[첨단 헬로티] 중소기업 스마트공장 컨설팅 사례 스마트공장 컨설팅이 무엇이고, 정부지원자금을 활용하여 ERP나 MES 활용도를 높이는 방법을 컨설팅 사례를 통해 알아본다. 필자는 2002년부터 ERP컨설팅을 필두로 2018년까지 거의 매년 ERP, MES, 스마트공장 컨설팅을 수행해오면서, 중소기업은 ERP나 MES를 새로 설치하면 10중 8은 실패한다는 것을 보아 왔으며, ERP/MES전문가가 도와주면 성공률을 50% 이상 높일 수 있다는 확신도 생겼다. 그림1 엄밀히 얘기하면 ERP나 MES가 스마트공장은 아니나, 편의상 스마트공장이라고 표현하고 글을 이어 나가겠다. 2. 스마트공장 컨설팅 종류 스마트공장 컨설팅은 구축 전, 구축 중, 구축 후 세가지로 나뉜다. 그간 스마트공장 컨설팅을 해오면서, 가장 기업(스마트공장 도입기업)이 적극적으로 요청 온 경우는 ‘구축 후’ 이다. 도입 기업은 구축 기업이 다 알아서 잘 구축해 줄 것으로 믿기에 구축 전에도 구축 중에도 요청하지 않는다. 그럼에도 불구하고 필자가 구축 전이나 구축 중에 컨설팅 한 경우도 적지 않은 이유는 도입 기업에 컨설팅의 필요성을 많이 강조했기 때문이다. 말을 물가로 데
[첨단 헬로티] 데이터 센터 운영자는 5세대 무선(5G), 인공지능(AI), 가상현실(VR), 사물인터넷(IoT), 자율주행 차량 등 새롭게 등장하는 기술에서 요구하는 대역폭과 반응 시간을 지원하기 위해 100GE에서 400GE로 네트워크를 업그레이드해야 한다. 15년 보다 짧은 기간에, 데이터 센터 속도는 10GE에서 100GE로 발전했다. 데이터 센터의 100GE 구현은 2014년에 시작되었지만, 경제적인 광 트랜시버 모듈의 보급을 통해 비용면에서 효율적인 구축을 할 수 있게 된 것은 불과 몇 년밖에 되지 않았다. 그 사이 400GE 트랜시버에 대한 연구 개발이 원활하게 진행되고 있으며 도입 후 1년 내에 가격이 안정화될 것으로 예상된다. 차세대 400GE 광 트랜시버는 기가비트 당 사용 전력과 비용이 더 적어야 하며 100GE 트랜시버보다 4배 더 빨리 작동해야 한다. 현대의 데이터 센터에는 50,000개가 넘는 파이버가 사용되며 각 종단에 광 트랜시버가 하나씩 있다. 트랜시버 설계자들은 채널 용량 증가와 품질 및 상호 운영성 보장, 새로운 400GE 트랜시버의 비용 절감 등을 동시에 달성할 수 있는 방안을 찾아야 한다. 채널 용량 증가 100GE에서
[첨단 헬로티] 특정한 전류 레벨을 발생시키는 것은 주로 펄스 폭 변조(PWM) 쵸핑 기법을 사용해서 한다. 2개 전력 트랜지스터 쌍으로 이루어진 H 브리지가 모터 코일로 쵸핑 전류를 제공한다. 쵸핑 전류가 해당 마이크로스텝으로 임계값에 도달하면 구동 전류가 중단된다. 이 지점에 도달한 후에는 전류가 감쇠되기 시작한다. 이러한 감쇠 형태는 H 브리지의 동작에 의해서 결정된다. 그림 2a: 빠른 감쇠일 때 H 브리지 전류 흐름 (출처 : 텍사스 인스트루먼트(Texas Instruments)) 그림 2b: 느린 감쇠일 때 H 브리지 전류 흐름 (출처 : 텍사스 인스트루먼트) 느린 감쇠일 때는 양쪽 하측 전력 트랜지스터를 통해서 전류가 재순환된다. 느린 감쇠일 때 문제점은, 모터를 구동하기 위해서 필요한 전류 양을 제한할 수 있다는 것이다. 빠른 감쇠는 H 브리지를 통해서 코일 권선 전압이 거꾸로 흐르게 해서 전류를 빠르게 떨어트린다. 하지만 대신에 높은 리플 전류를 일으킴으로써 효율을 떨어트릴 수 있으며 해당 모터로 높은 전류 레벨을 필요로 하는 경우에는 적합하지 않을 수 있다. 그림 3: 빠른 감쇠, 느린 감쇠, 혼합적 감쇠일 때 전류 감쇠 양상 (출처 : 텍
[첨단 헬로티] 스텝퍼 모터는 정밀한 모션 제어에 널리 사용되는 기법이다. 표준 DC 모터는 연속적으로 회전하는 것과 달리, 스텝퍼 모터는 축을 중심으로 한 번에 한 스텝씩 회전할 수 있다. 그러므로 정밀한 포지셔닝과 속도 제어를 필요로 하는 애플리케이션에 적합하다. 하지만 모든 동작 지점으로 모터 제어가 정밀하게 이루어지도록 하기 위해서 모터와 컨트롤러를 튜닝해야 한다. 통상적인 스텝퍼 모터는 고정자, 샤프트에 부착되는 회전자, 고정자를 둘러싸고 고정된 위치에 부착되어서 자기장을 발생시키는 일련의 코일 권선으로 이루어진다. 영구 자석 스텝퍼 모터의 회전자는 자성 소재의 원반을 사용한다. 이 원반은 2개 극만을 사용할 수도 있고, 정밀 모터에 사용되는 좀더 복잡한 것은 더 많은 수의 극을 사용할 수도 있다. 이와 달리 가변 릴럭턴스 스텝퍼 모터는 전적으로 전자기이다. 모터로부터 전원을 제거하면 외부적 힘에 의해서 회전하게 된다. 영구 자석 모터는 모터로 전원을 인가하면 회전자가 가장 안정적인 위치를 찾는다. 코일로 발생된 전자기장이 회전자로 형성된 마그넷의 한쪽 극은 끌어당기고 다른 쪽 극은 밀쳐낸다. 마그넷 상에서 가장 가까운 반대 극이 코일로 생성된 전자
[첨단 헬로티] 인텔에서 데이터 센트릭 그룹을 이끌면서 정기적으로 다양한 업종의 고객과 만나게 된다. 이들 모두가 저마다의 비즈니스 도전과제를 직면하지만, 한 가지 공통점이 있다면 바로 엄청난 양의 데이터에서 더 많은 가치를 뽑아내야 한다는 점이다. 인텔은 이를 해결하기 위해 알리바바, 시스코, 델EMC, 페이스북, 구글, 휴렛패커드 엔터프라이즈, 화웨이 및 마이크로소프트와 함께 CPU 및 특수 목적용 액셀러레이터의 성능을 개선하고 연산집약형 워크로드를 줄여주는 개방형 인터커넥트(interconnect) 기술인 컴퓨트 익스프레스 링크(Compute Express Link, CXL) 개발을 위한 컨소시엄의 발족을 발표했다. 인텔이 개발한 CXL 기반 기술은 컨소시엄에 무료 공개되어 새로운 기술사양의 최초 버전이 됐다. 이러한 인터커넥트 기술 개발 과정에서 인텔이 한 일들과, 이것이 과거 유니버설 시리얼 버스(USB) 및 PCI 엑스프레스(PCI Express) 개발 과정에서 인텔의 역할처럼 테크놀로지 업계를 대표하는 이정표라는 점에서 매우 자랑스럽게 생각한다. 해당 기술사양의 향후 버전 개발에서 CXL 컨소시엄과 협력하게 되길 기대한다. CXL이 중요한 이유
[첨단 헬로티] 독립적으로 제어되는 셔틀이 있는 지능형 수송 시스템이 배치 사이즈 원의 대량 생산을 위한 길을 닦고 있다. 배치 사이즈 원의 대량 생산을 구현할 때, 셔틀 이동을 프로그래밍하는 과정에서 발생하는 오버헤드의 양은 적지 않다. 이 오버헤드를 대폭 줄여서 제대로 작동하게 하는 유일한 방법은 B&R의 mapp Trak과 같은 지능형 시스템 소프트웨어를 사용하는 것이다. ▲ 애플리케이션 엔지니어는 셔틀이 정의된 트리거 포인트에서 어떻게 거동해야 하는지를 설정한다. 이때 mapp Trak은 개별 셔틀의 최적의 이동경로를 계산한다. 특성이 있는 제품은 단순히 사람들의 이목을 끄는 신기한 물건으로만 볼 수는 없다. 소비자들로부터 제품을 소유하고자 하는 깊숙한 욕망을 일깨울 수 있는 정도는 되어야 특성이 있는 제품이라 할 수 있다. 점점 더 많은 제조사들이 그들의 공장에 지능형의 트랙 기반 수송 시스템을 설치함으로써 대량 맞춤화를 통한 수익 점유율의 확보를 시도하고 있다. 그러나 대량 맞춤화는 트랙 시스템이 제품 변형이나 완전히 새로운 제품을 신속하고도 저렴하게 수용하는 데 충분할 만큼 유연성이 있는 경우에만 가능하다. B&R의 지능형 ACOP
[첨단 헬로티] 전력 스펙트럼의 중간에서 낮은 쪽 끝에는 흔히 사물 인터넷(IoT) 장치에서 볼 수 있는 것과 같이 낮은 전력 변환이 요구되므로 적절한 수준의 전류를 처리하는 전력 변환 IC를 사용해야 한다. 이러한 IC는 보통 수백 밀리암페어 전류 범위에 있지만, 데이터 또는 비디오 전송을 위해 온보드 전력 증폭기에서 피크 전력 수요가 존재하는 경우 요구되는 전류 양은 이보다 더 높을 수 있다. 수많은 IoT 기기를 지원하는 무선 센서가 확산됨에 따라 공간과 열이 제한된 디바이스의 폼팩터에 적합한 높은 통합의 작고 효율적인 전력 컨버터의 수요가 증가하고 있다. 그러나 다른 많은 애플리케이션과 달리 대부분의 산업용 및 의료용 제품은 일반적으로 신뢰성, 폼팩터, 견고성에 대한 훨씬 높은 표준을 갖는다. 예상할 수 있듯이 이러한 설계 부담의 많은 부분은 전원 시스템과 그와 관련된 지원 부품에 집중된다. 산업용 및 심지어 의료용 IoT 제품은 AC 주 전원, 배터리 백업과 같은 여러 전원에서 적절히 동작해야 하고, 이들 전원 간에 매끄럽게 전환해야 한다. 뿐만 아니라 장기간에 걸쳐 고장으로부터 보호되어야 하며, 배터리 구동 시 동작 시간을 극대화하여 어떤 전원에서
[첨단 헬로티] AI 기술은 이미 우리도 모르는 사이에 삶의 곳곳에 이미 적용되고 있다. 실생활은 물론이고, 다양한 비즈니스에서 사용되면서 많은 이들이 혜택을 누리고 있다. 예컨대 많은 사람이 즐기고 있는 프로야구에도 AI 기술이 적용되고 있다. 일본 프로야구(NPB)는 클라우드 기반 콘텐츠 이미지 센터를 운영하고 있다. 후지필름 이미지 웍스(IMAGE WORKS)는 마이크로소프트의 AI 기술을 적용해 많은 양의 사진 선별 작업 시간을 줄였다. 야구 경기 당 약 3천 장의 사진이 촬영된다. 각 구단의 큐레이터는 그 중 300여 장을 선별한 뒤 선수별로 나누는데 평균 4시간이 걸렸다. 그런데 새로운 시스템을 활용한 결과는 놀라웠다. 약 30분으로 단축하는 성과를 거두게 된 것이다. 기울어져 있거나 얼굴이 보이지 않을 때도 선수를 알아볼 수 있고, 이미지를 4가지 유형(타격, 투구, 수비, 주루)으로 자동으로 구분할 수도 있었다. 얼굴이 입출금 카드 마이크로소프트는 이 밖에도 금융, 어업, 풍력발전 등 산업 전반에 AI 기술을 통해 비즈니스를 더욱 효율적으로 운영하고 더 나은 고객 경험을 도모하고 있다. 카드 없이 현금인출기(ATM)에서 현금을 찾을 수 있는 날
[첨단 헬로티] 베트남 정부, ’19년 경제 성장 목표 6.8% 베트남은 올해 1월 1일, ‘2019년 경제 사회 개발계획 결의안’(Resolution No. 70/2018/QH14)을 통해 올해 경제 성장 목표를 6.8%로 확정했다. ’18년 FDI 기업의 생산 및 수출 호황, 내수 경제 활성화 등으로 연초 예상했던 목표 성장 6.5~6.7% 보다 높은 7.08%의 경제 성장률을 달성하면서 2019년도에는 상향된 6.8%의 경제 성장률을 결정한 것으로 풀이된다. 올해 베트남 경제는 6% 중반의 성장률을 유지할 것이라는 전망이 지배적이다. 국제 금융 기관이 발표한 베트남의 2019년도 경제 성장률은 6%의 중반대로, 작년과 비슷하거나 약간 낮은 수치의 성장률을 달성할 것이라는 의견이 대부분이다. 그러나 주목할 점은 베트남의 주요 수출국인 미국의 보호무역주의 심화, 베트남 증시 폭락, 높은 공공 부채 수준, 인플레이션 위험 등의 위험이 상존해있어서 베트남 정부의 위기관리 프레임 확보가 경제 안정에 관건이 될 것으로 보인다. IMF의 ’18년 10월 전망치 기준, 베트남의 ’19년 성장률 전망치는
[첨단 헬로티] ’18년 베트남 경제는 당초 정부의 목표치(6.5-6.7%)를 뛰어넘어 7.08%의 성장률을 달성했다. 지난해 12월 27일 베트남 통계청이 발표한 ‘2018년 경제·사회 현황’ 자료에 따르면, ’18년 베트남의 GDP(국내 총 생산량)는 전년 대비 7.08% 증가했다. 이는 당초 정부 목표치(6.5-6.7%)는 물론 각 국제 금융 기구의 전망치를 상회하는 성과이자, 2008년 이래 최고 경제 성장률이기 때문에 주목할 만하다. 국제기관의 ’18년 베트남 경제성장률 전망(’18년 8월 기준)은 IMF(국제통화기금) 6.6%, WB(세계은행) 6.8%, ADB(아시아개발은행) 7.1%, EIU(Economist Intelligence Unit) 6.5%이었다. ’18년 베트남 사상 최대 흑자 달성 올해 1월 15일, 베트남 세관총국에서 발표한 통계자료에 따르면, ’18년도 베트남의 총 수출액은 2천435억 달러, 수입액은 2천367억 달러로, 총 68억달러의 무역 흑자를 달성해 역대 최대 외환 보유고를 기록했다. ’18년 베트남의 경제 성
[첨단 헬로티] MCU를 사용하는 임베디드 시스템 제품의 성능 요구사항이 높아지고 기능이 복잡해짐으로 임베디드 시스템을 제어하는 MCU의 성능또한 요구사항이 높아지고 있습니다. 이에따라 MCU의 제조사에서 MCU를 다양한 방법으로 성능 개선을 하고 있습니다. 성능 향상의 방법으로 동작 클럭를 높이는 방법은 에너지 소비율, 발열 등의 문제가 따르므로 하나의 MCU에 멀티 코어를 사용하는 방법이 많이 검토되고 있습니다. 멀티 코어, 다시말해 여러개의 코어를 하나의 MCU에 사용하는 경우 성능을 높이며 에너지 소비율, 발열 등의 감소에 많은 이점이 있습니다. 이러한 멀티 코어의 MCU를 사용하는 경우 소프트웨어 개발과 디버깅 방법을 알아봅니다. 멀티 코어의 종류 1) 대칭 멀티 코어 디버깅(SYMMETRIC MULTICORE DEBUGGING) 대칭 멀티 코어 디버깅은 하나의 MCU 디바이스에 두 개 이상의 동일한 코어를 가지고 있는디바이스를 말하며, 일반적으로 단일 디버그 프로브를 통해 액세스 할 수 있습니다. 대칭 멀티 코어 디버깅을 위한 특별한 기능으로 모든 응용 프로그램을 자동으로 시작하고 중지할 수 있으며, 서로 독립적으로 코어를 제어/실행할 수 있습니다
[첨단 헤로티] ADI, TSN 구현…이노베이직 인수 엣지 장치를 TSN으로 구현한 신뢰성 높고 융향된 인더스트리 4.0 커넥티드 기업 네트워크에 연결하는 데에는 많은 과제들이 있다. 엣지 장치에서 오늘날의 통신 기술(필드버스, 4~ 20mA 전류 루프 등)은 신뢰성 있게 동작한다. 그러나 이들 데이터를 클라우드(로컬이나 원격)로 전송하는 경우, 공장 플로어에서부터 프런트 오피스까지 많은 통신 레이어에 의해 방해를 받는다. 게이트웨이는 종종 하나의 포맷이나 프로토콜에서 다른 포맷이나 프로토콜로 변환해야 할 필요가 있으며, 데이터는 분석이 실제로 발생하는 곳까지 가는 과정에서 여러 서버에 저장되기도 한다. 데이터를 간단한 센서에서 클라우드까지 옮기는 데 드는 총 소유 비용(TCO)에는 데이터 전송에 필요한 장치뿐만 아니라 그 과정에서 데이터 무결성을 보장하는 데 필요한 소프트웨어, 프로세싱 및 인력에 대한 비용까지 포함된다. 이더넷을 온도 송신기 같은 단순한 장치에 적용하는 것은 적절하지 않은 것처럼 보일 수도 있지만, 이는 기기의 단순성이나 기기가 생성/소비하는 상대적으로 적은 양의 데이터에 대한 문제가 아니다. 이는 융합 네트워크 상의 기기로부
[첨단 헬로티] 보다 효율적인 생산 공정 및 공장에 대한 요구에 새로운 기술 향상이 더해지면서 산업 시설의 전례 없는 변화가 일어나고 있다. 이러한 변화는 자동화, 정밀도, 사용 가능한 데이터 양의 증가로 이어지고 있다. 이 같은 발전은 인더스트리 4.0을 실현할 수 있게 하며 제조사들이 탄소 감축과 향상된 생산성, 안정성, 신뢰성을 통해 글로벌 경제에서 경쟁할 수 있는 기회를 갖게 해준다. 이를 통해 향후 10년 동안 자동화 장비 제조회사들이 도전할 수 있는 시장 기회는 약 6조5천억 달러 규모에 이를 것으로 추정된다. 이러한 기회가 매력적이기는 하지만 여기에는 극복해야 장애들도 많다. 예컨대, 이처럼 전통적으로 보수적인 산업에서 새로운 기술의 채택은 더디게 진행될 수 있다. 오늘날 자동화 공장은 종종 신형과 구형 시스템이 복합적으로 섞여 있어 시스템 간 통신이 복잡하게 이루어진다. 네트워크 엣지로부터 데이터를 안전하게 수집하고 통신하기가 기존 인프라에서는 쉽지 않다. 간단히 말해, 공장과 공정 플랜트는 하룻밤 사이에 변화하지 않는다. 과도기가 필요하다. 이러한 전환을 보다 빨리 실현하려면 자동화 공장은 더 많은 시스템 차원의 전문지식과 솔루션을 제공하는
[첨단 헬로티] 주변 환경을 감지하는 능력 우리를 둘러싼 환경을 정확하게 감지할 수 있다면 환경을 조정하거나 안전하지 않은 상황을 미리 경고할 수 있다. 여기에는 상상할 수 있는 많은 가능한 애플리케이션들이 있다. 집안의 공기질을 정확하게 모니터링하고, 사람의 코로 탐지할 수 없는 유해한 가스 냄새를 맡을 수 있는 스마트 홈 장치를 상상해 볼 수 있다. 스마트 홈 조절 시스템은 예를 들어 CO2 수준이 높아지면, 이를 탐지해 환기 시스템을 조절할 수 있다. 공기질에 따라 HVAC(Heating, Ventilation and Air-Conditioning)를 조절하면 HVAC 장비에 필요한 전력량을 최대 50%까지 절약할 수 있고, 건물의 전체 에너지 소비를 25% 줄이는 효과를 얻을 수 있다. 다른 가능한 경우는 가로등에 공기질 모니터링 시스템을 설치하여 공기 오염을 검사하고 해당 데이터를 중앙 모니터링 센터에 보고하는 것이다. 이러한 데이터는 분석을 거쳐 다른 루트로 교통을 유도하여 교통 흐름을 조정하는 데 사용될 수 있다. 그 결과 해당 지역의 공기질 저하의 원인이 되는 자동차 수를 줄일 수 있다. 모바일 및 피트니스 기기는 효과적인 공기질 감지를 사용하
[첨단 헬로티] 인간 감각의 디지털화는 진행 중인 여정이다. 인간의 눈을 복제할 수 있는 고도로 민감한 카메라, 배경 잡음으로부터 특정 소리와 대화만 걸러내 전달하는 고감도 마이크로폰, 물리적 자극에 반응하는 터치 감응 표면 등 현재 이러한 장치들이 개발돼 일상 제품에 탑재되고 있다. 스마트폰에는 터치 감응 디스플레이, 지문 판독 장치, 얼굴 인식 기능 등이 들어간다. 스마트 홈 기기는 주요 명령어를 듣고, 인간의 말로 하는 명령에 작업을 수행한다. 하지만 여전히 인간 감각의 전체 스펙트럼에서 후각과 미각을 인식할 수 있는 장치는 아직 미흡한 수준이다. 전자코(E-nose) 또는 환경 센서는 현재 매우 수요가 높은 한 가지 기술이다. 이러한 유형의 센서가 관심을 끄는 배경에는 실내 및 실외 공기 오염 수준의 문제와 이러한 공기 오염이 건강과 삶의 질에 미치는 영향에 대한 소비자들의 인식의 변화를 포함한 많은 요인이 있다. 효율적인 에너지 관리는 더 실용적이고 정확한 환경 센서를 개발하려고 노력하는 또 다른 주요 요인이다. 미래를 내다볼 때, 실제 적용 가능하고 정확한 환경 감지 기술을 사용하게 된다면 많은 혜택을 실현하게 될 것이다. 실내 공기질 대부분의 사