AI, Big data(예지관리)를 위한 생산자원(4M1E) 데이터 표준화 및 사례

1. AI, Big data(예지관리)를 위한
생산자원(4M1E) 데이터 표준화 및 사례
차석근/㈜에이시에스
sk_cha@acs.co.kr

2. 목 차
Ⅰ. 스마트제조를 위한 생산운영 실체
Ⅱ. 생산운영 표준화 및 적용 예
Ⅲ 결론

3. 1. 스마트제조를 위한 생산운영 실체
제조혁신, 스마트공장??
OT+IT 융합화(4M1E data) (정보화를 넘어 지능화로)
NIST SMRM, RAMI Reference Architecture Model Industry)4.0 표준
5G in Manufacturing (5G ACIA), OPC-UA, AutomationML 표준
생산운영의 발전

4. 생산현장의 현실은??
• 다양한 Device(PLC,SESC/OPC…) 관리 방안 ?
• 새로운 신규 Device 추가 시 적용 방안?
• 실시간 Device 정보 데이터 관리방법 ?
• 운영 설비 추가 프로세스 운영관리 ?
• 네트워크에 안정적 데이터 관리 방안 ?
• 데이터에 대한 조회, 생성, 유지 보수 및 관리의 어려움
• 시스템 관리방안 및 유지보수성 ?
• 사이트마다 생산자원 정보가 상이함
• 데이터 현장의 실적관리가 상이함
• 다양한 장비(WBT,PDA,현황판,계측장비)에 접속 필요
• 생산현장의 생산수량 및 실적데이터가 상이
• Big Data, Machine learning, AI 신기술 어려움
생산 현장 시스템 기술적 문제점
생산 현장 시스템 운영 문제점
20년간 사용
외부 연결 포트 없음
(Volvo Korea)
2019 하노버
보쉬 발표자료
1. 스마트제조를 위한 생산운영 실체

5. 왜 해야 하는가?
생산자원(4M1E) 데이터 통합화: 융합이 필수
개별(Silo)시스템을 수평통합 플랫폼 필수
2. 생산운영 표준화 및 적용 예

6. 생산운영 표준화(ISO TC 184/SC 5)
2. 생산운영 표준화 및 적용 예

7. 생산운영 분야에 대표적 표준화
2. 생산운영 표준화 및 적용 예
IEC 62264/ISO22400
(MES 기능표준/KPI)
ISO20140
(Energy 관리)
ISO/AWI23247
(Digital Twin 제조 프레임워크)
TTAK.KO-11.0227
(생산자원(4M1E)기반 스마트팩토리 정보관리)
NIST SMRM RAMI 4.0
ICC
(산업용 사물인터넷 컨소시움)

8. CPS: 디지털 트윈
2. 생산운영 표준화 및 적용 예
Source: KPMG

9. 4M1E 생산자원 실시간 통합화
자동수집, 반자동 수집, 수동수집, 무선, 유선 센서-TTAK.KO-11 단체 표준
2. 생산운영 표준화 및 적용 예
정보원 내용
기계
동작횟수
가동시간
고장원인
설비
전압, 전류
유량, 압력
전력량
제품
위치, 특성
성능, 치수
제품명
작업자
Lot번호
시작/종료시각
뷸량코드
비가동 사유
에너지
사용량
시간
생산자원 4M1E
유선 센서 네트워크
제어기기
RFID
PLC
기계
DABOM- Device
DABOM_G/W ERP/SCM/PLM/MES
제조 애플리케이션
프로토콜
프로세서
I/O
센서 I/O
무선 센서 네트워크
RFID/USN 터치스크린 모바일
DABOM-Device
DABOM-Device
센서
시켄서
Access
Point
바코드
리더
Touch
Screen
ISO 20140
ISO 22400
IEC62264
OPC
ISO JTC 1
IoT
자동수집
방식
반 자동수
집방식
수동수집
방식
Big Data, AI
예지 관리 엔진
Machine
Vision
AR/VR
Cyber world
Physical
world

10. 2. 생산운영 표준화 및 적용 예
예지관리를 위한 적용 모델

11. 2. 생산운영 표준화 및 적용 예
국내 복수 공장 (ERP+MES+PLM) 통합운영
다양한 산업 중점관리를 기반 생산자원 수집 구축

12. 복수 공장 4M1E Data 표준화 및 KPI(ISO22400) 표준
2. 생산운영 표준화 및 적용 예

13. 주조산업 Big Data 분석
2. 생산운영 표준화 및 적용 예

14. 뿌리산업 적용 예
2. 생산운영 표준화 및 적용 예
5) 생산정보화
애플리케이션
(IEC 62264 S-95)
1) 4M1E 인터페이스 모듈(H/W)
CoAP/DTLS/128bit AES
ISO JTC 1(SN, IoT)
산업별 생산공정(금속절삭, 프레스용접 , 주조 등..)
7) 제조혁신 서
비스 모듈
(실적, 품질, 예
지보전, 납기)
ERP, PLM,SCM
Groupware
SNS
통신 모듈
3) 생산성 예측 4) 설비보전관리
센서 노드
산업용 사이버 보안
UC
PI DI AI
산업별 Template
개발자,
사용자
4M1E
태그 설정
생산혁신
파라미터
4M1E
태그 재구성
2) 4M1E 실시간 정보통합 및 모니터링 모듈(S/W)
UI/UX 컴포넌트
산업별
설정
KPI Loop
6) 생산정보화 웹/앱
통합환경
4M1E: Man, Machine, Material,
Method, Energy
PI: Process Integration
DI: Digital Integration
AI; Analog Integration
UC: Unified Communication
모바일
Real time Loop
그룹웨어 SNS 연동 모듈 센서 관리 모듈 생산 정보화시스템 구성 모듈
산업
용클
라우
드서
비스
산업
용사
물인
터넷
생산
현장
시스템
계층
실시간 미들웨어
링크
링크
IEC 62264/ISA-95
ISO/IEC JTC 1 SN/IoT
ISO 22400, 20140
https://www.youtube.com/watch?v=jQ2JlO-l3Z8&feature=youtu.be

15. 생산운영 표준화 활동 (국내2, 국외5)
3. 결론

16. 스마트공장의 탄생