스마트 공장의 기반은 디지털화… 자동화를 넘어 프로세스를 고민해야
지멘스 PLM 소프트웨어(http://www.siemens.com/plm)는 2월 16일 '스마트 공장 구현을 위한 지멘스의 전략과 솔루션'을 소개하는 세미나를 개최했다. 지멘스 PLM 소프트웨어는 제품을 설계부터 생산 계획과 실행, 서비스까지 전반적인 프로세스에 걸쳐 디지털 데이터가 기반이 되는 '디지털화'를 스마트 공장의 핵심으로 꼽으면서, 이를 위한 자사의 솔루션 포트폴리오를 소개했다.
■ 정수진 편집장 sjeong@cadgraphics.co.kr
스마트 공장의 핵심은 디지털화
4차 산업혁명의 흐름과 함께 제조산업에서는 '스마트 공장'을 어떻게 실현할지에 대한 관심이 높다. 대기업뿐 아니라 중견/중소기업에서도 실질적인 구축 방법을 고민하고 있는 상황이다. 한편으로 스마트 공장에 대해 다양한 논의가 진행되고 있는 만큼, 접근방법도 여러 가지로 모색하고 있는 것으로 보인다.
지멘스 PLM 소프트웨어는 이 중에서도 소프트웨어의 관점에서 스마트 공장을 구현하는 핵심 요소로 '디지털화(digitalization)'를
꼽고 있다. 지멘스 PLM 소프트웨어 코리아의 한일 대표이사는 "제조 영역의 디지털화는 제품의 생산 과정 전체를 디지털로 엮고, 디지털 정보를 기업 운영에 적극 활용하는 것"이라고 소개했다. 또한 "디지털화는 제조 기업에 지속가능한 경쟁력을 제공한다. 데이터의 양이 폭발적으로 늘면서 이를 잘 처리하고 자동화 및 로봇 등과 연결해 제조 혁신을 앞당길 수 있으며, 이러한 디지털 혁신은 미래의 제조 경쟁력에 중요한 기반이 될 것"이라고 전망했다. 디지털화는 책을 읽거나 음악을 듣는 것과 같은 일상생활에서 산
업환경까지 많은 것을 바꾸고 있다.
제조산업에서는 고객 맞춤형 제품을 적절한 비용으로 빠르게 출시하는 것이 최근의 화두인데, 지멘스 PLM 소프트웨어는 이에 부응하는 전략으로 디지털화에 주목하고 있는 것이다. 데이터를 기반으로 제품의 기획/생산준비/실행 등 전체 프로세스를 디지털화함으로써 엔드 투 엔드 혁신을 추구하는 것이 지멘스 PLM 소프트웨어가 제시하는 스마트 공장의 밑그림이다. 지멘스 PLM 소프트웨어는 이를 위해 서로 다른 프로세스를 가진 장치산업과 조립형 산업에 맞춰 각각의 디지털 엔터프라이즈 프로세스를 지원하겠다는 전략을 밝혔다.
디지털 데이터 기반의 제조 프로세스 갖춰야
디지털 데이터가 스마트 공장에서 쓰이기 위해서는 실제의 제품이나 생산 환경과 최대한 동일하게 데이터화하는 것이 중요하다. 이
를 개념화한 용어가 바로 '디지털 트윈(digital twin)'으로, 실제와 쌍둥이같은 디지털 모델을 만든다는 뜻이다.
지멘스 PLM 소프트웨어의 조현수 상무는 실물을 가상세계에 그대로 구현하는 '디지털 트윈'의 구성요소로 ▲제품 자체에 대한 디지털 모델 ▲생산설비/요소/공장설비의 디지털 모델 ▲생산 프로세스의 디지털 모델을 꼽으면서, 지멘스 PLM 소프트웨어는 이들 구성요소를 포괄하는 PLM(제품 라이프사이클 관리), TIA(Totally IntegratedAutomation), MOM(Manufacturing Operations Management), 협업 및 정보공유 플랫폼인 팀센터, 클라우드 IoT 플랫폼 마인드스피어 등의 솔루션 포트폴리오를 제공한다고 소개했다.
한편 지멘스 PLM 소프트웨어의 옥희동 전무는 "기존에는 자동화에 초점을 맞추고 스마트 공장을 추진하는 경우가 많았지만, 의
미 있는 성과를 거둔 경우는 많지 않았다. 자동화는 스마트 공장을 구성하는 요소 중 일부이며, 결국은 스마트 공장을 기획/운영/관리하는 사람과 프로세스의 역할이 중요하다는 것이 드러났다. 지멘스 PLM 소프트웨어가 던지는 메시지의 핵심이 여기에 있다"고 전했다.
제품 설계부터 서비스까지 포괄적 솔루션 제시
이번 세미나에서 지멘스 PLM 소프트웨어는 5개 영역에서 디지털화 기반의 스마트 공장을 구현할 수 있는 자사의 솔루션과 활용
방법을 소개했다. 특히 설계와 제조 영역뿐 아니라 ALM과 원가관리 등 다양한 분야의 솔루션이 자세하게 소개되어 관심을 모았다.
■ 제품 설계(Product Design)
• 스마트한 제품 개발을 위한 시스템 엔지니어링 : 폴라리온(Polarion) ALM을 통해 소프트웨어의 개발~릴리즈 프로세스를 관리한다.
• 지식 기반의 제품 최적 설계 : NX는 CAD/CAM/CAE뿐 아니라 생산 플래닝, 제품 제조 환경까지 설계하는 환경으로 확장되고 있다.
• 멀티피직스 기반의 디지털 트윈 검증 : 통합 시뮬레이션 플랫폼인 심센터(Simcenter)로 구조/소음해석/음향/동역학/내구/열유동 등 멀티 피직스 해석이 가능하다.
• 설계 원가 최적화를 위한 시뮬레이션 : 팀센터 PCM(Teamcenter Product Cost Management)은 라이브러리를 활용해 제품의 비용 구조를 관리하고 설계원가를 최적화할 수 있다.
■ 생산 계획(Production Planning)
• 스마트 공장을 위한 가상 공장 설계 및 검증 : 제조라인 설치 전 단계에서 가상 공장을 구현해 생산성 분석, 생산 레이아웃, 프로세스 플래닝, 스루풋 최적화, 제조 실행 등을 검증해 정확하고 효율적 생산이 가능하고, 생산성을 높일 수 있다.
■ 생산 엔지니어링(Production Engineering)
• 스마트 공장을 위한 가공 기술 : NX CAM은 PMI 기반 접근법 및 숍플로어와의 통합가공을 제공하며, 적층가공을 위한 NX - 심센터 - NX CAM의 통합 프로세스를 구현할 수 있다.
• 통합 자동화 엔지니어링 : TIA Portal을 통해 엔지니어링 작업을 자동화하고 PLM과 연결할 수 있다. 또한 클라우드 기반 엔지니어링과 공장의 가상 시운전 등을 통해 실제 공장의 디지털 트윈을 적용할 수 있다.
■ 생산 실행(Production Execution)
• 효율적 생산 운영관리 및 유연성 확보 : SIMATIC IT는 통합된 MOM 생태계를 만드는 플랫폼으로 작업오더, 작업진척, 공정품질, 생산정보 등에 대한 관리 및 공유를 구현한다.
• 효율적 통합 품질 확보 솔루션 : QSYS는 제품 라이프사이클에 걸친 통합적인 품질 관리 환경을 제공한다.
■ 서비스(Service)
• 제조 혁신을 위한 인공지능 기반의 빅데이터 처리 : 마인드스피어(MindSphere)와 옴네오(Omneo)는 산업 IoT(Industrial IoT)와 빅데이터 분석을 활용한 제조 혁신을 돕는다.
애플리케이션 수명주기 관리를 위한 폴라리온
자동차, 의료기기, 항공기 등 산업군을 가리지 않고 제품 개발에서 소프트웨어가 차지하는 비중이 늘고 있다. 이에 따라 표준이나 규제 등의 이슈도 증가하고, 다양한 시장 요구에 대응하면서 정확하고 빠른 제품 출시를 위해 하드웨어에서 소프트웨어까지 제품 전체를 시스템으로 구현하는 시스템 엔지니어링이 주목받고 있다.
지멘스 PLM 소프트웨어는 지난 2015년 ALM(애플리케이션 라이프라이클 관리) 솔루션인 폴라리온(Polarion)을 인수하고 ALM
영역을 꾸준히 확대하고 있다. 폴라리온은 소프트웨어에 대한 요구사항과 아키텍처, 코딩, 테스트, 트래킹, 릴리즈까지 통합 관리하는도구이다.
지멘스 PLM 소프트웨어 노은희 이사는 "ALM은 추적성을 갖고 모든 데이터가 유기적으로 연결되며, 협업 공간을 제시해야 한다. 폴라리온은 소프트웨어 요구사항, 이슈, 테스트 결과, QA 등을 단
일 데이터베이스로 관리하며, 전체 ALM 라이프사이클이나 특정
요구사항에 집중한 관리를 모두 지원한다. 오픈 아키텍처의 완전한 웹 기반 솔루션이며 ISO, FAA, FDA 등 규제에 대응하기 위한 템
플릿을 지원하는 것도 특징"이라고 소개했다.
설계원가를 최적화하는 팀센터 PCM
팀센터 PCM(Teamcenter Product Cost Management)은 설
계원가를 최적화하기 위한 시뮬레이션 도구이다. 기존 업무 프로세
스에서는 원가 산출을 위한 데이터가 부족하거나 새로운 부품에 대
한 원가를 산정하기 어려운 경우가 종종 있다. 또한 설계 변경에 따
른 원가 정보 업데이트 및 복잡도가 높은 제품의 원가 관리 등의 과
제도 있다.
팀센터 PCM은 PLM과 ERP의 중간에서 전사적인 원가 정보 관
리를 지원하는 역할을 하며 구매원가 관리, 설계원가 관리, 견적가
관리, 목표원가 관리, 수익성 분석, 금형 견적가 관리 등의 기능을
제공한다. 또한 원가 산출을 위해 생산지 정보, 재질, 설비, 프로세
스 등의 데이터를 참조할 수도 있다. 이번 세미나에서는 초도원가
산출 - 멀티 사이트 비교 분석 - 설계 변경 비교 분석 - 금형원가
산출 등의 과정을 데모로 시연했다.
