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IIoT가 제품 설계 및 제조를 혁신하는 방법

2021. 7. 21 오후 5:45:57


2011년 독일 과학자들에 의해 처음 도입된 인더스트리 4.0 또는 4차 산업혁명의 개념은 정부의 전략으로 만들어졌습니다.


우선순위는 제품의 민첩한 맞춤화, 사람, 기계, 장치 및 센서의 조정, 정보 투명성 및 분산된 제조 지점에서 의사 결정을 내리는 능력을 포함하는 유연한 대량 생산이었습니다.


인더스트리 4.0을 촉진하기 위해서는 새로운 제조 프로세스, 기술, 교육 및 시스템이 필요했습니다. 산업용 사물 인터넷(IloT)은 조각을 연결하고 분산된 프로세스와 의사 결정을 가능하게 하는 데 중추적인 역할을 합니다.


10년이 지난 지금, 기업은 제조의 엔드 투 엔드 워크플로에서 모든 곳에서 명백한 제조 자동화, 인텔리전스 및 혁신에서 발전을 이루었습니다.


한 번 보자.


IIoT 및 디지털 트윈을 위한 엔지니어링 및 제품 설계


새로운 제품을 구상한 다음 제품을 구축하고 작동 방식을 테스트하는 것은 다른 두 가지입니다.


너무 자주 엔지니어링 부서에서 제품 설계를 발표한 다음 별도의 엔지니어 팀이 설계를 검토하고 실제 제품 작동 방식에 따라 제품 변경을 요청합니다. 이 반복적인 설계는 제품 품질에 도움이 될 수 있지만 수정에는 시간과 비용이 듭니다.


이제 IIoT 가상 디지털 트윈을 통해 제품 설계자는 가상 가상 표현을 실행하여 다양한 시나리오에서 제품이 어떻게 작동하는지 확인할 수 있습니다. 컴퓨터 프로그램인 디지털 트윈은 물리적 개체 또는 시스템에 대한 실제 데이터를 주입한 다음 해당 개체 또는 시스템이 작동하는 방식에 대한 예측 또는 시뮬레이션을 출력합니다.


디지털 트윈 시뮬레이션은 제품을 개선하고 수정합니다. 디지털 트윈은 제품 시뮬레이션이기 때문에 이를 사용 하면 결함이 발견되고 수정 비용이 더 많이 들 때 제조 현장에서 손실되는 시간을 없앨 수 있습니다 .


"디지털 트윈의 실시간 데이터를 통해 디자이너는 [제품] 기능이 어떻게 사용되거나 무시되는지, 문서 부족으로 인해 발생할 수 있는 오용 패턴을 실시간으로 "볼" 수 있습니다."라고 W. David Stephenson이 말했습니다.  IoT 컨설팅 회사인 Stephenson Strategies . “종종 소프트웨어 업데이트를 통해 제품을 디지털 방식으로 업데이트하여 유지 관리 문제를 줄이고 고객 만족도와 충성도를 높일 수 있습니다.


예를 들어 Tesla는 무선 소프트웨어 업데이트를 통해 이를 수행합니다.


자동화, 제조 현장의 실시간 가시성


Industry 4.0의 중심 전제는 분산된 제조입니다.


IT 관점에서 이는 더 많은 컴퓨팅이 기업의 가장자리와 중앙 데이터 센터 외부 에서 원격으로 실행되고 있음을 의미합니다 . 엣지 제조를 용이하게 하는 것은 센서, 로봇, 자동화 및 비디오 스트리밍과 같은 IIoT 기술입니다.



제조 현장에서 초점은 자동화 제조 프로세스와 효율성 및 비용 절감을 위해 해당 프로세스에 대한 가시성에 있습니다. 특히 아침 시리얼 한 상자나 종이 타월 같은 단일 품목이 반복적으로 제조되는 반복 제조 환경에서 IIoT 로봇은 오류를 유발할 수 있는 편차 없이 동일한 작업을 반복적으로 충실하게 수행하여 조립 라인을 자동화합니다.


이 자동화는 프로세스 속도를 높이고 제조 비용을 절감할 수 있지만 주의할 점은 필요할 때 사람이 개입할 수 있어야 한다는 것입니다.


여기서 실시간 가시성이 나옵니다.


로봇 및 기타 자동화된 제조 장비에 내장된 센서는 특정 프로세스나 장비가 실패 가능성을 알리는 경우 경고를 보냅니다. 경고는 문제가 발생하기 전에 문제를 예측하므로 장애를 방지하는 선제적 유지 관리를 수행할 수 있습니다.


센서 및 비디오 스트림으로 구현되는 IIoT 가시성은 반복적인 제조에 대한 평균 다운타임 비용이 시간당 $6,000로 추정되기 때문에 중요한 역할을 합니다.


또한 생산 공장에는 각 공장 전체의 지점에서 비디오를 스트리밍하는 카메라가 장착되어 있습니다. 제조 감독자는 현장에서 떨어져 있을 경우 문제가 발생할 수 있는 제조 공정을 스마트폰으로 관찰하고 즉시 대응할 수 있다. 제조 현장과 보안 장비 케이지에 있는 장비, 제품 및 기타 기업 자산도 보안 목적으로 카메라 비디오 스트리밍으로 지속적으로 감시할 수 있습니다.


SAS의 SAS 솔루션 아키텍트인 Evan Guarnaccia는 "오프라인 분석만으로는 충분하지 않습니다. 목표는 다운스트림 문제를 사전에 파악하는 것이므로 중요한 구성 요소에 대한 이벤트 정보를 실시간으로 모니터링해야 하기 때문입니다."라고 말했습니다. 작은 전기 모터에 문제가 있을 때 더 큰 고장을 일으키거나 매우 고가의 부품이 될 수 있습니다.”


비디오 스트리밍을 통한 사전 예방적 IIoT


초기 IIoT는 센서, 로봇 및 자동화를 중심으로 구축되었습니다. 이러한 IIoT 기술은 분산된 공장에서 더 많은 제조가 수행됨에 따라 계속해서 중요한 역할을 할 것입니다.


결론적으로 감독자와 관리자가 물리적으로 존재할 수 없는 공장의 관행을 관찰하고 그들이 보는 것에 선제적으로 대응할 수 있는 더 많은 비디오 스트리밍을 기대할 수 있습니다.


역사적으로 제조 엔지니어는 제품 설계에 대해 서로 의사 소통을 시도할 때 어려움을 겪었습니다. 오늘날 제조 엔지니어는 지구 반대편에 있는 설계 엔지니어에게 비디오 스트리밍을 할 수 있습니다. 실습 방식으로 제조 엔지니어링은 실제로 실시간으로 제품 복잡성을 설계 엔지니어에게 시연할 수 있습니다.


이는 보다 시기적절하고 효과적인 제품 개정을 용이하게 하며 설계 및 제조 측면의 엔지니어에게 단일 칩, 볼트, 엔진 또는 사용자가 있기 전에 제품의 가상 둘러보기를 제공하는 디지털 트윈의 기능을 추가합니다. 인터페이스가 설치됩니다.


 

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