올해창립 30주년을 맞이한 실시간 생산정보화 소프트웨어 개발 및 컨설팅 선두 기업인 ㈜에이시에스 사 (대표이사: 김상하, www.acs.co.kr) 는 주관기관 (연구책임자: 부사장 차석근)으로 누리봄, 한국전자통신연구원, 한국기계연구원, 울산과기원과 공동으로2015년 5월부터 2018년 6월까지 3년간 수행하였던 산업통산자원부 지식서비스 산업핵심기술사업인“제조혁신을 지원하는 센서연동 모바일 앱 플랫폼” 과제를최근 한국산업기술평가원으로부터 최종평가에서 받았다.

본 연구과제는 생산방식에 따른 비표준 업무 프로세스때문에 개별 시스템 구축으로 인하여 현장에 설치 완료 후 사후 관리에 어려움이 있으며 생산정보화가 상대적으로 미진한 뿌리산업 등 중소 중견 제조기업의지속적인 경쟁력 향상을 위하여 저렴한 비용으로 생산진도, 가공품질, 장비상태, 가동률 등 핵심성능지수(KPI) 중심의 관리 및 생산혁신을 지원하는모바일 서비스 앱 플랫폼 개발과 금속절삭, 프레스용접 및 주조공정을 보유한 제조업에 시범 적용을 목표로하고 있다.

본 연구과제는 개발전략으로는 경영환경이 어려움 중소제조업에간편하게 사용할 수 있도록 저가격, 전문가의 도움 없이 누구나 간편한 사용하고, 시시각각 변하는 생산자원 4M1E (Man, Machine,Material, Method, Energy) 데이터 관리에 운영의 신뢰성 보장, 단일공정에서글로벌 복수공정으로 확대 적용 가능한 확장성과 국제표준 호완성을 제공하는 것이다..

기존의 기술개발 시스템과 차별화된 것은 크게 생산혁신의지식화, 산업별 탬플릿, 생산자원의 실시간 통합화와 생산핵심성과지표 (KPI)를 통한 생산현장의 연속개선으로 최소 생산성15% 이상으로 향상할 수 있는 생산혁신 컨텐트 서비스기술, 다양한 생산자원의 통신 프로토콜및 데이터 통합화를 실시간 정보통합 및 모니터링기술, ISO/IEC JTC 1 Sensor Network 및 IoT (Internet of Things) 표준 참조모델 호환성을 지원하는4M1E 인터페이스기술, 품질, 생산실적, 납기, 예지정비와 생산현장의 센서 연동과 이동 변경시 자율재구성이가능하도록 모바일 디바이스를 활용하는 기술의 통합화를 지원하는 저작도구와 ERP, 그룹웨어, SNS 등과 소통하도록 하는 생산혁신을 위한 센서연동 모바일 서비스 앱 개발 플랫폼을 개발하여 객관적 기술평가를위하여 산업체 최초로 외부기관으로부터 시험인증과 Good Software 인증을 받았다.

센서연동 모바일 서비스 앱 플랫폼은 생산현장과 연결성을 제공하는 산업용사물인터넷 IIoT(Industry Internet of Things 과 현장데이터를 분석하고 관리하는 산업용클라우드서비스 IIoS (Industry Internet of Service)와) 2계층시스템으로 구성된다. IIoT는 생산자원 데이터를 취합하는 4M1E 인터페이스모듈과 4M1E 실시간 정보통합 및 모니터링 모듈로 구성되어 있다. 산업용클라우드 서비스는 데이터베이스 기반의 동적 시뮬레이션과 공정변수에 따른 생산성 예측이 가능한 시뮬레이션 모듈과 설비보전과 유지보수 특성 피드백모듈과 실시간 생산정보화 애플리케이션 모듈과 모든 모듈의 통합화를 위한 웹과 앱 서비스 저작도구로 구성된다.   

센서연동 모바일 서비스 앱 플랫폼의 운영은 행동경제학 관점에서 제시한 인간의 사고와 같이 인간의두뇌가 직관에 의하여 판단하는 시스템 1과 높은 집중과 관심, 주관적판단  이 요구되는 시스템 2가 있다. 사람의 사고와 같이 생산현장에서도 즉각적 조치를 위한 Real time loop 처리 (시스템 1)와 생산실적, 품질, 예지보전, 납기 핵심성과지표 (KPI: Key PerformanceIndication) 관리로 연속개선 프로세스를 적용하여 생산성을 확대하는 KPI Loop (시스템 2)을 통하여 제조혁신서비스를 제공한다. 또한 산업용 탬플릿 서비스기능을 통하여 생산공정의 특성에 따라 필요한 애플리케이션 만 선택적으로 사용할 수 있도록 하여 모든 산업 공정에 적용으로 확대가 가능하도록 한다.

제조혁신형 스마트공장을 구현하는 시스템은 각 산업군의 중점관리 수준에 따라 스마트공장수준평가를 할 수 있으니 생산공정 운영 분야의 경우엔 크게 4M1E 생산자원 데이터의 실시간 수집을통하여 실시간 생산관리를 구현할 수 있고, 생산되는 제품에 대하여 개별 제품관리 혹은 소 로트 관리로작업단위를 분해하여 상세하게 관리하면, 품질 예측 알로리즘과 데이터 기반의 설비관리를 통하여 예지 품질관리와설비관리를 수행할 수 있고, 실시간으로 공장의 현황을 파악할 수 있도록 제공한다.

이러한 제조혁신을 지원하는 시나리오를 통하여 생산현장에설치되어 있는 구형 및 신형 방식의 통신 방식을 실시간 미들웨어 기능에 제공되는 설비 인터페이스 프로토콜을 통하여 실시간으로 주조설비와 및 타각기로부터주조조건값, 용탕온도, 환경온도, 타각정보를 등을 IIoT Device 및 터치스크린을 통하여 실시간으로수집한다. 

이 수집된 정보는 품질 예측 정보 알고리즘을 통하여 실시간으로 분석하고 이에 대한 KPI 관리를 ISO 22400 KPI for MOM의 국제표준 방식으로연산하여 모바일 앱을 통하여 생산관리, 생산, 품질, 설비관리 등 각 관련부서에 실시간으로 데이터를 분석하여 최적관리를 할 수 있고 생산현장은 연속 개선 할 수있도록 KPI 정보를 관리한다. 이를 통하여 본 기업은 평균생산성 18% 이상을 달성하였다.