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인더스트리 수트를 통한 생산성 향상과 통합 자동화 구현 방안

클라우스 부허러(Klaus Wucherer), 씨멘스 AP 총괄 회장

부허러 회장은 지난 4월 11일부터 15일까지 열린 세계 최대의 산업 자동화 박람회인 하노버 박람회(Hannover Mess)에서 씨멘스에 의해 선보인 새로운 기술들은 급변하는 환경에서의 수익성과 경쟁력 유지를 기대하는 많은 제조 업체에 중요한 의미를 갖고 있다고 밝혔다.

하노버 산업 박람회 첫날에 열린 기자 회견에서 씨멘스 AG의 아시아 태평양 총괄 회장인 클라우스 부허러(Klaus Wucherer)는 씨멘스의 혁신으로 고객들이 시장에서의 성공과 수익률을 얻게 될 때 이는 비로서 의미를 가진다고 말했다. 그는 특히 ‘연속성과 변화(Continuity and Change)’라는 화두를 던지고 씨멘스가 자동화의 측면에서 어떻게 이 두가지를 결합시켜 나가고 있는지를 설명했다. 또한 씨멘스 혁신 원동력(Siemens’ Power of Innovation)으로 하이브리드 자동화, 산업용 네트워크 및 RFID에서의 기술 개발 등을 부허러 회장은 제시했다.

클라우스 부허러(Klaus Wucherer), 씨멘스 AP 총괄 회장
클라우스 부허러(Klaus Wucherer), 씨멘스 AP 총괄 회장 (사진. 아이씨엔)

미래의 공장

미래 공장에서의 생산은 제품이 실제 현장으로 전해지기 전에 가상적으로 디스플레이와 시뮬레이션 되어지는 디지털 공장 안에서 미리 설계되어 질 것이다. 제품들은 생산 설계와 공정에 대한 최적 옵션을 적용하고 디지털 가상 공장을 통하여 성공적인 가동 여부를 확인 한 후에 공개될 것이다. 설계자와 공장 엔지니어는 자동 내장된 디자인 변경이 가능한 멀티미디어 스크린을 통해 처음으로 가상의 제품들을 디자인할 것이다. 제조업체, 인증기관, 대리점 그리고 사용자들의 요구사항이 공장 설계 단계 만큼 일찍 조정되고 속도와 가용성은 공장의 환경을 결정짓게 된다. 유지보수와 서비스 또한 이 기술 발전으로부터 많은 이익을 기대할 수 있다. 여기에는 예견에 의한 상태 중심의 유지보수가 규칙으로 자리잡고, 가상을 토대로 한 공장들의 건설과 개선도 포함된다. 전문 서비스 제공업체들이 각 지역별로 설치된 본부에서 작업하므로, 24시간 내내 고객들은 이들에 의한 기술 지원 서비스를 이용할 수 있게 된다. 부허러 회장은 “”저는 여전히 이것이 실현 가능한 시나리오라고 생각한다. 그러나 우리가 제조업자와 사용자들이 협력한 연구 성과와 꾸준한 개발 작업의 결과로 이 비전을 완수할 것이다””고 언급했다.

시장 혁신과 RFID

‘혁신(Innovation)’이 씨멘스의 우선 과제라고 밝힌 부허러 회장은 RFID(Radio Frequency Identification)가 기존의 기본 기술들로부터 세상이 놀랄 만한 혁신들을 어떻게 이끌어 낼 수 있는지를 보여주는 좋은 본보기 라면서, 씨멘스가 추진하고 있는 RFID의 전략과 트렌드를 제시했다. “RFID는 자동화에 대한 새로운 개념이 아니다. 지난 20년 동안 씨멘스는 생산과 로지스틱스, 배전분야에서의 여러 가지 애플리케이션들을 위한 RFID 시스템들을 공급했다”고 밝히고, 다음과 같이 RFID 사업의 중요성을 강조했다.

“그러나 현재 우리는 RFID가 로지스틱스와 데이터 관리를 합리화, 가속화하는 중요한 공헌을 한다는 인식을 한 후 이 기술이 아주 새로운 도전이라는 것을 깨닫고 있다. SIEMENS는 선박업과 창고업, 생산 제공업자에서부터 소매업자와 최종 소비자들 범위까지의 다양한 고객들을 위한 통합된 RFID 솔루션을 위해 협력하고 있다.”

씨멘스는 또한 2006년 말까지 미국과 유럽의 무선 주파수 범위를 식별하는 RFID 소프트웨어와 판독 장치를 위한 통합된 솔루션을 제공할 예정이다. 이는 창고 비용 절감, 생산에서부터 소비자까지의 효과적인 공급, 유통경로가 더 투명하고 능률적이게 하는 것을 목표로 한다. EPC(Electronic Product Code) 글로벌 그룹의 멤버로서, 씨멘스는 오랜 기간동안 산업과 업계를 위한 RFID 표준의 개발에 주도하고 있는 중이다.

특히 씨멘스는 현재 860~956 MHz UHF 범위에서 태그라고 불리는 데이터 전송자와 판독 기록 장치 사이의 장거리 통신을 포함하는 시스템을 개발하고 있다. 첫 UHIF 시스템 제품은 이번 하노버 박람회에서 처음으로 소개되었고, 판매는 올해 중순부터 시작될 예정이다.

또한 같은 기간에 EPC Global Gen 2 태그에 대한 상용화도 이루어질 전망이다. 특히 RFID는 여러 경험과 자본, 넓은 범위의 애플리케이션과 끊임없는 개발을 통해 기술적인 선두주자로 만들게 된다. 부허러 회장은 “씨멘스는 전 세계적으로 많은 산업 현장의 전문 지식과 자동화 산업에 대한 경험을 가지고 있다””며,” “우리는 초기 개발 단계에서 이 모든 노하우를 공개함으로써, 추가적인 기능들의 효력 발생과 우리의 고객들에게 시너지 효과를 제공하기 위함”이라고 피력했다.

산업 생산의 트렌드 고객들이 시장에서의 성공과 수익률을 얻을 수 있을 때, 혁신은 비로소 본래의 의미를 갖는다. 자동화 공급업자의 이익만을 위해서 혁신하는 것이 아니라 항상 시장과 고객의 요구를 중심에 두는 것이 필요하다. 국제 경쟁에서 최대의 트렌드는 ‘생산성’이다.

이 경향은 높은 효율을 위한 연속적인 탐구를 하는 모든 제조 산업에 걸쳐 발견되고 실적과 플랫폼 전략을 확장시킨다. 자동화는 이런 요구를 야기하게 된다. 결국은 넓은 범위에 걸쳐 현장 검증을 받은 최고 수준 제품들의 혁신적인 자동화 솔루션만이 경쟁적인 시장 가격에 맞춰 제작될 수 있게 될 것이다. 오직 그러한 제품들만이 급변하는 환경에서 수익률과 경쟁력을 유지할 수 있다.

많은 회사들이 글로벌 가격 경쟁에 맞서기 위해 하나의 큰 집단으로 합병하고 글로벌 생산 계획안의 플랫폼 전략에 더욱 더 의존하고 있다. 자동차 산업은 항상 자동화 산업 분야의 선두에 있는 동시에 공급자들은 더욱 더 특정 핵심 능력을 전문화하게 된다.

완벽한 모듈과 시스템을 구축하면 무엇이든 저가격 고품질로 생산하고 개발될 수 있다는 것이 하나의 트렌드로 자리하고 있는 것이다. 특히 완제품의 품질 보증을 위하여, 구성요소 간의 복잡하고 밀접한 상호 관계를 가진 생산 공정은 모든 생산 과정에 걸친 완벽한 통합을 요구한다.

산업 생산에 있어서의 또 다른 트렌드는 생산 공장의 운영자가 규정 단체와 협회 등으로부터 다수의 인증을 받는 것이다. 모든 공정과 생산 과정의 문서화에 대한 법적인 요구는 제약과 식음료 산업에서 가장 뚜렷이 나타나고 있다.

소비자 뿐만 아니라 입법자들이 제작 품질 허가를 한 후, 기술적인 구현은 OEM과 자동화 산업의 제공자와 파트너 간의 협력과 결부되어진 최적의 산업 정보 기술 사용을 요구하게 된다. 특히 위에서 언급된 제약과 식음료 산업은 또한 빠른 수정과 제품 변경을 고려한 고품질의 제품을 생산하도록 설계된 생산 라인의 중요성에 대해 말해준다.

이 분야에서 성공을 원하는 제조자와 공급자는 장기간의 중단 없이 갱신되고 수정될 수 있는 유연한 모듈 자동화 시스템을 제공해야만 한다. 이 때 생산 안전과 가용성은 가장 우선적인 사항이 된다. 또한 자동화에서의 IT 기술 애플리케이션이 어느 정도 발전 단계에 있다는 추세는 높은 생산성을 가져오는 주된 요인으로 작용한다. 하드웨어와 소프트웨어의 혁신주기는 점점 더 짧아지고 현대화와 갱신에 대한 지출은 높아지고 있다.

또한 업체들이 다른 몇몇의 공급자들로부터 자동화 요구사항을 만족시킨다는 사실은 더욱더 복잡하고 비싼 상이한 기술들에 대한 통합을 야기한다. 그리고 공급자가 짧은 수명의 기계와 플랜트들을 제공한다면 사용자는 즉시 위기사항에 직면하게 될 것이다.

나아가, 그런 공급자로부터 제공받은 통합 공정 시스템은 사용자에게 또 다른 비용부담을 요구할 수 있다. 부허러 회장은 “”여러 해에 걸쳐 우리는 꾸준히 제품의 통합이 보다 용이하도록 개발하였다. 이것은 개발의 의미 뿐만이 아니라 시장의 요구였다””면서, 이것이 “”개별적인 제품 개발과 판매에 치중하지 않고 시스템 개발을 추진하게 된 이유””라고 말했다. 이러한 시스템적 요구에 적합한 솔루션들이 80년대 초에 처음으로 개발되었으며, 90년대 중반부터는 Simatic S7, 저전압 스위치 제어장치인 Sirius , Sinamics와 Simotion과 같은 완벽한 시스템 제품군을 제공할 수 있게 되었다고 밝혔다.

결정적으로 1996년에 완벽하게 통합된 자동화 포트폴리오인 전 통합 자동화(TIA; Totally Integrated Automation)가 발표됨으로써 고객들에게 기술 혁신과 유연한 통합 자동화를 제공하게 되었다.

생산성과 지속적인 자동화

씨멘스는 전 통합 자동화(TIA)가 한 편으로는 혁신을, 또 다른 면에서는 투자 수익의 보호를 원하는 사용자들을 위한 기준 및 견고한 주춧돌 역할을 하고 있다고 밝혔다.

궁극적으로, TIA는 사용자의 생산 공장에는 긴 서비스 수명을 보장할 뿐만 아니라, 전환 및 확장 시 시간 및 효율성 획득으로 얻어지는 상당한 비용절감을 담보한다는 것이다. 오늘날, TIA는 특별히 하이브리드 자동화, 즉 생산 과정의 제작과 공정 단계들을 고려한 테크놀러지를 요구하는 분야들을 위한 이점을 제반 산업들에 제공하게 되었다고 전한다.

“TIA는 생산 및 공정 자동화의 수렴으로부터 하이브리드 자동화의 형태를 이루어내는 생산 잠재력의 개발을 위한 견고한 솔루션을 제공하는 것이 필요하다는 기초를 우리에게 보여준다. 바로 이러한 유형의 솔루션을 제공할 수 있는 단 하나의 공급업체가 씨멘스”라고 강조했다.

이러한 성공 스토리의 특별한 이정표는 Simatic PCS7 공정 제어 시스템이었으며, 이는 PLC 테크놀러지의 핵심기술이기도 하다. 주로 공정 산업에서 그 당시 많은 고객들에 의해 회의적인 시선으로 보여졌던 이들 테크놀러지 접근은 오늘날 폭 넓게 수용되고 있다.

지난해 씨멘스는 전세계적으로 PCS7 공정 제어 시스템을 포괄하는 2,150개의 프로젝트를 수주했으며, 현재 프로젝트의 수는 3,200 건을 넘어섰다. 이들 프로젝트는 주로 하이브리드 자동화가 활용되는 산업뿐만 아니라, 발전소와 같은 순수 공정 자동화를 사용하는 경우도 포함된다.

이러한 활발한 수요는 일차 공정 내 주요 컴포넌트인 PCS7이 마켓에서 제반 애플리케이션들을 위한 현대적이고 강력한 공정 제어 시스템으로서 보여진다는 것을 나타낸다. 산업용 네트워크와 IRT 산업용 네트워크는 수평적이고 수직적인 통합 자동화의 가장 핵심부에 위치하고 있음으로써, 모든 백본에 필드버스에서 고속 이더넷에 이르기까지, 무선 기술 WLAN에서 Real-Time 이더넷에 이르기까지 모든 면의 기초를 제공한다.

씨멘스의 Profinet은 자동화 중심 기능들을 IT 세계와 연동되도록 제공함과 동시에, 필드버스 통신을 이더넷 테크놀러지와 조합시킨다. Profinet은 자동화 분야의 통신 전반을 포괄하고 있는 것이다. 이는 표준 TCP/IP 통신에서부터, Profinet I/O에서의 소프트웨어 기반 리얼 타임 통신을 통한 제어 레벨은 물론, 모션 제어와 고난이도 제어 작업을 위한 등시성 리얼 타임(IRT) 네트워크에 이르기까지를 의미한다. 이와 관련하여 부허러 회장은 이번 하노버 박람회에서 등시성 리얼타임 이더넷을 위해 특별히 개발된 ASIC Ertec 400 제품을 소개했다. “”고도의 통합은 통합된 스위치 및 프로세서 기능성들이 비용의 절감을 지원함과 동시에, 작은 변화로도 프로피넷 테크놀러지가 구현될 수 있게 한다””고 밝혔다. ASIC은 씨멘스가 개발하고, 제작은 NEC 일렉트로닉스가 담당할 예정이다.

다수의 축들이 높은 정밀도로 동기화될 때, 등시성 리얼타임 이더넷은 다양한 수요와 복합 모션 제어 작업에 대해 상당한 혜택을 준다. ASIC을 기반으로 함으로써, 프로피넷은 1 밀리세컨드 미만의 결정적 전보 주기 시간과 1 마이크로세컨드 이하의 지터값을 갖는 실시간 통신을 제공할 수 있다.

이들 모두는 TCP/IP, http 또는 ftp와 같은 표준 IT 데이터 전송과 함께 동일한 버스에서 동시에 발생된다. 즉 시간 결정적인 모션 제어 작업은 운전 및 모니터링, 서비스 또는 진단 기능들을 위한 데이터 전송에 전혀 영향을 받지 않는다는 것을 의미한다. Profinet IRT는 이미 고도로 생산적인 작업을 보장하도록 31개의 축들이 조화롭게 배치된, 아우구스부르크(Augsburg) 소재 MAN Roland의 웹 오프셋 인쇄 압착기에 이미 적용되고 있다.

인더스트리 수트와 고객 지원

씨멘스는 컨피던스 센터와 인터스트리 수트(Industry Suites)에서 다양한 씨멘스 그룹간에 산업 중심의 협력으로 업계 사용자들에게 부가적 기능과 시너지를 제공할 예정이다. 부허러 회장은 “”우리는 기술 발전과 우리의 지역적 포지셔닝을 위해 자동화에 있어 전반적인 시스템과 서비스 포트폴리오를 확장, 보충하기 위해 모든 기회를 지속적으로 사용할 것”이라고 말했다.

인더스트리 수트는 씨멘스가 산업분야 고객들의 작업, 테크놀러지 및 공정들에 대한 더 깊은 통찰을 얻도록 도우며, 이러한 경험을 바탕으로 부가적으로 테크놀러지의 진보를 추진하도록 돕겠다는 것이다.

“우리의 연구 및 개발 가능성과 결합된 이러한 기초적인 작업은 보다 생산적인 자동화 솔루션을 이루어낸다. 우리 직원들의 능력은 우리 고객에게 자동화 전반과 전력 시스템 분야를 통틀어 특별히 통합 모듈형 제품, 시스템 및 서비스들을 포함하는 Cross-Group산업 조합과 온라인 산업 포털을 제공할 수 있게 한다.”

씨멘스의 서비스 포트폴리오에는 지속적으로 공장 현대화를 통한 공장 구성 엔지니어링에서부터 공장의 수명주기 전반에 걸쳐 지원하는 것까지 모두가 포함될 예정이다. 뿐만 아니라, 씨멘스는 지속적으로 기계적 엔지니어, 시스템 통합업체 및 솔루션 제공업체들과의 관계를 지속적으로 강화할 예정이다.

오승모 기자

오승모 기자
인더스트리어리 커뮤니케이션 네트워크 (산업통신망)의 오승모 편집장입니다. 산업용사물인터넷(IIoT)에서 산업기술에 대한 미래의 희망을 엿보고 있습니다.

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