토픽 2020년 9월 3일
MTConnect와 함께 하는 독립적인 디지털 프로세스

디지털 전환은 부품, 기계, 생산 설비는 물론 기업 간에도 네트워킹의 증가를 가져옵니다. 제조업체는 자사가 생산하는 기계에 정보 교환 기능을 점진적으로 장착해 나가고 있습니다.

그러나 프로세싱 업계에서 현재 사용되고 있는 많은 기계는 여전히 폐쇄형 유닛으로 작동되고 있습니다. 기계는 기껏해야 센서에 액세스하여 온도, 설정점 및 주기 시간을 탐지할 수 있습니다. 심지어 이렇게 탐지한 귀중한 데이터조차 전달할 능력이 없습니다. 따라서 디지털화는 머신 레벨에서 끝날 수 있습니다

MTConnect의 장점:

  • WAGO PFC100 컨트롤러를 위한 디지털 MTConnect 인터페이스는 라이선스가 필요없는 오픈 소스 스탠다드를 사용하여 기계를 네트워킹합니다.
  • MTConnect는 간단한 이더넷 표준에 기반한 유니버설 디지털 인터페이스로, 기존의 기계에 쉽게 통합할 수 있습니다.
  • 이 간단한 컨셉은 복잡한 기계와 프로세스를 사용하는 회사가 생산 환경을 손쉽게 디지털화할 수 있도록 합니다.

이는 데이터를 수집하고 사용하여 보다 효과적인 프로세스, 최대의 생산성 효율을 구현하고 이를 활용하여 경쟁력 있는 장점을 창출한다.라는 인더스트리 4.0의 기본 철학과 상반됩니다. 즉, 인더스트리 4.0은 모든 관련 정보를 적시에 사용할 수 있어야만 기능할 수 있습니다. 따라서 생산 분야의 모든 측면을 실시간으로 모니터, 조절 및 제어할 수 있는 능력은 점점 더 중요해지고 있습니다. 기계는 서로, 그리고 상위 레벨 시스템과 통신할 수 있어야 합니다. 이러한 이유로 공통된 통신 표준을 추구하는 접근방식이 보다 보편화되고 있습니다.

통일된 기계 언어?(A Uniform Machine Language?)

기존의 몇 가지 방법만 존재하는 솔루션으로 '통일된 기계 언어'라는 비전은 쉽고 논리적으로 들립니다. 그러나 이들 방법은 실행하기가 까다롭고 비용이 많이 소요되는 경우가 많습니다. 예를 들어, 기계에 이미 현대적인 컨트롤러가 있다면 중요한 데이터가 네트워크 상에서 전송될 수 있도록 소프트웨어를 수정할 수 있습니다. 단, 컨트롤러 소프트웨어는 여전히 소프트웨어 전문가가 프로그래밍해야 하는데 이러한 작업은 높은 비용과 시간이 소요될 것으로 여겨지며 실제로도 그렇습니다.

많은 기계, 많은 솔루션

다른 방식은 각 기계를 모니터할 수 있도록 기계별로 개별적으로 디자인된 어플리케이션을 장착하는 것입니다. 그러나, 생산 구역에 다수의 기계가 존재하고 각 기계에 특정한 어플리케이션이 요구되는 경우 이 모든 것을 개발하는 것은 극도로 노동집약적입니다. 또한 각 어플리케이션은 개별 유지보수와 문서화를 필요로 합니다. 인더스트리 4.0 컨셉을 실행하기 위해 다양한 종류의 기계에 사용할 수 있는 데이터 탐지 및 프로세싱을 위한 보다 간단한 솔루션이 있을까요? 표준화된 보편적인 기계 언어?

시장의 솔루션

하나의 단일한 기계 언어가 실제로 존재했던 적은 없습니다. 독일과 유럽에서 여러 종류의 기계의 데이터를 탐지하고 이 데이터를 정보로 변환하는 것이 중요한 산업 생산 분야에서 기업들은 기존의 M2M 통신 프로토콜로써 사용하기 위해 OPC UA에 의존하는 경우가 많습니다. 한편, 북미에서는 십 년이라는 적지 않은 시간 동안 매우 흥미로운 다른 표준이 사용되어 왔습니다. 바로 MTConnect입니다. 프로젝트를 위한 기초 작업은 2006년 제조기술연합(AMT) 연례 회의에서 수립되었습니다. AMT는 독일 독일 기계산업협회 (VDMA)와 같은 미국의 협회입니다. 그러나 생산 라인의 공작 기계와 다른 시스템 사이에 통일된 언어가 없다는 산업 생산의 기본적인 문제는 그대로였습니다. 모든 기계 데이터를 상위 회사 레벨에 기록하는 데 대한 첫 번째 표준은 2008년 MTConnect 1.0에서 만들어졌습니다. MTConnect Institute는 표준 언어 개발을 목표로 그 다음 해에 설립되었습니다.

비용이 거의 들지 않는 탐지, 번역 및 디스플레이

모니터링 기계는 수습에 비용이 많이 소요되는 고장이 발생하기 전 많은 문제를 발견하고 보고할 수 있습니다. 모니터링은 주기 시간에 대해 구체적인 숫자를 제공하며 기획과 물류 역시 지원합니다. 바로 이 점에서 MTConnect가 도움이 될 수 있습니다. 회사가 생산 분야의 워크플로를 시각화하고 이를 바탕으로 프로세스를 최적화하고 절약이 가능한 분야를 발견하고, 취득한 정보를 바탕으로 적절한 조치를 취할 수 있습니다. 오픈 소스, 로열티가 들지 않는 표준은 성능이 입증된 인터넷 프로토콜을 활용하여 생산 장비에서 표준화된 형식으로 데이터를 전송합니다. 원칙 상 기계로부터 취득한 데이터는 어플리케이션으로 제공되고 이후 데이터를 판독할 수 있는 미터 시스템으로 번역된 후 결과적으로 기계의 상태 및 활동의 원결 모니터링을 가능하게 합니다.

어댑터, 에이전트 및 어플리케이션

MTConnect 표준은 어댑터, 에이전트 및 어플리케이션 이렇게 세 가지 컴포넌트를 기술합니다. 어댑터는 기계 데이터를 기록하고 표준화하여 이를 에이전트로 전송합니다. 에이전트는 모니터 대상인 기계의 종류에 관계 없이, 사전 규정된 XML 방식에 따라 데이터를 표준 형식으로 체계화합니다. 에이전트는 데이터를 버퍼한 후 요청 시 이를 어플리케이션으로 전달합니다. 이후 어플리케이션은 데이터를 데이터베이스에 저장하고 인간이 이해할 수 있는 방식으로 디스플레이할 수 있습니다. 이론적으로 어댑터와 에이전트는 "agent only" 솔루션에서 개별적으로 운용될 수도 있습니다. 도면 또는 도표는 사용자가 보다 더 이해하기 쉬운 방식으로 기계의 출력 데이터를 표시하는 데 사용됩니다.

매끄러운 통신을 위한 디지털 인터페이스

MTConnect는 유니버설, 디지털 인터페이스로써 볼 수 있습니다. 간단한 이더넷 표준에 기반하고 있으므로 생산 프로세스를 간섭하지 않고 기존의 기계에 쉽게 통합할 수 있습니다. 이 솔루션은 데이터 정보를 기록하고 이를 분석 소프트웨어로 전송할 수 있는, 라이선스가 필요없는 오픈 소스 표준을 제공합니다. MTConnect는 인터페이스로 공장에서 통합할 수 있고 데이터 컬렉터를 어플리케이션에 연결합니다. 이를 다시 HTML 웹사이트에 연결하고 결과적으로 다른 시설과 비교하여 이 시설의 효율성을 표시할 수 있습니다. 복잡한 기계와 프로세스를 다루는 기업은 이 간단한 컨셉을 사용하여 생산 환경을 쉽게 디지털화할 수 있습니다.

MTConnect를 포함하는 WAGO PFC100 컨트롤러를 소개합니다

많은 기계는 MTConnect 어댑터와 에이전트에 직접 연결할 수 없습니다. 따라서 WAGO는 PFC100 컨트롤러를 위한 디지털 인터페이스를 개발하여 디지털 생산 시대로의 원활한 전환을 대비합니다. 이 종합적인 디지털 인터페이스 명령은 MTConnect 어댑터와 에이전트가 이미 통합되어 있는 산업용 PFC100 입력 시스템에 명령합니다. 물리적으로 SD 카드 형식으로 나타나며 이 SD 카드는 PFC100의 슬롯에 간단히 삽입하기만 하면 됩니다. 별도의 프로그래밍은 필요하지 않습니다. 시그널 칼럼, 에너지 소비량, 모터 속도 또는 이와 같은 기계 데이터를 쉽게 불러올 수 있습니다. 입력은 웹 브라우저를 통해 설정되고 실시간으로 분석됩니다. 유일한 추가 요구사항은 데이터를 종합적인 도면이나 도표로 변환할 수 있는 소프트웨어 프로그램 뿐입니다. 시각화된 데이터에 기반하여 기업은 생산 분야의 총 효율을 모니터, 추적 및 평가하고 결과적으로 경제적 결과를 개선할 수 있습니다.

무단 접근을 방지

MTConnect는 읽기 전용 표준입니다. 즉, 정보가 제어 레벨로 수집되고 전송되어 펑가됩니다. 그러나 제어 레벨은 개별 기계로 어떠한 정보도 전송하지 않습니다. OPC UA와 달리 MTConnect는 정의된 IT 보안 규정 중 어떠한 것도 충족하지 않습니다. 여기에는 장점과 단점이 공존합니다. PFC100 컨트롤러를 사용하면 격차를 쉽고 안전하게 줄일 수 있습니다. 컨트롤러에서 생산 분야의 모든 데이터를 이미 암호화하여 안전한 OpenVPN 또는 IPsec 연결을 사용하여 제어 레벨로 전송하기 때문입니다. 즉, WAGO PFC100을 위한 MTConnect 표준과 디지털 인터페이스는 미국 시장에서 활약 중인 기업에게 흥미로운 솔루션을 제공합니다. WAGO는 현재 MTConnect 표준 1.3을 지원합니다.

텍스트: Benjamin Böhm, Julia Grobe | WAGO

사진: WAGO