지난 5년간 정보기술(IT)은 클라우드로 빠르게 이동하고 있다. 가트너(Gartner)에 따르면 2024년까지 IT 지출의 45%가 클라우드로 이동할 것으로 예상되며, 그 다음은 운영 기술이다.

그럼 정보기술의 미래는 어떤 모습일까? 설계, 시운전 및 생산 최적화에 필요한 자원을 투자하기 전에 신규 제품 또는 공정 설계를 시뮬레이션한다고 상상해 보자. 많은 비용을 들여 출장 갈 필요 없이 어디에서든 즉시 고객 장비를 지원할 수 있다고 생각해 보자.
이는 시작에 불과하다. 혁신 가속과 확장성 개선부터 민첩성 향상, 운영 간소화 및 비용 절감에 이르기까지 클라우드에서 서비스형 소프트웨어(SaaS)는 여러분의 비즈니스를 완전히 변화시킬 수 있는 잠재력을 지니고 있다.
 

1. 업무 방식 간소화

업무가 복잡하다고 업무 관리 방식까지 그럴 필요가 없다. SaaS 소프트웨어는 비즈니스 방식 간소화를 지원한다.
클라우드를 통해 온디맨드 확장이 가능하므로 사용자와 컴퓨팅 성능을 그 어느 때보다 쉽게 추가하거나 제거할 수 있다. 이뿐 아니라 SaaS를 사용하면 직원들이 설치나 유지보수를 위해 IT에 의존할 필요 없이 최신 버전의 소프트웨어에 항상 액세스할 수 있다. 또한, 클라우드에서 소프트웨어 및 애플리케이션을 확장함에 따라 하드웨어 및 소프트웨어 자본 비용을 절감할 수 있다.

제조를 위한 클라우드가 온프레미스 소프트웨어, 하드웨어 및 물리적 액세스를 완전히 대체하는 것은 아니지만, 기존 시스템을 확장하는 새로운 기능을 제공하여 효율성을 창출하고 협업을 개선할 수 있다.
  

2. 혁신 레벨 업

혁신은 진화하는 고객 요구를 충족하고 경쟁에서 앞서 나가는 방법이다. 클라우드에서 SaaS를 통해 자신만의 디지털 랩을 바로 사용할 수 있으므로 실제 세계에서 발생하는 위험과 비용 없이 테스트를 수행하고, 생산 문제를 해결할 수 있다.

기존 생산에 미치는 영향을 줄이면서 협업이 용이하고, 더 빠르고 저렴한 비용으로 새로운 작업을 시도할 수 있는 기능을 통해 무엇을 달성할 수 있는지 생각해 보자. 클라우드의 SaaS는 이것을 가능하게 할 뿐만 아니라 더욱 가까이 도달할 수 있게 해준다.

더 나은 데이터 품질, 더 큰 데이터 세트를 연관시킬 수 있는 향상된 컴퓨팅 성능, 산업 수명주기 전반에 걸친 단일 디지털 스레드를 통해 운영을 최적화하고, 미래의 설계 반복을 한 차원 끌어올릴 수 있다.
 

3. 시스템 지원 방법 재구상

클라우드를 통해 장소 및 시간에 구애받지 않고 시스템과 장비를 관리할 수 있다. 즉시 장비 구축을 위한 연결을 관리, 구성 및 시작할 수도 있다.

생산 요구사항에 더 빨리 대응할 수 있다는 것은 더 신속하게 해결책을 찾을 수 있음을 의미하며, 이를 원격으로 한다는 것은 이동 시간 및 비용을 소모할 필요가 없음을 의미한다. 정기적인 클라우드 지원 원격 유지보수는 비상 상황 발생 가능성을 더욱 낮춰준다. 이것이 끝이 아니다. 클라우드에서 이러한 수준의 원격 연결성은 보다 사전 예방적인 지원 모델을 비롯해 미래에는 더욱 큰 것을 의미할 수 있다.

생산 현장의 데이터는 생산성을 개선하기 위한 결정을 자동으로 내릴 수 있다. 설계 맥락, 운영 정보를 예상하지 못한 가동 중단 시간을 예측하고, 예방 지원하며, 가동 중인 작업을 더욱 효율적으로 만드는 데 사용할 수 있다. 이는 가동 중단 시간을 줄이고, 생산성과 운영 효율성을 높여 낭비를 최소화하고, 수익률 증가시키는 등의 이점을 제공하며, 멀리 떨어져 있는 현장 운영에 특히 유용하다.

4. 확신 있는 설계와 혁신을 지원하는 SaaS 제품

클라우드에서 서비스형 소프트웨어(SaaS)가 가진 이점이 자동화 소프트웨어의 미래를 재구성하고 있다. 이는 당사가 Microsoft와 협력하여 Azure 플랫폼에서 Factory TalkⓇ Hub™을 개발하는 데 있어 주요 고려 사항이다. 그 과정에서 얻은 교훈은 최상의 솔루션을 찾기 위해 이미 있는 것을 다시 만드느라 시간을 낭비할 필요가 없다는 것이다. 그 대신 우리는 다른 산업에서 입증된 기술을 적용하고, 이를 수정 및 조정하고, 생산 환경을 위해(고유하고 즉각적인 가치를 창출하기 위해) 자체적으로 학습한 것들을 추가했다.

무엇보다 당사는 FactoryTalk Hub 제품군에 대한 새로운 클라우드 네이티브 애플리케이션 항목인 FactoryTalkⓇ Design Studio™를 제공하는 마지막 단계에 있다. 이는 컨트롤러 프로그래밍을 시작으로 다중 컨트롤러 프로젝트 지원을 통해 사람들이 시스템에서 협업하는 방식을 간소화하는 온디맨드 솔루션을 갖춘 현대적인 설계 환경을 제공할 것이다. 최신 소프트웨어 개발 방법론을 친숙한 자동화 소프트웨어 기능에 통합하여 전례 없는 수준의 유연성을 제공한다.

• 설계 유연성 : 일부 제어 시스템 프로그래머는 래더 및 펑션 블록 프로그래밍을 위해 유지보수 직원이 직관적으로 사용할 수 있는 그래픽 편집기를 사용하는 것을 선호한다. 텍스트 기반 언어를 사용하여 개발하는 것이 더 효율적이라고 생각하는 프로그래머도 있다. 전통적으로 보면 많은 프로그래머가 사용하기 쉬운 것을 유지보수 담당자가 사용하는 것이 쉽지
않으며, 두 언어가 다르기 때문에 프로그래머들은
타협해야 했다. 하지만 이제는 다르다. FactoryTalk Design Studio를 사용하면 동일한 로직과 코드를
텍스트 또는 그래픽으로 생성하고 볼 수 있다. 이는 사용자의 선택이다. 프로그래머는 자신이 어떤 편집기를 사용하든 코드가 양쪽 모두에서 사용 가능하며, 동일하게 실행될 것이라는 확신을 가질 수 있다.
프로그래머는 자신이 제공하는 것이 동료 및 다른
협업자 다운스트림의 요구를 충족한다는 확신을
가지고 자신이 원하는 작업 방식을 스스로 선택할 수 있다.

• 사용자 중심 협업 : 시스템 규모가 더욱 커지고 복잡해지며, 팀이 더욱 분산됨에 따라 더 나은 협업에 대한 필요성이 커졌다. 사람들은 상대방의 업무에 개입해 기분 상하거나, 중복 편집으로 갈등이 발생하는 상황을 피하기 위해 종종 고립된 역할을 하도록 강요받는다. 이러한 제한 사항은 프로그래머가 동시에 작업하는 것을 방지하여 속도가 늦어질 수 있다. 소프트웨어 개발 업계는 모든 규모의 프로젝트를 안정적이고, 효율적으로 처리하도록 설계된 분산 버전 제어 시스템을 통해 이 문제를 해결했다. 이제 FactoryTalk Design Studio는 이와 같이 입증된 기술을 활용하여 산업 자동화에서 다중 사용자 협업을 실현한다. 직관적인 협업 툴, 자동화된 변경 사항 추적 및 충돌 관리 기능을 통해 사용자는 팀 생산성을 크게 높일 수 있다.
• 안전한 스토리지로 안심 사용 : 모든 프로젝트에는 데이터 호스트가 있는데, 프로젝트 수가 증가함에 따라 이러한 파일을 정리하여 문서화하고, 한 곳에서 모두 검토하는 일은 번거로울 수 있다. 하드 드라이브가 충돌하거나, 위치가 잘못된 경우 파일이 손실될 수 있다. 게다가 새로운 라인 개발의 일환으로 또는 컴퓨터를 사용할 수 없게 만들고, 엔지니어링 효율성을 저해할 수 있는 다른 이유로 프로젝트 파일을 업그레이드하는 데 추가적인 시간이 소요된다.

문제 해결을 위해 로크웰 오토메이션은 FactoryTalkⓇ Vault™를 개발하였다. 클라우드 네이티브 보안 산업용 파일 스토리지는 참여자 및 조직과의 역할 기반 공유를 가능케 하여 협업을 강화하고, 시스템 전반에 걸친 변경 사항에 대한 파일 기록을 유지하고, 프로젝트 파일을 함께 그룹화한다. 또한 모든 변경 사항을 기록하는 버전 제어 시스템이 포함되어 있어 파일을 안전하게 보관하고, 필요한 경우 복구할 수 있다. 그리고 이 솔루션은 컨트롤러 프로젝트 파일의 심층 분석을 통해 설계에 관한 더 뛰어난 통찰력을 제공한다.

SaaS와 결합한 클라우드 네이티브 제품의 적응성으로 어디에서나 액세스가 가능하며, 분야별 역할이 다른 팀원 간의 협업이 더욱 용이해지고, 하드웨어를 가상으로 구축, 테스트 및 시운전하여 처음부터 올바른 품질을 달성할 수 있다. 팀워크 활성화, 생산성 향상 및 새로운 차원의 유연성, 바로 이것이 로크웰 오토메이션이 FactoryTalk Design Hub를 통해 제공하는 이점이다.

본고는 Automation Today 73호(COVER STORY)의 내용이다.
 

생명과학 산업에서
디지털 트랜스포메이션 아키텍처 설계 방법

통합 시스템은 디지털 트랜스포메이션의 기반이다. 전 세계에 걸친 시설 내 수천 대의 장비에서 생성한 데이터를 통해 중요한 통찰력을 얻으려면 생명과학 제조업체는 새로운 정보 전략을 채택해야 한다. 디지털 사일로(Digital silo : 데이터가 격리되어 활용됨)에서 시설을 운영하고, 제대로 통합되지 않은 시스템을 이용하는 경우에는 전사적 가시성을 구축하는 것은 거의 불가능하다. 산업 기업을 위해 구축된 인텔리전트 아키텍처만이 디지털 트랜스포메이션 가치 실현에 필요한 연결성과 제어 기능을 제공한다.

인텔리전트 아키텍처는 시스템이 실행하고 작동하는 프로세스에 인텔리전스를 구축하여 제어를 확립하고, 가변성을 감소시킨다. 지식 기반 운영은 생산을 제어하는 자산과 프로세스 간의 원활한 상호 연결에 의존한다. 제어 시스템은 프로세스의 편차를 예측하여 최적의 상태 유지를 위한 위한 조처를 하도록 능동적인 운영 안내를 제공한다.

인텔리전트 아키텍처 설계의 핵심은 원활한 양방향 데이터 흐름이다. 생산을 관리하는 시스템은 생산 제어를 모니터링할 뿐 아니라 영향을 미칠 수도 있어야 한다. 그러나 생산 환경은 복잡하고, 생산계획은 정보와 제어만큼이나 성공에 필수적이다. 진정한 디지털 트랜스포메이션을 실현하려면 상호 연결된 아키텍처를 통해 작업 현장부터 최상층에 이르는 모든 시스템을 통합해야 한다.

범용 연결성
모든 디지털 트랜스포메이션 여정의 시작은 연결성이다. 범용 연결성을 통해 기계, 장비, 인력 등과 같은 운영에서 생성된 정보를 보다 상위 시스템에서 사용할 수 있다. 데이터 집계와 통합을 위한 단일 지점은 모든 디지털 트랜스포메이션 이니셔티브가 따라야 할 기반을 구축한다.
운영 기술(OT) 장비 및 시스템에 대한 연결 구축에는 재검증이 필요치 않다. 생명과학 제조업체는 읽기 전용 연결을 통해 자사 제어 시스템에 대한 변경 없이도 풍부한 OT 데이터 가시성을 확보할 수 있다. 이는 성능에 대한 유의미한 통찰력을 제공하고, 향후 프로세스 개선을 위해 실제 적용 가능한 통찰력을 이끌어낸다.
제조 작업 관리
생산 제어 및 정보 관리 시스템은 디지털 트랜스포메이션의 핵심이다. 이러한 시스템은 현재 운영 상태를 모니터링하고, 실행 가능한 작업 흐름을 관리하여 최적의 처리량을 유지하고, 품질 표준을 능가한다. 운영 관리 시스템의 정보를 이 계층에 통합하여 제조업체는 제어 또는 정보만으로 가능한 것보다 더 높은 수준의 일관성을 얻을 수 있다.
또한 이러한 시스템은 지속적인 개선 및 에러 방지 이니셔티브를 촉진한다. 중요 생산 콘텍스트를 데이터에 추가하는 통합 정보 지원 전략은 기계와 제품 수준 콘텍스트에 대한 통찰력을 제공하여 향후 분석 프로젝트를 풍요롭게 한다.
전사적 통합
폭넓은 전사적 통합으로 시설을 시장 요구에 맞게 조정할 수 있다. 전사적자원관리(ERP) 같은 전사적 시스템은 제조작업관리(MOM) 같은 생산 제어 시스템에 가치 있는 생산 계획 콘텍스트를 제공한다. 따라서, 고객 주문에 따른 자율적인 생산계획과 실행이 가능하다.
생명과학 기업은 인텔리전트하고 고립된 시설을 넘어 인텔리전트 시설 네트워크 구축을 시작해야 한다. 이는 전사적 차원의 생산에 대한 가시성을 제공하고, 네트워크 전체에 걸친 동적 스케쥴링을 가능케 하여 시장 출시 기간 단축과 재고 비용 절감을 실현한다.

운영 인텔리전스
운영 인텔리전스는 디지털 트랜스포메이션의 핵심이다. 산업 분석은 운영 데이터를 실제 적용 가능한 통찰력으로 변환하여 혁신적인 역량을 제공한다. 상호 연결된 아키텍처로 분석 모델을 엣지에서 클라우드에 이르는 모든 곳에 적용하여 중요한 통찰력을 얻고, 적절한 조치를 지시할 수 있다. 이러한 처방적 통찰력은 현재 상태에 변경이 미치는 영향을 지속해서 모델링하고, 최적 작용을 식별하여 프로세스 최적화를 촉진한다.

지식 기반 운영
분석의 가치는 적시에 적합한 사람과 시스템에 통찰력이 연결된 경우에만 실현된다. 알맞게 설계된 인텔리전트 아키텍처에 내재한 양방향 데이터 흐름은 자산 또는 시설 차원의 정보 기반 생산 제어를 가능케 한다. 자율 시스템은 생산 프로세스에서 인적 오류를 제거하고, 보다 일관된 결과를 제공한다. 그러나 지식 기반 운영의 이점은 시스템에 제한되지 않는다. 통합 증강 현실 솔루션을 갖춘 운영자는 실시간 경고 알림과 처방적 통찰력을 확인할 수 있어 정보에 기반한 의사결정을 내리고, 생산 효율성을 달성할 수 있다.

시설 전반에 걸친 작업자 경험 개선

1) 엔지니어링 설계
생산 결과에 대한 확신이 없는 경우 기존 라인에 대한 변경 사항을 검증하는 것은 의미가 없을 수 있다. 엔지니어는 작업 및 디지털 트윈 시뮬레이션의 풍부한 데이터에 액세스하여 조직이 실제 물리적인 변경을 하기 전에 프로세스 개선의 영향을 조사하고 확인할 수 있다. 엔지니어가 이런 액세스 기능을 통해 품질과 처리량 개선을 확인할 수 있어 재검증 프로세스 위험이 감소한다.

2) 운 영
하나의 창에서 실시간 생산 데이터와 처방적 분석 정보에 액세스하여 작업자가 작업에 필요한 내용을 추측할 필요가 없다. 역할 기반 대시보드 보기 기능과 처방적 안내를 받는 연결된 작업자는 생산 문제를 식별하여 손실 발생을 방지할 수 있다. 또한 증강현실을 통한 시각화된 디지털 작업 지침이 작업장에 온디맨드 핸즈프리 안내를 제공하여 프로세스 오류를 줄이고, 문제 해결을 촉진한다.
3) 유지보수
점점 더 복잡해지는 장비 및 유지보수 절차를 지속해서 학습하고 이해하는 것은 모든 엔지니어, 특히 역할을 새로 담당하는 엔지니어에게 어려운 일이다. 그러나 엔지니어가 예측 정보와 디지털 작업 지침 시각화 정보에 액세스할 수 있다면 더 높은 최초 수리 성공률을 달성하고, 해결 시간을 단축할 수 있다. 또한, 실행 가능한 작업 흐름과 자동 기록 관리를 통해 장비 캘리브레이션과 청소 절차가 일정대로 완료되는지 확인할 수 있다.
4) 품질 보증
디지털 기록 관리는 검토 프로세스를 단순화하여 규정 준수를 간소화하고, 배치 릴리스를 가속한다. 전자 배치 기록은 사람의 개입 없이 생산 전반에 걸쳐 품질 및 규정 준수에 관한 핵심 정보를 자동으로 정보화한다. 이를 통해 정확한 데이터에 즉시 액세스할 수 있으며, 예외적인 경우에는 실시간으로 검토할 수 있다. 품질보증팀이 품질 검토를 위해 배치 완료 시점까지 기다릴 필요가 없다.
5) 생산계획
글로벌 공급망을 관리하고, 공급 차질에 적응하는 것은 생산계획의 뉴 노멀이 되었다. 종단 간의 공급망 통합은 전사적인 원재료 재고, 유통기한, 진행 중인 작업 및 고객 수요에 대한 완벽한 가시성을 제공한다. 생산계획 관리자는 이러한 정보를 통해 운영 비용을 최소화하는 동시에, 시장의 요구사항을 충족하도록 생산 일정을 역동적으로 계획할 수 있다.

6) IT/OT 관리
생산 및 IT 시스템이 통합되고 책임이 공유됨에 따라 IT/OT 융합 능률화가 매우 중요하다. 상호 운용 가능한 IT 및 OT 시스템은 새로운 애플리케이션이 아키텍처로 통합되는 프로세스를 대폭 단축하고 단순화한다. 또한 다양한 안정성과 지원을 제공하는 포인트 솔루션과 주요 플랫폼을 통해 IT 관리자는 디지털 트랜스포메이션 아키텍처가 지속성을 제공하고, 안정성을 인정받은 플랫폼에 구축되었다는 사실에 안심할 수 있다. 인텔리전트 아키텍처를 기반으로 구축된 전사적 트랜스포메이션 전략에 투자하는 기업은 시장의 변화에 적응하고, 미래 기회를 활용할 수 있는 최고의 요건을 갖추게 될 것이다. 통합 기술은 실시간 의사결정과 모든 상황에서 운영 최적화에 필요한 정보 액세스를 제공한다.
본고는 Automation Today 73호(Application Profile)의 내용이다.