▲OEM부터 엔드유저 모두에게 가장 최적의 통합 솔루션을 제공함으로써, 우리의 시장을 확대해 나간다는 것이 B&R의 기본전략이다. 여태까지 해왔던 것처럼, 고객과 가깝게 일하면서, 고객의 요구사항을 최대한 반영하는 커스터마이징 비즈니스를 보다 강화해 나갈 계획이다.