4차 산업으로 알려진 이 혁명은 제조 기술의 컴퓨터화 촉진을 위해 독일 정부가 시작한 하이테크 프로젝트를 통해 고안되었습니다. 4차 산업은 모든 혁신적인 개념과 마찬가지로 사이버 물리 시스템, 사물 인터넷 (IoT: Internet of Things), 클라우드 컴퓨팅 그리고 스마트 팩토리와 같은 유행어로 가득합니다.

스마트 공장에서 기계는 예상치 못한 생산 변화에 대응하는 자체 또는 조직화된 물류 시스템을 통해 고장을 예측하고 유지 보수 공정을 자율적으로 작동할 수 있습니다. 점점 더 복잡해지는 생산 작업에서 작업자의 자가 최적화, 자가 구성, 자가 진단, 인지 및 지능적 지원 방법에 의해 개선되는 자동화 기술에 대한 매력을 누가 부정할 수 있을까요?

제조 분야의 준비 여부와 관계없이, 4차 산업 혁명은 더욱 세력을 결집하고 있습니다. 기업은 다가오는 변화를 주의 깊게 모니터링하고 새로운 기회를 활용하는 동시에 도전 과제에 직면하는 전략을 개발해야 합니다.

글로벌 생산 연결

경영 컨설팅 회사인 Mckinsey에 따르면 모든 것이 상호 연결될 때까지 생산 세계가 점점 더 네트워크로 연결될 가능성이 높다고 보고합니다. 이는 사물인터넷(IoT)의 원동력이며, 생산 및 공급업체 네트워크의 복잡성이 상당히 커질 것임을 의미합니다.

지금까지 생산 네트워크와 공정은 하나의 공장으로 제한되었습니다. 그러나 새로운 산업 단계는 전 세계의 여러 공장을 연결하기 위해 개별 공장, 심지어 개별 국가의 경계를 허물 것입니다.

이 공장의 기계, 부품 및 시스템은 상태 모니터링과 고장 진단 외에도 자가 인식과 자가 예측이 가능하며, 경영진에게 공장 상태에 대한 높은 통찰력을 제공할 수 있습니다.

실시간 추적

H&D Wireless는 빠르게 성장하는 산업용 IoT 솔루션 및 무선 실시간 추적시스템(RTLS) 시장에서 입지를 굳힌 기업입니다. 이 회사는 보안 프로토콜, 데이터 분석 및 인공지능(AI)과 결합된 여러 무선 기술을 지원하는 솔루션을 가지고 있습니다.

세계적으로 유명한 트럭 제조업체인 Scania는 산업용 실내 위치 추적 서비스 시스템(GEPS: Griffin Enterprise Positioning Service)의 공급업체로 H&D Wireless를 선택했습니다.

H&D Wireless의 C.E.O인 Pär Bergsten에 따르면 Scania는 GEPS를 사용하여, Scania 공장 전체에서 실시간으로 로봇 터그와 자재 운송 카트를 지속적으로 모니터링하고 관리할 수 있습니다. Scania는 이 데이터를 활용하여 고가의 자산을 최적화하고 효율성을 높이는 동시에 직원의 안전과 보안을 보장할 수 있습니다.

Pär Bergsten는 “이 시스템은 물리적인 공정을 디지털 화하고 시각화하며, 다른 자재 처리 과정에서 발생하는 생산 병목 현상, 불균일한 생산 흐름, 예상치 못한 가동 중단을 식별합니다” 또한 “공장에서 낭비되는 시간이 줄어들고 생산량이 증가합니다. GEPS 장비 대시보드를 사용하면 더 효율적인 조립을 위해 필요한 장비를 쉽고 빠르게 찾을 수 있습니다.” 라고 말합니다.

공장에서 낭비되는 시간이 줄어들고 생산량이 증가합니다. GEPS 장비 대시보드를 사용하면 올바른 조립을 위해 필요한 장비를 쉽고 빠르게 찾을 수 있습니다.

추적된 항목은 PC, 태블릿 및 스마트폰에서 사용하기 쉬운 소프트웨어로 시각화됩니다.

위치 외에도 Scania는 추적된 자산의 상태를 모니터링하여 손상되었거나 극한의 온도에 노출되었는지 확인할 수 있습니다.

보안 과제

그러나, 이 새로운 혁명은 지평선에 밝은 기회를 알리는 신호만은 아닙니다. McKinsey의 보고서에 따르면, 경영진은 오늘날 기계 장비의 40~50%는 새로운 요구 사항을 충족하기 위해 업그레이드 또는 교체해야 할 것으로 추정하고 있습니다.

온라인 통합으로 인해 데이터 유출과 보안 침해가 발생할 여지가 있기 때문에 보안도 문제입니다. 이는 제조업체에 비용 문제를 야기하며 심지어 평판에 악영향을 끼칠 수도 있습니다. 따라서 보안에 대한 연구가 매우 중요합니다.

특히 데이터의 가치가 지속적으로 상승함에 따라, 기계와 구성 요소의 연결 네트워크에서 축적된 데이터의 소유자를 설정하는 것 또한 어려울 수 있습니다.

데이터는 새로운 석유

사물인터넷(IoT)은 4차 산업 전환의 주요 구성 요소로 간주되며, 여기에는 그럴만한 이유가 있습니다. 사물인터넷(IoT)이 빅데이터, 연결센서, 자율 기계, 그리고 인공지능을 포함하기 때문입니다. 산업 부품에 센서를 장착하고 시스템에 연결을 시작하고, 데이터를 수집하고 고급 컴퓨터 처리를 사용함으로써 기업은 생산성과 효율성을 향상시키기를 바랍니다.

노드락 그룹의 스마트 제품 및 서비스 비즈니스 개발자인 Pierre Kellner는 이전에는 조사, 연구 및 기타 외부 소스로부터 데이터를 수집했다고 말합니다. 이제 데이터 소스는 제품 자체에서 보완되고 있으며, 다른 데이터와 통합될 때 그 가치는 기하급수적으로 증가한다고 설명합니다.

“오늘날 우리는 데이터의 가치를 정확하게 알지 못하지만 빅데이터를 수집하고 소유하는 것은 매우 중요합니다. 데이터는 새로운 석유입니다.”라고 Pierre Kellner는 제시합니다.

오늘날 데이터의 가치를 알 수는 없지만 빅데이터를 수집하고 소유하는 것은 매우 중요합니다. 데이터는 새로운 석유입니다.

볼트 모니터링

볼트 조인트의 경우, 항공기 및 공항, 기차 및 철도, 광산 장비, 교량, 석유 플랫폼, 원자력 발전소 그리고 풍력 발전 단지와 같이 연결 센서 및 AI의 이점을 얻을 수 있는 여러 산업 분야가 있습니다.

풍력 발전 단지의 경우, 해상 풍력 발전이 대규모로 건설될 수 있고, 더 높은 풍속으로 인해 더 나은 효율성을 얻을 수 있고, 소음에 대한 고려 사항이 적기 때문에 육상 풍력 발전보다 선호됩니다.

이러한 풍력 발전 터빈은 수백 개의 볼트로 체결되어 있습니다. 그러나 터빈 크기가 커질수록 볼트는 수 천개까지 증가할 수 있고 이는 많은 문제의 원인이 될 수 있습니다. Kellner 은 “접근이 어렵고 경우에 따라서 위험하기 때문에 서비스가 어렵고 많은 비용이 듭니다.”라고 말합니다.

업계에서 해상 에너지 발전 사업의 운영 및 유지 보수 비용이 육상 에너지 발전 사업의 10~15%에 비해 약 20~25%가 될 것이라고 추정합니다.

4차 산업에서 제공하는 원격 분석, 모니터링 및 보고 기능을 통해 보다 효율적이고 경제적인 이점을 얻을 수 있습니다. 이러한 이점은 볼트 체결 분야뿐만 아니라, 제조 산업 전반에 혁명을 일으킬 것입니다.