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블로그: 기계 및 공장 데이터를 액세스 가능하게 하기

디지털 서비스가 가능한 기계 및 시스템을 최대한 활용하기 위해서는 필드 레벨에서 기계 및 프로세스 데이터에 반드시 접근할 수 있어야 합니다. Hilscher의 산업용 IoT 제품 관리 책임자인 우베 슈네프(Uwe Schnepf)가 디지털 팩토리 저널의 편집장과의 인터뷰에서 설명한 바와 같이, Hilscher의 포괄적인 IoT 생태계는 이 중요한 도전과제를 해결하고 있습니다.

텍스트: 로날드 하인제(Ronald Heinze)

유럽의 기계 및 시스템 제조업체들은 몇 가지 심각한 과제를 해결해야 하는 엄청난 압박을 받고 있습니다. 숙련된 노동자의 부족으로 혁신과 서비스 역량을 활용하는 능력이 한계에 부딪히고 있으며, 아시아 지역의 강한 경쟁이 판매와 시장 점유율에 부담을 높이고 있습니다. 이러한 도전 과제를 극복하고자, 생산성 향상, 고객 서비스 강화, 지능형 제품 개발, 데이터 중심의 비즈니스 모델 구축 등을 위해 자사 기계와 시스템을 상호 연결하려고 계획하고 있습니다.

디지털 서비스를 구현하기 위해서는 기계 제조업체가 기계 및 프로세스 데이터에 접근할 수 있어야 합니다. 또한 수집된 데이터를 구성하고 분석하며 유지 보수 목적으로 사용할 수 있는 생산 제어 시스템과 독립적으로 사용할 수 있는 특수 소프트웨어 툴이 필요합니다. 우베 슈네프는 엣지 게이트웨이를 포함한 엣지 관리의 중요성을 강조하며, 여기에는 엣지 게이트웨이를 필드버스나 산업용 이더넷을 통해 운영 수준에 통합하는 것, 엣지 게이트웨이 및 소프트웨어의 관리와 운영, 그리고 그 위에서 실행되는 특정 비즈니스 애플리케이션에 대해 강조합니다.

개방형 확장 가능한 IoT 생태계

Hilscher는 기계와 시스템의 네트워크 연결을 가능하게 하며, 확장 가능한 개방형 중앙 집중식 엣지 관리 플랫폼을 기반으로 하는 모듈식 솔루션을 제공합니다. 이러한 확장 가능한 IoT 생태계에는 다양한 엣지 게이트웨이, 중앙 장치 및 플릿 관리 솔루션, 그리고 사설 및 공용 클라우드 인프라를 통한 애플리케이션 관리가 포함됩니다. 사용자들은 제조 현장 및 클라우드에 연결하기 위해 컨테이너 기반 애플리케이션을 사용할 수 있으며, 시스템에서 애플리케이션에 특화된 자체 컨테이너를 사용할 수도 있습니다. 예를 들어, 사용자들은 netFIELD PROFINET Tap 앱 및 EtherCAT Tap 앱을 활용할 수 있습니다. 이러한 앱들은 해당 네트워크에서 컨트롤러 변경 없이 순수하게 수동으로 PROFINET 또는 EtherCAT 데이터 트래픽을 읽을 수 있게 합니다. Hilscher 매니저는 "가장 중요한 커뮤니케이션 시스템에는 이미 솔루션이 제공되고 있으며, 다른 솔루션들도 그 뒤를 이을 것입니다."라고 덧붙였습니다.

우베 슈네프는 Hilscher가 실제로 자동화를 위한 칩과 모듈을 제조 및 판매한다는 점을 강조합니다. "지난 7년 동안 우리는 엣지 컴퓨팅에 집중한 결과, 이를 우리의 산업 통신 분야 전문성과 결합하여 새로운 데이터 기반 서비스와 비즈니스 모델의 토대를 마련했습니다." 우베 슈네프의 말이다. 그는 Hilscher가 고객에게 포괄적인 IoT 생태계를 제공한다고 덧붙입니다. 이 산업에서 검증된 플랫폼은 사용자의 요구에 따라 성장할 수 있으며 큰 투자가 필요하지 않습니다. 사용자들은 일반적으로 테스트를 위해 단일 게이트웨이와 무료 netFIELD 계정으로 시작합니다.

A man in a black business suit and a light blue shirt smiles into the camera. He is wearing glasses and the background is bright and blurred.

"기계에서 데이터를 분석하고 처리하는 것은 점점 더 복잡해지고 있습니다." IoT 전문가는 이렇게 말합니다. 그는 단순한 데이터 수집 만으로는 충분하지 않으며, 오늘날에는 엣지에서 데이터 전처리를 실행하는 것이 필수적이라고 주장합니다. 이 경우, 엣지 게이트웨이가 해결책입니다. 이 제품은 기계에서 직접 데이터를 수집하고 전처리할 수 있습니다. 이 엣지 장치에는 견고하고 안전한 리눅스 운영 체제가 탑재되어 일반적인 게이트웨이보다 더 스마트하여 원격으로 사용자 인터페이스 및 앱에 접근할 수 있을 뿐만 아니라, 구성, 시운전, 진단 및 기타 IoT 애플리케이션을 위해 기계 데이터를 수집하고 분석할 수 있습니다. 이 장치는 숙련된 운영자의 부족이 점점 심각해지는 상황에서, 이들이 필요했던 기계 및 시스템의 운영을 가능하게 합니다.

전문적 엣지 관리

현대 산업 환경에서는 엣지 관리가 점점 더 중요해지고 있습니다. 기계 및 생산 시스템에 사용되는 수 많은 엣지 게이트웨이와 그 소프트웨어는 중앙에서의 관리가 필요합니다. 장치와 운영 체제 뿐만 아니라 운영자 소유의 애플리케이션도 지속적으로 업데이트되고 최신 보안 표준 규격을 준수해야 합니다. Hilscher의 netfield.io 플랫폼은 Azure IoT를 기반으로 하지만 사용자의 네트워크 내에서 직접 다른 클라우드 플랫폼과 함께 운영될 수도 있으며, 중앙 허브 역할을 합니다. "사용자는 이 서비스를 통해 전 세계 어디서나 간편하게 자신의 필드버스 장치와 애플리케이션을 원격으로 관리할 수 있습니다." 우베 슈네프는 이렇게 설명하며, netFIELD로 인터넷을 통해 클라우드 솔루션을 구현할 수 있지만, 로컬 구현도 가능하다고 강조합니다.

또한 장치가 엣지 관리 플랫폼 netfield.io와 통신하기 위해서는 운영 체제가 필요합니다. Hilscher의 netFIELD OS는 견고한 리눅스를 기반으로 제공됩니다. 이 운영 체제는 곧 타사 장치에도 공개될 예정입니다. "이로써 사용자들은 당사의 플랫폼에 필요한 하드웨어를 유연하게 선택할 수 있게 되었습니다." 만약 자사 장치로 일부 초기 개발 단계를 이미 진행했다면, netFIELD.io로 교체할 경우, 이는 더 이상 문제가 되지 않으며 비용도 절감됩니다. "물론, 이것이 당사 솔루션을 사용하는 사용자 기반의 확장을 가져올 것이라 기대합니다." 우베 슈네프(U. Schnepf)의 말입니다.

 

A structural graphic of the different components of Hilscher's netFIELD solution.

원격으로 엣지 장치를 관리하고 모니터링하며 중앙에서 업데이트를 롤아웃하는 등의 작업은 사용자 계정을 통해 컨테이너화된 소프트웨어를 통해 가능해집니다. 엣지 게이트웨이 개수가 증가함에 따라, 이러한 작업은 상당히 빠르게 복잡해질 수 있습니다. 전문적인 엣지 관리 시스템은 소프트웨어와 구성을 중앙에서 관리함으로써 사용자가 게이트웨이와 그 위에서 실행되는 소프트웨어를 추적할 수 있도록 도와줍니다. "이를 '플릿 관리(fleet management)'라고 합니다." Hilscher 매니저는 이렇게 덧붙입니다. "이는 공개 클라우드를 통해서만이 아니라, 고객의 현장에서 서버 솔루션으로 구현될 수도 있습니다. 펌웨어 업데이트와 소프트웨어 롤아웃은 특정 장치 그룹을 위해 구체적으로 수행될 수 있으며, 이는 정적 또는 동적으로 정의될 수 있습니다."

기계 및 생산 플랜트를 위한 디지털 서비스

Hilscher는 게이트웨이와 netFIELD 클라우드를 통해 기계설비를 더 스마트하고 효율적으로 만들고, 이를 위해 필요한 완전한 인프라를 제공하는 것을 목표로 합니다. "우리는 데이터 분석을 고객에게 맡깁니다. 그들이 자신의 데이터를 우리보다 더 잘 이해하기 때문이죠." 우베 슈네프가 덧붙입니다. 이의 우수 사례로는 포장 기계 제조업체인 MULTIVAC을 들 수 있습니다. 이 회사는 개발한 디지털 도구들을 전세계적으로 Hilscher 게이트웨이에 배포하여 운영하고 있습니다. 이로써, 투명한 프로세스와 실시간 데이터 작업이 가능해지며, 이는 MULTIVAC 시스템을 더욱 효율적으로 만드는 데 큰 도움이 됩니다.

원격 액세스는 시운전 중에도 장점을 제공합니다. "코로나 대유행 기간 동안 가상 시운전이 가치 있음이 입증되었습니다." 우베 슈네프의 말입니다. 당시에는 기계를 배송할 수 있지만 현장 접속이 불가능하거나 숙련된 노동자가 없어 시운전을 할 수 없는 경우가 많았습니다. 따라서 청구서도 발행할 수 없었습니다. 많은 기계 제조업체가 소프트웨어 서비스 (SaaS, Software-as-a-Service)를 제공하는 것도 고려하고 있습니다. "디지털 서비스는 숙련된 노동자가 부족한 상황에서 특히 기계 운영을 최적화하는 데 도움이 됩니다." 매니저가 덧붙이는 말입니다.

그의 말에 따라, 다른 Hilscher 고객 중 하나인 열 스프레이 기술 관련 주요 제공업체는 고객에게 머신의 부가 제품으로 스마트 서비스를 제공합니다. 이로써, 운영의 효율성을 높이고 생산량을 증가시키며 더 우수한 지속 가능성과 투명성을 제공합니다. 이 솔루션은 IIoT 인프라로 netFIELD를 기반으로 합니다. “해당 엣지 게이트웨이는 공장에서 각 기계에 설치되고 필요시 활성화됩니다." 우베 슈네프의 말입니다.
Hilscher는 다양한 기계에서 데이터를 결합하고 공장을 더 효율적으로 운영하기 위해, 기계 제조업체 뿐 아니라 공장 운영자에게도 서비스를 제공합니다. "이는 개량된 구형 시스템에도 적용됩니다." IoT 제품 관리 책임자가 덧붙입니다. 소프트웨어 제조업체들도 인공 지능을 기계에 통합하는 방법을 탐색하는 등, IoT 솔루션에 관심이 집중되고 있습니다.

 

선도적인 포장 기계 제조업체 MULTIVAC에서는 netFIELD가 작동 중입니다.

A man with beard, dark hair and glasses in a grey suit with a white shirt.

네트워크 연결된 기계는 항상 오프라인 상태의 기계보다 고객에게 더 많은 이점을 제공해야 합니다. Hilscher의 netFIELD 기술 덕분에 고객의 요구를 직접 해결하는 동시에 고객 충성도를 높이는 데 도움이 되는 매우 효율적인 스마트 서비스를 제공할 수 있습니다.

마리우스 그라트볼 박사 (Dr. Marius Grathwohl)

디지털 제품 및 전환 담당 부사장

MULTIVAC

기후 변화의 시대에, 음식물 및 기타 제품을 보다 자원 친화적 방식으로 가공하는 방법은 무엇일까요? MULTIVAC의 해법: 연구, 개발 및 현대적 생산에 투자함으로써 가능합니다.

2010년과 2020년 사이에 MULTIVAC 그룹은 445건의 특허 출원을 하였으며, 이들 특허는 자동화 공정 라인에서 동기화되고, 네트워크 통합되고, 소프트웨어 지원되는 에너지 효율적 기계를 만드는 데 사용되었습니다. 고정밀 슬라이스, 그램 단위 정확한 분배, 안전하고 지속 가능한 포장, 라벨링 및 품질 보증을 위해 노력합니다. 녹색 미래를 위해.

A packaging machine from MULTIVAC.

통합 패키징 솔루션의 선도적인 제조업체인 MULTIVACnetFIELD를 통해 고객 지향 서비스를 개발하여 기계 가용성을 높입니다.

최상의 사례를 활용합니다

"우리는 중소기업이 특히 최상의 사례를 활용하는 데 도움을 주는 역할로 자신을 생각합니다." 우베 슈네프의 말입니다. netFIELD의 컨테이너 기반 구조는 사용자가 게이트웨이를 통해 쉽게 앱을 통합하고 배포할 수 있도록 합니다. 또한, 하터스하임에 본사를 둔 이 회사는 네덜란드 로테르담의 UReason과 같은 선별된 파트너들과 협력하여 밸브 및 펌프 모니터링 솔루션을 개발했으며, 본(Bonn)의 Tomorrow Things GmbH와 주입 성형 기계 프로세스를 모니터링하는 솔루션, 그리고 칼스루에(Karlsruhe)의 byteFabrik와 AI 로우코드 솔루션을 개발했습니다.

Hilscher는 서비스화를 가능하게 하며, 이는 상품과 서비스를 결합한 비즈니스 모델 혁신을 의미합니다. 한가지 예로 타이어 제조업체가 제공하는 "서비스로서의 타이어"가 있습니다. "이러한 비즈니스 모델은 제조업에서도 가능하며, 우리는 기업이 필요한 데이터를 얻도록 도와줍니다." 우베 슈네프가 설명합니다.

마지막으로, 그는 OT 보안의 중요성을 강조합니다. EU 사이버 복원력 법안(Cyber Resilience Act)과 같은 규정은 엄격한 요구 사항을 부과하며, 이러한 규정의 준수여부가 CE 승인을 결정할 것입니다. 그는 산업 통신과 안전한 장치 관리에 주로 초점을 맞춘 Hilscher 솔루션의 성공을 확신합니다. "우리는 실제 중소기업 고객의 요구를 해결하도록 설계된 개방형 오픈 표준 플랫폼을 제공하며, 동시에 변화하는 시장 환경에 빠르고 쉽게 적응할 수 있는 확장성도 가지고 있습니다." 그는 이렇게 결론을 내립니다.

 

The picture shows the inside of an industrial production machine for semiconductors and electronic devices. On the left side, a type of gripper arm can be seen between blurry constructional struts in the foreground.

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A man in a dark blue business suit and a white blue shirt smiles into the camera. He has short dark hair.
저자 소개: 로날드 하인제(Ronald Heinze)

로날드 하인제는 자동화 산업 분야에서 가장 폭넓은 인적 네트워크를 가지고 있고 정보가 풍부한 편집자 중 한 명으로 잘 알려져 있습니다. 로날드 하인제는 디지털 팩토리 저널이나 etz 등의 전문 잡지를 제공하는 독일 미디어 기업인 VDE VERLAG GMBH의 출판 이사 겸 편집장입니다.

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Hilscher netPI Edge Gateway in use.

관리형 산업용 IoT 플랫폼의 개요: netFIELD는 Industry 4.0 솔루션을 구현하기 위한 IIoT 엣지 인프라입니다. 이를 통해 귀사 기계 데이터에 액세스하고 소프트웨어와 하드웨어를 중앙에서 관리할 수 있습니다.