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글로벌 네트워킹 장애물 없애는 장비 언어 통일

공작기계 업계 최대 행사 중 하나인 EMO가 올해 개최된다. 최신 기술 및 트렌드를 가장 먼저 확인할 수 있는 이 전시회에 디지털화를 보다 단순히 구현할 수 있게 해줄 새로운 표준 인터페이스 umati의 대규모 시연이 예정되어 있어 눈길을 끈다. 그렇다면 생산 프로세스의 혁신을 기대하게 만드는 umati는 과연 무엇일까?

원활한 커뮤니케이션의 핵심은 공통의 언어를 사용하는 것이다. 누군가를 거치지 않고, 나의 의도를 왜곡없이 전달할 수 있기 때문에 얻고자 하는 결과를 확실히 얻어낼 수 있다. 4차 산업혁명으로 생산 요소들 간의 연결이 중요해지고 있는 지금, 이들의 원활한 연결과 소통을 위해서도 표준 언어의 존재는 무엇보다 중요하다.

일찌감치 인더스트리 4.0이라는 아젠다를 선점하고 새로운 제조 환경을 위한 전략을 수립 및 실행시켜온 독일. 최근 VDW(Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabrike, 독일공작기계협회)가 장비부터 클라우드까지 원활하게 연결할 수 있는 표준 인터페이스 umati(universal machine tool interface)를 새롭게 선보여 눈길을 끌고 있다.

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광범위한 요구 사항 충족하는 umati

Industry 4.0 시대에 기대하는 글로벌 네트워킹은 전체 프로세스 체인에서 표준화된 인터페이스를 통해 데이터 교환이 이루어지는 경우에만 성공할 수 있다. VDW는 공작기계를 고급 IT 시스템에 연결하기 위한 개방형 표준 인터페이스 umati 개발을 통해 디지털화를 단순화 시키고, 중소기업들도 현대적 생산 환경의 잠재력을 활용할 수 있게 한다는 계획이다.

OPC UA에 기반한 umati는 서로 다른 제어 시스템이 장착된 장비 데이터가 개방·표준화 된 연결을 통해 라우팅 되는 것을 목표로 한다. 이는 USB 스틱과 견줄만한 것으로, VDW 회장인 하인즈 위르겐프로코프(Heinz-Ju ̈rgen Prokop)는 “umati 개발은 컴퓨터 업계가 오랫동안 누려왔던 혜택을 창조하려는 것과 비슷하다”고 설명했다.

디지털화는 이미 공작기계 제조업자의 일상적 업무로 자리한 지 오래다. 기업들이 umati의 실용을 위한 그들의 기대와 아이디어를 공식화 할 충분한 시간을 가졌다는 말이다. 독일의 공작기계 메이커 Profiroll Technologies GmbH의 전무이사인 스테판 콜스만(Stephan Kohlsmann)은 “Profiroll은 공정 신뢰도 보장과 더 정밀한 공차 달성을 위해 머신 데이터를 분석하는 데 집중하고 있다. 한 예로, 최근 몇 년 동안 절입 재료의 변동을 억제하는 경도 보정 시스템을 개발하기도 했다. 그러나 우리는 아직 장비 상태 데이터를 대규모로 처리하진 못한다”며, “umati 표준 개발은 상당한 의미가 있다. 고객들은 부품별 데이터와 장비 상태 및 생산량에 대한 정보를 얻길 원한다. 우리 공작기계 제조업체들은 어떤 정보 운영자가 어떤 표준에 관심이 있는지 알고 있기 때문에 표준을 정의하고, 제어 제조업체와 합의를 이끌어낼 수 있는 이상적인 위치에 있다. 앞으로는 다양한 장비 오퍼레이터들이 통일된 형태, 주기와 균일한 데이터 형식으로 필요한 데이터를 수신할 것이라 기대된다. 이는 매우 큰 진전이다. 왜냐하면 그들은 오직 구체화 및 표준화 된 데이터 저장 및 처리 작업만 하면 되기 때문”이라고 설명했다.

콜스만은 통일된 인터페이스 표준을 통해 달성할 수 있는 잠재적 절감 효과와 개선 사항에 대해 다음과 같이 이야기한다. “프로젝트 중심의 시간 및 비용 집약적 엔지니어링 처리와 소프트웨어 적응을 정당화하기에 충분하다. umati는 다양한 고객의 요구 사항을 충족할 수 있는 기술이다. 이는 기계 공학의 혁신적인 프로젝트로, 자율주행, 증강 및 가상현실 또는 실시간 애플리케이션 등의 개발이 일상 생활의 일부가 되도록 한 5G와 견줄 수 있다고 생각한다.”

미래 비즈니스 모델의 기반

디지털화는 공작기계 제조업체이자, 자동차 및 산업 부품을 생산하고 있는 Samag Saalfelder Werkzeugmaschinen GmbH에서도 중요한 사안이다. Samag의 전무이사 롤란트 에믹(Roland Emig)은 “IoT 또는 Industry 4.0은 시스템의 수명 내에 생성된 데이터와 그 중요도에 대한 지식을 보유하고, 모든 시스템 요소가 서로 이해할 수 있는 공통 언어를 사용하는 것에 기반을 두고 있다. Samag은 프리미엄 공급 업체의 개발 부서와 긴밀한 협력을 통해 이러한 상황을 조성하고 있다”고 설명하며 “제어 시스템에 대한 안전하고 표준화 및 최적화된 데이터 액세스를 통해 장비와 발전소를 효율적으로 활용하고, 계획되지 않은 가동 중단 시간 발생을 방지하며, 가용성과 사용량 계획을 최적화할 수 있다”고 덧붙였다. 또, 이러한 접근 방식은 PPU(Pay Per Use), 예측 유지 보수, 스마트 모니터링, 스마트 데이터 서비스 및 주문형 용량 등 역동적인 미래 비즈니스 모델을 위한 기반을 제공한다.

에믹은 “국가 조정 없이 기존 조직 구조에 기계 및 장비를 즉시 투입하여 수출을 용이하게 할 수 있는 상당한 잠재력이 있다. 또, 변종수를 줄이는 잠재력, 집중적인 전문 지식을 보호할 수 있는 가능성, 릴리스 보안 및 데이터 보안 개선 등도 가능할 것”이라며 umati 개발의 중요성을 강조했다.

 

표준 인터페이스 umati는 장비부터 클라우드까지 원활한 연결을 지원한다. (이미지 제공_VDW)
표준 인터페이스 umati는 장비부터 클라우드까지 원활한 연결을 지원한다. (이미지 제공_VDW)

EMO가 보여줄 Umati의 미래

umati는 제조업체 및 플랫폼 독립적 산업 통신을 위한 데이터 교환 표준인 OPC UA를 기반으로 한다. VDW의 연구 기술 책임자인 알렉산더 브로스(Alexander Broos)는 “이 규격은 개방적이고 표준화된 형태로 매개변수와 시그마틱을 구현하기 위한 데이터 모델과 통신 구조를 제공하고 있다. 이것이 바로 기계 및 플랜트 엔지니어링 분야에서 OPC UA가 빠르게 확산되는 이유”라고 설명했다. 개발 패키지는 소위 OPC UA 서버를 구성 및 사용자 지정하는데 사용할 수 있기 때문에 도입과 구현이 비교적 간단하다.

OPC UA Companion Specification 형태로 기술·간행되는 균일하게 정의된 매개 변수는 매우 중요하다. OPC UA의 발행과 전파를 지원하는 OPC Foundation이 이 표준을 지원하는데, OPC Foundation은 산업 자동화 장치 및 시스템에 대한 개방형 연결 표준을 만들고 유지하는 산업 컨소시엄이기 때문에 umati 개발에도 중요한 파트너다. VDW는 2018년 6월부터 OPC Foundation의 회원 으로 활동하고 있다.

‘심플’한 디지털화를 위해 umati 개발에 노력을 기울여 온 VDW는 올 9월, 독일 하노버에서 개최되는 EMO Hannover 전시회에서 대규모 시연을 통해 umati가 만들 미래 제조업의 모습을 제시할 예정이다. 국내외 제조업체의 장비를 100대 이상 연결하고, 최신 개발 내용과 국제적으로 합의된 사양 초안을 발표한다.

한편, ‘디지털화의 중요성’은 올해 EMO Hannover의 핵심 주제다. Umati 시연 외에도 ‘IoT in Production’ 전시 기획을 통해 산업 보안, 데이터 분석, 산업 클라우드 서비스, 프로세스 모니터링, 예측 유지관리, 인공지능, 머신러닝 및 빅데이터 관리 등 디지털화의 주요 요소에 대한 전체적 개요를 제시할 예정이다.

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