디지털 제조를 위한 실시간 데이터 시각화

정보 시스템이 사용자에게 실시간으로 시각화 데이터를 제공하여, 각 회사의 개별 요건에 적합한 제조 프로세스의 효율성과 안정성을 높일 수 있다.

 

패트릭 테오발트(Patrick Theobald): 스타트업 Peakboard GmbH CTO 겸 설립자

디지털 제조 시대에 다양한 기계와 센서, 기타 데이터 소스들이 수많은 프로세스 정보를 제공한다. 그로 인해 시스템의 광범위하고 진보적인 디지털화와 네트워킹은 프로세스 최적화를 위해 정보 기반이 되고 있다. 여기에 세 가지 결정적인 문제가 있다.

  • 다양한 직원들이 각각 다른 정보에 개별적으로 접근할 수 있다.
  • 데이터를 목적에 맞게 취합하고 가공할 수 있다.
  • 데이터를 효과적으로 평가하고 해석할 수 있다.

최신 기술에 따라 다양한 하위 시스템의 미가공 데이터를 제공하는 기존의 사이클은 하루에 한 번만 실시되었다. 엑셀 또는 Tableau, Qlik-View 등의 소프트웨어나 유사한 어플리케이션과 같은 시각화 도구를 사용하는 가장 간단한 사례이다. 어떤 위치에서 오류가 발생했는지, 하루가 끝나거나 평가 사이클 마지막 단계에서 확인할 수 있는 경우가 대부분이고, 정확하게는 몇몇 개인을 통해 들을 수 있는 경우가 많았다. 프로세스를 직접 제어하고 최적화해야 하는 작업 단계를 통제하기 위해서는 이러한 모호한 정보로는 불가능하다. 점점 개별화되는 제조 주문과 저스트인타임 생산에 직면하여 효율성과 프로세스 안전성을 보장하기 위해서는 유연한 프로세스 최적화가 더욱 중요하다.    

모든 직원들은 가동 중단 시간이든 오류 메시지든 목적 설정이든 상관 없이, 보드를 이용하여 항상 최신 정보를 제공 받는다.

             이는 모든 직원들이 진행 중인 프로세스를 지속적으로 확인할 수 있는 경우에 가능하다. 따라서 매니저와 설계자는 모든 관련자들에게 필요한 정보를 수집하고, 목적에 맞게 서로 연결하여 이해할 수 있도록 시각화하고, 실시간으로 처리할 수 있는 정보 시스템을 개발해야 한다. 이러한 정보는 목적 달성의 개연성을 현저하게 높이고, 직원들이 인지하여 문제를 조기에 적절하게 대응할 수 있다. 예를 들어 어떤 자재의 존재여부를 보여줄 수 있을 뿐만 아니라 동시에 그 다음 작업 단계에 어떤 작업이 가능하고 어떤 작업이 합리적인지를 보여주는 모니터를 생각해 보자. 이런 경우 직원들은 최악의 경우 전체 프로세스가 장애로 중단될 경우 작업 단계를 시작하기 전에 우선 순위를 설정할 수 있다.

             이러한 정보는 제조 프로세스 중에 중대한 오류를 피할 수 있는 중요한 근거가 되고, 직원들도 이에 책임을 지고 일할 수 있다. 다른 프로세스 정보는 작업 반장이나 매니저에게 유용하다. 이들은 프로세스를 최적화하고 다양한 생산 요소를 위해 공통의 물류와 공장 별 인공 지능을 개발하기 위한 토대로서 취합된 데이터가 필요하다. 전체 조직이 이러한 데이터로부터 이점을 확보하기 위해서는, 각 위치에 맞는 다양하고 최적화된 시각화 솔루션이 조성되어야 하고, 여러 계층 레벨에 맞는 정보를 제공해야 한다. 이를 보장하기 위해 공장의 데이터 시각화를 최신 상태로 바꾸기 위해서는 다음의 몇 가지 중대한 기준을 고려해야 한다.

데이터 연결: 본질적인 전제 조건은 납품업체에서 기계, 고객 데이터에 이르기까지 모든 피더 시스템과 데이터 소스에 데이터를 연결해야 한다. 동시에 개별 시스템 섹션이 고장날 경우에도 시각화 성능이 제공되어야 한다. 이러한 요건은 데이터 교환이 분산 방식으로, 즉 데이터를 생성하는 시스템(예, SAP)과 데이터를 시각화하는 도구 사이에서 직접적으로 이루어지는 경우 해결된다. 이는 각각의 개별 시각화 인터페이스를 통해 전통적인 비즈니스 인텔리전스(BI) 구조에서 독립적인 정보 조달로 전향하는 것을 의미한다.

신속성: 데이터 처리와 시각화는 실시간으로 이루어지거나 시간 손실이 최소화되는 경우에 가장 유용하다. 이를 위해 직접적인 데이터 교환과 분산 데이터 교환이 중요한 역할을 한다. 전통적인 BI 시스템의 구조에서 다양한 처리가 발생하고 대체로 큰 시간 차가 생기기 때문에, 분산 접근법으로 실시간 시각화가 가능하다.

복잡성 감소: 직원들이 효과적으로 작업 단계를 수행할 수 있게 설명이 필요 없게 정보 로직 데이터가 묘사되어야 한다. 예를 들어, 작업자에게 전체 프로세스를 묘사하는 미가공 데이터를 평가할 것을 요구해서는 안 된다.

             직원들의 입력: 직원들은 일반적으로 작업 과정에서 피드백을 터치스크린 등을 통해 정보 시스템에 제공하는 것이 합리적일 수 있다. 이는 특히 짧은 사이클의 피드백이 자신의 작업을 동료의 작업과 조율하는 데에 도움이 되는 개별화된 제작에서 발생한다.

프로세스 지침: 프로세스 정보가 복잡할 때에는 단순히 미가공 데이터를 제공하는 것만으로 충분하지 않다. 어떤 데이터를 어떻게 취급할지를 결정하는 것은 정보 시스템 개발자와 관리자의 몫이다. 즉 각각의 정보는 프로세스 지침을 따를 수 있어야 한다.

             유연성: 개개의 직원과 각 부서에 대해서는 개별적인 프로세스 정보와 행동 지침이 중요하다. 미래 지향적인 시각화 도구는 각 작업 영역에 대해 수동으로 유연하게 조정할 수 있는 선택 성능을 제공한다.

스마트폰처럼 콤팩트하게: Peakboard 박스는 여러 데이터 소스를 취합하여 결정적인 정보를 대형 화면에 묘사한다.

민첩성: 훌륭한 정보 시스템은 기업의 모든 변화와 확장에 맞게 조정할 수 있다. 고정적으로 프로그래밍된 시스템은 최악의 경우 개선의 여지를 허락하지 않는다. 따라서 기존 정보 시스템을 지속적으로 구축하고 확장하려면 지속적인 개선 프로세스 옵션을 아키텍처 단계에서 고려해야 한다. 디지털화는 컨설팅, 시스템 재구성 또는 지속적으로 새로 컨설팅 해야 하는 IT 전문성에 대해 작고 간단한 단계로 독자적으로 구현할 수 있다. 운영 책임자에게는 정밀하게 조정되는 디지털 생산 프로세스의 효율성과 프로세스 안정성을 보장하기 위해 진행 중인 프로세스에 대해 실시간 데이터를 제공하는 정보 시스템이 반드시 필요하다. 이를 위해 표준화되고 버튼 한 번 누름으로 효율성과 생산 안정성을 제공하는 솔루션은 없다. 따라서 각 회사는 개별적인 솔루션을 찾아야 하고, 프로세스 데이터의 실시간 시각화를 위한 최신 도구는 다음의 기준을 특징으로 한다.

모든 피더 시스템과 데이터 소스와 데이터가 연결되고 경우에 따라 직원들이 간단하게 입력할 수 있는 방법이 있다. 이러한 소스로부터 실시간으로 처리되는 프로세스 정보 및 그와 연결된 프로세스 지침을 확인할 수 있다. 각각의 표시부는 각 작업장에 개별적으로 맞추어 조정되고 앞으로 확장할 수 있는 가능성을 제공한다.

 

MM 실무에서 프로세스 투명성

연속 제작에서 시각화 솔루션

공장 내 여러 생산 라인에는 모니터들이 한 대씩 걸려 있고, 이 모니터들은 직원들에게 전체 상황에 대한 개요를 제공한다. 스크린 위쪽 영역에는 간단한 로직에 따라 SAP 시스템에서 가져오는 각 라인의 현재 생산 오더가 표시된다. MES(Manufacturing Execution System)는 실제 수량을 제공하고 생산되는 부품 개수를 Oracle 데이터 베이스에 저장한다. 동일한 MES 데이터 베이스에는 „생산 시작“ 및 „셋업“ 또는 „장애“와 같은 현재 상황에 대한 정보가 유입된다. 이러한 데이터는 생산 흐름의 타임 라인(„Production history“)의 토대를 형성한다. 이 타임 라인은 최근 12시간 동안 생산 라인의 중요 상태를 그래픽으로 보여준다. 생산은 초록색으로, 오류는 주황색으로 그리고 셋업은 회색으로 표시한다. 대시보드 우측(„Corporate News“)에는 중요한 새로운 소식들이 열거되어 있다. 작업 반장 등 책임자는 이를 승인된 네트워크 드라이브에 있는 엑셀표로 정리하고 이에 대해 직원들과 의견을 나눈다.

   컬러 사각형이 있는 아래쪽 영역(„Other Lines“)은 모니터의 현재 시야에서 확인할 수 없는 다른 모든 생산 라인에 대한 정보를 신속하게 제공한다. 컬러는 타임 라인과 같이 현재 상태를 기호화한다. 작은 숫자는 이 상태가 유지된 분 단위 시간을 나타낸다. 좌측(„Responsible Staff“)에는 라인 책임자를 사진과 함께 보여준다. 책임 소재와 사진은 Share-Point 문서 라이브러리에서 가져오고 그 곳에서 관리한다.

   이 대시보드 예시는 하나의 시각화 도구가 SAP에서 Oracle(MES), 엑셀 및 Share-Point에 이르기까지 완전히 다른 데이터 소스의 정보들을 취합하고 작은 공간에 표시한다. 직원들은 이를 통해 한 눈에 각각의 라인을 파악할 수 있다. 또한 다른 라인의 상황을 분류하고 유효한 정보를 확인할 수 있으며, 이를 위해 수치를 읽거나 복잡한 데이터 세트를 해석할 필요가 없다.  

대시보드 예시: 모든 데이터 소스를 각 화면에 맞게 개별적으로 조정하여 한 눈에 파악할 수 있다.