새로 출시된 B&R의 ‘Automation Studio 4’는 기계 제조업체들에게 세 가지 결정적인 이점들을 제공한다. 점점 늘어나고 있는 제품의 복잡성에도 불구하고, 최고 품질과 엔지니어링 비용 감소, 그리고 더 빠른 시장 출시 시간 등이 그것이다. 복잡한 프로젝트는 완벽하게 관리되고 있는 팀들에 의해 병행적으로 개발될 수 있다.
숙련된 전문성과 성공적인 펑션들이 모듈식 소프트웨어로 보존될 수 있으므로 수차례에 걸쳐 검토될 수 있다. 이것이 바로 B&R이 고객들로 하여금 제한된 시간에 그들의 개발 목표를 달성 및 초과 달성할 수 있도록 지원하는 방법이다.

김 미 선 기자

B&R은 1992년 최초로 통합 개발된 툴로 Automation Studio를 출시했으며, 이것은 자동화 솔루션 개발과 관련된 다양한 방식들 간 장벽을 무너뜨렸다. 그것이 프로세스 제어, HMI 및 조작, 드라이브 및 모터 또는 안전 기술이든 간에, B&R의 자동화 솔루션을 구성하는 프로그램들은 처음부터 끝까지 하나의 동일한 개발 환경에서 개발된다.

기계 및 시스템과 관련된 시장의 요구는 그동안 일부 변화가 있었다. 오늘날의 기계는 개별 사용자의 특정 요구에 부합되도록 복잡한 기능성을 제공해야 한다. 이와 동시에 사용자의 요구 변화에 신속하고 효과적으로 부합될 수 있는 유연성 및 옵션의 다양성도 지녀야 할뿐더러, 전체 시스템에 통합될 수 있도록 충분한 개방성도 가져야 한다.

더욱이, 이 모든 것들은 대규모로 양산되는 기계의 가격 및 안정성과도 만족해야 하며, 생산 및 시운전도 신속해야 한다. 당연히 모든 적용 가능한 표준과 스펙에도 충족돼야 한다. 마지막으로 구매자들은 솔루션 자체에 추가 및 수정 또는 소프트웨어의 자체적 수정을 통해 수요의 변화에 대응할 수 있기를 원한다.

제품의 복잡성에 대한 대응
오늘날 제품이 한층 복잡해짐에 따라, 스케줄과 예산을 소요하지 않도록 하기 위해 기계 제조업체들은 표준화 및 모듈화의 장점들을 발견했다. 특정 기능을 수행하는 표준 부품 및 구성 요소들을 개발하고, 그것들을 통합함으로써 필요에 따라 잘 정의된 연결을 통해 하나의 완전한 기계 또는 시스템을 구성한다. 실제로 많은 설계 사무실에서는 프로젝트들이 다양한 엔지니어링 방식으로 전문가들에게 나눠진다.

B&R자동화 소프트웨어사업부 Hans Egermeier 비즈니스 매니저는 “기계공학에서 오랫동안 표준 방식이었던 것은 소프트공학에 적용할 때도 동일하게 쉬워야 한다”고 설명했다. 또한 그는 “동일한 방식들이 이미 IT 분야에서는 포화상태가 됐지만, 기계 제조업체들은 고집스럽게 PLC 프로그램 초기부터 사용해 온 동일한 방식을 고수하고 있다”며, “그들은 오히려 복잡한 메카트로닉 시스템의 소프트웨어 개발을 더 난해한 것으로 만들고 있다”고 덧붙였다.

그 이유 중 하나는 기계 및 시스템에 있어 복잡성이 증가하고 병행적 작업을 요구하는 분명한 현실적 동향에도 불구하고, 생산라인의 경우 반드시 순차적인 프로세스로 돼야 한다는 일관되고 잘못된 인식이 확산돼 있기 때문이다.

PLC, CNC, 로보틱스, 지능형 축 제어, HMI, 그리고 통신 분야 등을 구분짓는 선들은 점점 흐려지고 있다. 소프트웨어 솔루션이 전체 기계들을 제어함에 있어, 복잡성의 증가와 뒤얽힌 알고리즘 등의 문제에 대해 쉽고 효과적으로 대응하기 위해서는 모듈화된 구조가 열쇠다. 기계 엔지니어가 표준 부품이나 구성 요소를 사용하는 것과 같이, 모듈식 소프트웨어 구조도 표준화된 펑션, 프로세스 및 제어 알고리즘 등의 라이브러리를 사용해 만들어질 수 있다.

사이즈가 큰 프로그램들의 관리
특정 프로그램들을 라이브러리 내에 그룹화된 펑션 블럭으로 분류하고 메인 프로그램에서 간단히 그것들을 참조해 사용하는 개념은 오랫동안 있어 왔고, 프로그래머들도 전적으로 이 기술을 사용해 왔다. Automation Studio의 현재 버전들 또한 이미 개체 지향적 프로그래밍에 대해 C++로 완전하게 통합된 지원을 제공한다. 프로그래밍에 있어 이러한 접근 방식은 가장 작은 기능 특화 프로그램에 대해 기능성 상자로 역할을 하는 구조화된 프로그램 클래스 중에서 개발자가 선택할 수 있도록 한다. 변수값 할당을 통해 프로그램 개체로 바꿔 빌딩 블록과 같이 조립되고 상호 간에 유기적으로 연결된다.

B&R의 Wolfgang Portugaller 치프 시스템 아키텍트(Chief System Architect)는 “개체 지향적 프로그래밍이 소프트웨어 모듈화의 주요 요소”라며, “그것은 큰 프로그램에 대해 전반적으로 명확한 조직 구조를 유지하도록 함으로써 장기간에 걸친 유지보수를 편하게 한다”고 설명했다.

큰 계층적 연결성을 지닌 개체를 만들 수 있는 잠재성을 가졌음에도 불구하고, 아직 우리가 사용하고 있는 빌딩 블록은 매우 작은 규모에 불과하다. 개체 지향적 프로그래밍의 모든 장점과 함께, 마지막으로 개발자는 여전히 전체 솔루션의 모든 구성 요소들을 취합해 컴파일, 테스트, 그리고 기계 및 시스템에 사용되도록 시운전한다.

Automation Studio 4의 새로운 주요 특징 중 하나는 자동적인 애플리케이션 모듈에 기반을 둔 높은 수준의 모듈성이다. 애플리케이션 모듈의 크기는 그것이 하나의 기능, 하나의 구성 요소 또는 하나의 전체 기계 모듈을 의미하는가에 따라 달라질 수 있다. 내부적으로 펑션 블록과 전체 프로그램 또는 이 둘의 다양한 조합으로 된 계층을 포함하고 있다.

개발 태스크의 효과적인 분배
애플리케이션 모듈들은 모듈식 기계 설계 후 소프트웨어 모델화를 쉽게 할 뿐만 아니라, 개발 태스크를 캡슐화한다. 그것들은 다수의 개발자들에게 분배하는 데 있어 완벽한 툴이다. 모든 개발자들이 같은 빌딩에 있을 필요가 없으므로 외부 서비스 제공자를 활용할 수 있는 자유를 가지게 되고, 고객으로 하여금 솔루션의 특정 부분을 프로그램하도록 할 수도 있다. 이를 통해 특정 기능 프로그램은 그에 적합한 전문가에게 할당될 수 있고, 대량의 태스크는 다수의 개발자들에게 분배될 수 있다.

그 결과는 소프트웨어 개발에 있어 상당한 가속력이 된다. 모든 팀들이 명확히 구체화된 인터페이스를 수호한다면, 이런 애플리케이션 모듈들은 동시에 개발될 수 있을 뿐 아니라, 각자가 준비됨과 동시에 가상 환경에서 개별적으로 테스트가 가능하다. 추가적으로, Automation Studion 4는 미리 프로그램된 수많은 라이브러리와 펑션 모듈들을 갖추고 있다. 일례로 드라이브 축 제어와 같이 프로젝트에 통합돼 사용될 준비가 돼 있다.

애플리케이션 간 데이터는 매핑된 프로세스 변수들을 통해 교환되고, 이런 메커니즘은 이미 극도로 신뢰감 있고 효과적이라고 증명됐다. 외부적으로 글로벌 변수를 정의할 필요는 없다. 왜냐하면 어떤 다른 모듈들이 자신의 주소 공간에서 어떤 영역에 접속하는지에 대한 정보를 애플리케이션 모듈이 가지고 있기 때문이다. 이는 개발자가 모든 것들을 처음부터 생각할 필요가 없음을 의미한다. 그 대신에 그들이 원하는 대로 데이터 교환 인터페이스를 정의할 수 있는 자유를 제공한다.

애플리케이션 모듈들은 개별적으로 컴파일된다. 이를 통해 준비되고, 필요시에는 테스트 및 연속적인 시운전이 가능하도록 함으로써 결국 문제 해결도 더 쉽고 빨라진다. 이런 상이한 자동 구성 요소들이 공통적으로 가지는 것은 소프트웨어 및 하드웨어 설정으로, 여기서 결국 그 구성 요소들이 동작하게 되는 런타임 환경에 대한 정보를 얻는다. 프로토 타입 시기 동안 또는 추후 확장의 경우에 발생되는 변경들은 전체 시스템 중에서 명확히 구분된 부분에 구현되므로 급격한 변화가 품질에 영향을 주는 위험을 최소화한다. 변경 후 재인증 시간 및 비용 또한 충분히 감소된다. 이는 변경으로 인해 직접적으로 영향을 받는 모듈들만 검증하면 되기 때문이다.

개별 구성 요소들에 대한 지속적인 업그레이드
이것은 소프트웨어 개발의 효율성 향상에 있어 더 나은 가능성을 가져온다. 전통적인 접근방식이 전체 기계 세대를 한번에 개발하려는 것인 데 반해, 이제는 개별 구성 요소 자체적인 업그레이드 버전을 출시하고 있다. 이를 통해 개발팀의 부담을 완화하고, 악명 높고 엄격했던 완료 마감에 대한 압박을 해소한다.

Wolfgang Portugaller 치프 시스템 아키텍트는 “이것은 소프트웨어 품질에 매우 긍정적인 영향을 가져온다”고 확언한다. 또한 그는 “완벽하게 개발된 애플리케이션 모듈들은 다른 프로젝트에서 쉽게 재사용 가능하고, 이는 좀 더 심도 있는 테스트에 투자할 수 있는 시간을 벌어주게 돼 결과적으로 시운전 시간을 줄여준다”고 덧붙였다.

이것은 단지 지속적이고 효과적인 개발만의 문제가 아니라, 무엇보다도 명백한 고객의 최우선 관심사다.

B&R자동화 소프트웨어사업부 Hans Egermeier 비즈니스 매니저는 Automation Studio 4는 복잡한 기계나 시스템에 대해 개별적으로 개발된 애플리케이션 모듈들이 하나의 강력하고 유연한 소프트웨어 솔루션으로 통합될 수 있는 환경을 제공한다”며, “기계 제조업체들에게 Automation Studio 4는 복잡성 증가라는 도전에 적극적으로 대응할 수 있도록 하는 효과적인 툴이다”라고 설명했다.

B&R의 Wolfgang Portugaller 치프 시스템 아키텍트는 “개체 지향적 프로그래밍은 사이즈가 큰 프로그램을 충분히 다룰 수 있게 하고, 훨씬 더 유지보수가 용이하도록 한다”고 설명했다.

FA JOURNAL  김 미 선 기자 (Tel. 02-719-6931 / E-mail. fa@infothe.com)

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