[NIPA] IoT 오픈 플랫폼 기반 스마트 팩토리 서비스 분야 사례집

IoT 오픈 플랫폼 기반 스마트 팩토리 서비스 분야 도입 사례집

스마트 팩토리 정의

스마트 팩토리란 단순 자동화 공장이 아닌, 제품의 기획·설계·생산·유통·판매 등 전 과정을 ICT(정보통신기술)로 통합해 스스로 데이터를 수집하고 작업 명령을 내릴 수 있도록 설계된 ‘지능화 공장’을 의미한다.

지능화 공장은 사물인터넷(IoT)을 통해 실시간으로 기계의 상태나 공정의 진행률 등의 정보를 수집하고 정보를 공유하며, 필요한 의사결정을 내리는 동시에 최고의 생산효율을 낼 수 있도록 한다[3].

물론 보다 직관적인 스마트 팩토리의 개념은 ‘공장 고도화’로 볼 수 있으며, 이를 통한 제조인프라 혁신을 추구한다. 딜로이트는 2015년에 스마트 팩토리를 빅데이터와 IoT가 활용되어 센서, 판단, 수행 기능이 유기적으로 연계 및 동작하는 공장이라고 정의하였다.

스마트 팩토리는 기존 제조기술에 센서·클라우드(Cloud)·빅데이터(BigData)·정밀 제어·모바일 등 다양한 ICT기술과의 융합을 통해 구축되며, 또한 높은 수준의 자동화 및 지능화된 인프라를 제공함으로써 생산성향상·에너지절감·안전한 생산 환경 구현· 다품종 복합생산이 가능한 유연한 생산체계의 구축이 가능하다. 이를 통해 개인 맞춤 제조, 제조·서비스 융합 등 새로운 제조·비즈니스 환경에 능동적 대응이 가능하다.

스마트 팩토리의 특징

스마트 팩토리란 용어의 등장과 함께 전통적인 공장자동화와의 혼선이 존재했다.

스마트 팩토리는 기존의 자동화 공장과는 몇 가지 점에서 다른 차이점을 가지고 있다. 자동화 공장은 사전에 프로그래밍된 명령에 따라 제품을 생산하고, 공정에 따른 변경이 가능하지만, 스마트 팩토리는 실시간적으로 자율 생산이 가능하므로 설비, 재료, 환경 등의 상태에 따라 네트워크를 통해 자율 판단하고 수행한다[2].

스마트 팩토리는 대표적으로 지능화/연결화/가상화의 세 가지 특징을 가지고 있다.

지능화란 디지털 데이터 및 정보를 수집/저장/분석하고 이를 기반으로 스스로 판단하며, AI를 활용하여 자율적을 제어하는 기능이고, 연결화란 센서와 통신기술을 활용하여 공장에 존재하는 모든 사람, 설비, 부품, 재료, 공정을 연결하는 것이며, 가상화는 물리적인 현재 공장과 가상 공장을 연계하는 CPS, Digital twin 등의 개념이다.

이러한 특징 때문에 스마트 팩토리를 성공적으로 도입하기 위해서는 능동성/지능성/신뢰성/민첩성/연계성 측면에서의 고려가 필요하다[4].

지능성이란 변화된 여건에 따라 스스로 판단하는 의사결정 기능이며, 능동성은 생산 데이터간의 상관성을 도출하고 이를 바탕으로 한 판단 및 이행기능이다.

신뢰성은 수집된 데이터의 신뢰성을 바탕으로 공정상의 이상 상황에 대한 안정성과 공정의 보장까지의 역할이며, 민첩성은 제조 공정 관련 경보, 조치 소요시간 등의 빠른 대응력 확보를 의미하며, 연계성은 대량의 데이터를 바탕으로 각종 기능과 연계하는 것이다.