지금은 4차 산업혁명, 스마트 팩토리의 시대입니다.
최근 5~6년 전부터 자동화 생산 및 플랜트 업계를 강타하는 키워드가 있습니다. 유럽 그중에서도 독일을 필두로 내세운 슬로건인 '4차 산업혁명(Industry 4.0)'과 '스마트 팩토리(Smart Factory)'가 그것일 것입니다.
아마도 현업에서 생산관리나 프로젝트/유지보수 업무를 수행하시는 관련자분들 께서라는 한 번쯤은 들어보셨을 것이라 생각됩니다. (한동안 열풍처럼 불다가 최근에는 초기투자비와 그 실효성에 대한 의문 등으로 관심이 조금은 줄어든 거 같습니다.)
스마트 팩토리는 말 그대로 똑똑한 공장을 만들자는 것일테고 4차 산업혁명은 무엇일까요?
먼저 증기기관에 의한 1차 산업혁명이라는 것을 생각해 볼 필요가 있습니다. 세계사 책에서 한 번쯤은 들어봤을 제임스 와트의 증기기관으로 촉발된, 가내 수공업과 인력에 의한 산업구조에서 대량 생산과 증기기관과 연결된 기계장치에 의한 생산으로의 변화 그로 인해 폭발적인 생산성 향상을 불러온 역사적 사건이었죠.
그 이후, 모터와 컨베이어 벨트를 도입한 대량생산 체제인 2차 산업혁명, PLC와 로봇 등 컴퓨팅 파워를 이용한 제어를 도입한 3차 산업혁명을 거쳐 현재는 가상과 현실을 통합한 사이버 물리 시스템(Cyber Physical System)을 키워드로 하는 4차 산업혁명에 다다르게 되었습니다.
이를 도식화 해보면 아래와 같습니다.
한 눈에 보기에도, 점점 진화해 가는 산업현장의 모습을 보실 수 있는데요. 4단계로 압축해서 설명하고 있지만 실제 현장에서는 PLC & DCS 제어 시스템, 인버터 혹은 서보 모터의 모션 제어, 다양한 규격의 필드 버스 통신 시스템, 공정 개선을 위한 Vision 시스템, 사람을 대신할 컨베이어 & 로봇 등 다양한 분야에서 각기 다른 모습으로 발전하고 있는 모습을 볼 수 있을 것입니다.
거기에 가상 물리 시스템(Cyber Physical System) 개념을 더한 것이 4차 산업 혁명이 되겠습니다.
그렇다면 4차 산업혁명, 가상 물리 시스템을 위해서는 어떤 것이 필요한 것일까?
자동화 생산 공정이나 플랜트에서 PLC나 DCS를 이용하여 센서와 같은 입력을 받아 모션제어를 하고 다른 컨트롤러와 통신하고 로봇과 컨베이어가 일사불란하게 움직이는 모습을 상상해 봅시다.
아마도 아래와 사진과 같은 모습과 비슷하겠지요?
그렇다면, 컴퓨터에 의한 자동 공정 제어만 이루어 진다고 4차 산업혁명이라고 할 수 있을까요?
국가나 FA 공급업체마다 각각 정의하는 내용은 조금씩 다르지만,
4차 산업혁명을 달성하기 위해서는 자동화 뿐만 아니라 가상 물리 시스템의 도입이 되어야 한다고 이야기하고 있습니다.
가상 물리시스템 (Cyber Physical System)
실제 현장과 인공지능에 의한 가상공간의 연결하여 통합 관리하는 것을 의미하는 것으로 아직 생소한 개념일 것입니다. GE 같은 경우는 해당 솔루션을 Digital Twin이라고 명명하여 제공하고 있지요.
가상과 현실을 연결하고 관리하기 위해 가상 물리시스템에서 대표적으로 구현해야 하는 요소로서는,
- 사물 인터넷 IoT(Intenet of Things)를 이용한 연결성(Connectivity) 확보
- 연결된 모든 것을로 부터 수집된 엄청난 양의 빅데이터 (Big Data)
- 수집된 데이터를 보관 및 공간 제약 없이 활용 가능하도록 하는 클라우드 시스템
- 수집된 데이터를 분석하여 제어 및 의사결정에 활용하는 인공지능 AI
가 대표적으로 거론되고 있습니다. (FA 공급업체나 관련 기관들마다, 위에 요소에서 로봇이나 3D Printer, AR & VR 등 몇몇 요소를 더하기도 합니다.)
위 내용에 이어서,
본 카테고리에서는 앞서 소개한 스마트 팩토리 및 4차 산업혁명과 그 개별 요소인 IoT 연결과 데이터 수집, 인공지능 분석 등에에 대해서 각각 포스팅하도록 하겠습니다.
'💗' 도움이 되셨다면 아래 공감 버튼 클릭 부탁드립니다. 감사합니다.
'유지보수 & 공정개선 > 스마트 팩토리 & PHM' 카테고리의 다른 글
| PHM (4) - PHM 데이터 보관하기 : RTDB 활용하기 (0) | 2023.04.10 |
|---|---|
| PHM (3) - PHM 준비 : 데이터 수집하기 2편 - Python 활용하기 (0) | 2023.04.04 |
| PHM (2) - PHM 준비 : 데이터 수집하기 1편 (feat. OPC UA) (0) | 2022.02.13 |
| PHM (1) - PHM(건전성 예측 및 관리) 소개 (0) | 2022.01.14 |