인더스트리 4.0에서의 CFRP 구성품 제조

자동차 분야에서 CFRP(탄소섬유강화플라스틱)이 대량으로 생산되고 있다. 완전 자동 생산이 효율적인 생산공정을 보장한다.

Voith Composites은 독일 바이에른주에 있는 가르힝 공장에 자동차 분야 고객들을 위한 CFRP(탄소섬유강화플라스틱) 대량 생산을 위한 초석을 마련하였다. 인더스트리 4.0에 적합한 시스템을 만들기 위해 KUKA와 함께 연구를 시작하였고, 실질적인 초석은 통합 생산 라인이었다. Voith Composites는 기계가 서로 통신하는 완전자동 카본제작 시스템을 추구하였고, OPC 통합 아키텍처를 통해 시스템의 수평적 네트워킹과 유지보수까지 처리하였다. 인더스트리 4.0은 기계, 사물 그리고 서비스간의 관계가 끊김 없이 실시간으로 통신할 수 있어야 가능하다. 지금까지는 여러 프로토콜과 산업 자동화 표준 결여로 많은 노력을 필요했지만, 상황이 크게 달라지고 있다.

개방형 통신 프로토콜에 대한 토대는 표준 OPC UA이다. Kuka는 네트워킹 시스템에 필요한 아키텍처를 만드는 과정에서 Voith를 지원했으며, Kuka-OPC 서버에서 이렇게 만들어진 모델이 구현되고 있다. 이 모델은 로봇 컨트롤러의 일부로써, 시스템으로부터 데이터를 읽어 모든 OPC 클라이언트에 데이터를 전송하고 있다. 시스템이 전송하는 액추에이터와 센서 장치에 대한 정보, 예를 들어, 압력, 진행 경로, 온도, 습도, 프레스 힘 등은 OPC UA를 통해 MES(Manufacturing Execution System)으로 전송된다. 이렇게 전체 프로세스 체인에서 주문을 동기화하고, 프로세스 자동화의 분산 시스템에 직접 연결하여 생산을 실시간으로 점검하고 제어할 수 있다. 여기에는 컴퓨터 지원 플래닝과 품질 보증(CAQ 시스템) 시스템도 속한다. 이 시스템은 제조 프로세스에 대한 품질 관련 데이터를 분석하고 문서화하여 아카이브에 보관된다.

Voith Composites는 생산시설을 보다 면밀히 모니터링 할 수 있게 되었다. 또 개방형 표준으로 기계가 관련 정보를 서로 교환할 수 있고, 작업자가 프로세스 값이나 결과를 입력할 필요가 없게 되었다. 네트워크화된 카본 생산은 드물지만, 산업용 사물인터넷을 위한 이상적인 출발점이 되고 있다.

완전한 네트워킹

Voith Composites는 완전한 네트워킹을 통해 프로세스 모니터링 외에 다른 유형의 유지 보수도 가능하게 되었다. 원격 정비와 원격 제어 소프트웨어 등 모든 시스템이 Kuka Remote를 통해 언제 어디서나 로봇과 시스템에 액세스할 수 있다. 이를 통해 어플리케이션 데이터와 시스템 데이터를 모니터링하고 진단할 수 있으며, 소프트웨어도 원격으로 실시간 처리가 가능하다. 또한 개별 프로세스를 넘어 이전의 유지보수 시나리오를 평가하고 지속적으로 개선할 수 있다. Kuka-Remote-Box는 SSL 암호화로 보호되는 VPN 연결되어 아우크스부르크에 있는 Kuka 서버와 직접 연결된다. 모든 거래는 전용 방화벽으로 보호되고, 방화벽 통제는 Kuka-VPN 라우터에서 활성화된다. Romote-Box가 Kuka 서버를 핑하는 경우 저장되어 있는 인증서를 통해 유효한 경우에만 승인한다. 데이터는 빅 데이터 접근 방식으로 제조 서비스 버스를 통해 실시간으로 데이터 클러스터에 저장되어, 미래의 공장으로 가는 초석이 마련되었다.