[인더스트리뉴스 최종윤 기자] 경쟁이 치열한 전 세계의 제조산업에서는 단 1분, 원자재 1그램, 에너지 1킬로와트시도 매우 중요하다. Wienerberger Group은 지난 수십년간 이러한 부분에서 경쟁력을 갖추기 위해 노력해왔다.

세계 1위의 벽돌 생산기업이자, 전 세계를 선도하는 혁신적 건자재 및 인프라 솔루션 공급기업인 Wienerberger Group은 경쟁력 강화를 위해 백호프(Beckhoff)의 TwinCAT 및 ‘Data Agent 지원’을 활용했다.

Wienerberger Group은 종합적 디지털화 사업의 일환으로 매일 수백만건의 측정 데이터를 클라우드로 전송하고 있으며, 이를 통해 기업 운영과 관련된 인사이트를 확보하고자 분석을 진행하고 있다. 맞춤형 최적화의 기초를 이루는 조치라고 할 수 있다.

Wienerberger Group의 전문성은 에너지 효율성을 고려한 빌딩, 안전한 하수도 시스템, 매력적인 공적 공간 등 우리 생활 전반에서 찾아볼 수 있다. Vienna 지역 소재의 이 기업은 지난 1819년부터 벽돌과 배관 시스템, 보도블럭 등을 판매해 왔으며, 지난 200년 동안 쌓아온 경험을 바탕으로 끊임없이 노력하고 있다.

29개 국가에 총 197개의 생산 시설을 보유하고 있는 Wienerberger Group은 전 세계를 선도하는 건자재 및 인프라 솔루션 공급업체다. 치열한 글로벌 경쟁 속에서, 현재와 같은 선도적 입지를 확고히 하기 위해 종합적인 디지털화 사업에 착수했다.

디지털화 사업에 따라 한편에서는 수위 및 강수량에 대한 데이터를 모을 수 있는 플라스틱 배관 등의 스마트 제품을 생산하며, 새로운 디지털 비즈니스 모델의 개발을 진행한다. 또한 전사 생산 시설에 대한 투명성을 높이기 위해 모든 노력을 기울이고 있다.

디지털 트윈에서 운영 혁신(operational excellence)까지

Wienerberger 자회사 Pipelife의 제조혁신 담당 관리자, Roy Sibbald는 “Pipelife의 비전은 모든 생산 라인의 디지털 트윈을 개발하는 것”이라며, “프로세스, 기획, 품질 데이터뿐만 아니라 시스템 운영 관리자의 구체적인 교육자료 등 다양한 정보까지 저장 가능하게 구축하고 있다”고 밝혔다. 덧붙여 Roy Sibbald는 “생산 전 과정에 걸쳐 일어나는 모든 일을 파악해, 생산 시간이 정말 생산적으로 사용되고 있는 지까지 파악하는 것을 목표로 하고 있다”고 강조했다.

Pipelife는 Wiener Neudorf 사업장 내 사출 라인 21번과 26번을 검증 테스트 라인으로 선정해 솔루션 테스트를 진행했다. 해당 솔루션은 백호프와 BSP(Beckhoff Solution Provider)인 TietoEVRY, HEAP Engineering이 공동으로 개발한 것이었다. 이 라인에서는 특수 품질 요구조건이 적용되는 플라스틱 파이프가 생산되고 있다.

TietoEVRY의 Andreas Roither-Voigt 선임 비즈니스 컨설턴트는 “여기서는 벽면 두께, 난형도(ovality), 이심률(eccentricity), 미터 당 킬로그램, 절단 펄스 등 방대한 양의 데이터가 수집될 수 있다”면서, “이러한 생산 프로세스에서는 파이프가 치수에 맞게 정확하게 절단됐는지, 그 치수에 1mm의 오차도 없이 정확한지, 시간이 얼마나 소요됐는지 등을 확인해야 한다”고 설명했다.

백호프가 공급하는 EtherCAT 터미널 EL1512 및 EL5151는 이러한 측정 작업을 가능하게 했다. 제어 엔지니어는 “하나의 I/O 터미널로 엔코더와 직접적인 연결이 가능하며, 동시에 전류 카운터 계측 값을 실시간으로 전송해 TwinCAT상에서 파이프의 길이를 계산할 수 있다”면서, “이 모든 과정은 엣지 게이트웨이 상에서 실행된다”고 말했다.

엣지 디바이스로 활용되는 산업용 PC

한편, 다양한 Wienerberger Group 플랜트로부터 발생하는 수백만 건의 데이터가 매일 클라우드에 저장돼 분석 목적으로 활용되고 있다. Wienerberger Group에서는 전송된 신호를 명확하게 할당하기 위해 알기 쉬운 플랜트, 라인, 설비 형식 코드를 사용한다.

TietoEVRY의 Manuel Hausjell IoT 및 데이터 컨설턴트는 “우리는 ‘관련된 모든 데이터를 항상 온라인으로 살펴볼 수 있도록 하는 기술’을 실현 가능케하는 ‘단일 진실 공급원’(Single Source of Truth)을 만들기 위해 힘을 모았다”면서, “이러한 기술의 도입 목적 중 특히 중요한 것은 궁극적으로 모든 사용자가 적절한 정보를 제공받을 수 있도록 보장하는 것”이라고 전했다. 이어 그는 “해당 데이터에는 데이터 사이언티스트가 머신러닝 모델에 투입하기 위해 로우 데이터를 사용하는 지, 데이터를 취합해 기업의 다양한 보고서 작성 툴 용도의 자료로 활용하는 지의 여부와는 상관없이 어떠한 누락과 오류도 없어야 한다”고 덧붙였다.

이에 따라 개별 설비가 IoT 네트워크에 통합되는 방식 역시 프로젝트 관리자에 의해 표준화되고 명시된다. 백호프에서 선보인 초소형 산업용PC, C6030은 클라우드 내 Azure IoT 허브를 위한 게이트 키퍼로서 핵심적인 역할을 담당한다. 콤팩트한 디자인에 코어 당 3.6 GHz의 강력한 성능을 지닌, 멀티코어 프로세서가 탑재된 디바이스는 최적의 엣지 디바이스라고 할 수 있다.

HEAP Engineering Lukas Pechhacker 대표는 “본 장비는 PC기반 제어 기술의 이점을 살린 디바이스로, 제어 디바이스를 필요에 따라 확장하는 것은 물론, 현장에서 데이터의 전처리가 가능하도록 충분한 여유를 갖추고 있다”면서, “예를 들어 권취기의 경우 샘플링 간격이 밀리초 단위로 구성돼 있고, 이 엣지 디바이스를 활용하면 분당 회전수의 분석은 물론, 클라우드로 전송되는 정보의 흐름을 감시할 수 있다”고 밝혔다.

TwinCAT3 IoT Data Agent가 탑재된 C6030은 일반적으로 다수의 ‘인터프리터(interpreter)’ 기능을 할 수 있다. 한 편에서는 TwinCAT ADS 및 OPC UA를 사용해 제조사와 연식이 서로 다른 설비 간의 통신 연결을 확보하며, 다른 한 편에서는 클라우드로 이어지는 게이트웨이의 역할을 수행한다.

Lukas Pechhacker 대표는 다음과 같이 설명했다. “우리는 전 세계 29개 국 총 197개의 생산 시설을 보유하고 있다”면서, “ 때문에 설비 환경이 극도로 다변화돼 있으며, 다양한 프로토콜이 이용되고 있어 이를 공통적으로 관리할 수 있는 방안이 절대적으로 필요하다”고 말했다.

완벽한 팀워크

Beckhoff Solution Provider인 HEAP Engineering과 TietoEVRY은 PC 및 EtherCAT 기반 제어 기술이 지니는 가능성을 최대한 활용할 수 있는 방법을 완벽히 파악하고 있다. Manfred Heger는 이러한 부분이 매우 긍정적이라며, “TietoEVRY의 프로젝트 팀원 모두는 다른 직원들의 작업 내용을 확실하게 파악하고, 모든 업무에 있어서의 항상 전체 상황을 파악하고 있다는 사실에 대해 신뢰할 수 있다”고 말했다.

코로나로 인한 출장 제한으로 스웨덴에 위치한 플랜트와 네덜란드에 위치한 생산 시설이 원격으로 연결된 경우도 있었다. TietoEVRY의 Manuel Hausjell은 “로컬 전기 기술자에게 기존 인프라와 관련된 필수적인 세부 정보를 제공했고, 필요한 부품은 백호프로부터 발주받았다”면서, “HEAP Engineering이 사전 설정 작업을 진행해 현장에서는 단순 플러그 앤 플레이 방식으로 구동할 수 있었다”고 전했다. 그 다음, HEAP Engineering에서 보안 원격 연결을 통한 최종 설정 작업을 진행했으며, 클라우드 내에서 적절한 작업을 진행하거나, 데이터 품질 관리 업무를 수행했다.

Pipelife의 Roy Sibbald 제조혁신 담당 관리자는 “디지털화는 지속적으로 진행되는 과정”이라며, “플랜트 운영 개선 방식에 대해 끊임없이 새로운 아이디어가 제시되고 있으며, 각 시설 간 벤치마킹 실시, 품질 개선 도모, 예측형 유지보수 지원 등, 적은 자원을 투입해 더 큰 효과를 거두기 위한 방법을 지속적으로 연구하고 있다”고 밝혔다.

Roy Sibbald는 “시스템을 최대한 간소화하기 위해서는 비교 데이터가 반드시 필요하다”면서, “Pipelife의 시스템의 강점 중 하나는 확대 및 확장성이 높다는 점”이라고 전했다.

마지막으로 Roy Sibbald는 “단 1분, 원자재 1그램, 에너지 1킬로와트시까지도 매우 중요하기 때문에, 변압기를 생산시설 내에 직접 설치하는 비중이 높아지고 있다”면서, “이 프로젝트는 단순히 에너지 및 원자재 소비량에 관련 문제뿐만 아니라 이산화탄소 배출량 줄이기와 같은 지속가능성을 위한 목표 실현에도 크게 기여할 수 있다”고 강조했다.

한편 뒤이어 시행된 QR 코드 인식 기능 도입으로 기존에 설치된 솔루션의 적응성 역시 검증됐다. 백호프 Balazs Bezeczky Vienna 영업 사무소 책임자는 “비전 소프트웨어 라이선스를 IPC에서 활성화시키고, 이더넷을 통해 카메라를 연결시키면 TwinCAT Vision을 통해 엣지 게이트웨이를 확장할 수 있으며, 실시간으로 이미지 프로세싱이 가능해진다”면서, “판독된 QR 코드는 TwinCAT IoT Data Agent를 통해 클라우드로 전송되며, MES 및 ERP 시스템에서도 사용할 수 있도록 데이터도 제공된다”고 말했다.

최종윤 기자 다른기사 보기