공정 산업의 디지털 혁신: 5단계

공정 산업의 디지털 혁신은 전 세계적으로 일어나고 있는 더 큰 디지털 혁신의 일부이며, 누구나 어떤 식으로든 디지털 혁신의 영향을 받고 있습니다. 20세기에는 기술의 획기적인 발전으로 현재 우리가 전적으로 의존하는 끊임없이 진화하는 컴퓨팅 시스템이 가능해졌지만, 우리는 이에 대해 다시 생각해 본 적이 거의 없습니다.

마이크로프로세서와 슈퍼컴퓨터가 등장하기 전에도 현대 생활의 모든 면을 획기적으로 변화시킨 기술이 탄생할 수 있는 토대를 마련한 몇몇 저명한 과학자와 발명가들이 있었습니다.

많은 사람에게 그것은 최초의 개인용 컴퓨터인 Commodore 64와 이메일, 최초의 휴대전화를 시작으로 Amazone의 Alexa, IPhone의 Siri까지 이어져 왔습니다. 우리는 휴대용 미니 컴퓨터나 다름없는 스마트폰을 사용하여 생활의 많은 분야를 탐색합니다. 디지털 혁신은 의심할 여지 없이 직장 생활의 작업 방식은 물론 데이터와 커뮤니케이션을 관리하는 방식과 공정 내에서 문제를 해결하는 방식에도 영향을 미쳤습니다.

지난 몇 년 동안 공정 산업에 종사하는 고객들은 디지털 기술에 대한 인식이 높아졌고, 우리는 그들의 디지털 여정에 대해 그 어느 때보다 더 많이 듣고 있습니다. 이러한 인식 속에서 제4차 산업혁명과 IIoT와 같은 용어에 대해 혼란을 겪고 있습니다. 특히 이 두 가지 개념은 혼란을 야기할 수 있습니다.

첫 번째는 이러한 기술이 새로운 기술이라는 인식인데, 사실 많은 기술이 수십 년 동안 사용되어 왔으며 데이터 접근성이라는 근본적인 문제는 새로운 것이 아닙니다. 비용 절감, 무선 기술 등 새로운 원동력이나 촉매제 역할이 있지만, 더 나은 결정을 내리기 위해 데이터를 수집한다는 기본 개념은 수십 년 전부터 존재해 왔습니다. 두 번째 문제는 기술(즉 제품)을 IIOT 또는 제4차 산업혁명과 같은 광범위한 주제와 연관시키는 것입니다. 이러한 광범위한 주제는 제조업체의 도전과 문제점부터 시작하는 대신 기술에서 시작하여 해결해야 할 문제를 찾고 처리하는 솔루션의 전형적인 함정에 빠지게 합니다.

현실은 엄청난 기회가 존재하며 우리 모두 올바른 솔루션을 찾기 위해 노력하고 있다는 것입니다. 매력적인 용어는 사람들이 주목하고 기억할 수 있는 방식으로 메시지를 전달하는 한 가지 방법입니다. 이러한 용어로는 IIOT와 제4차 산업혁명이 있습니다.

우리가 자주 듣는 용어 중 하나는 디지털 혁신입니다. 디지털 혁신은 공감을 불러일으키는 용어입니다. 이 용어는 디지털로 전환하는 여정이 양분되지 않는다는 것을 의미합니다. 디지털 기업이나 비디지털 기업이 따로 있는 것이 아니라 우리 모두는 디지털 스펙트럼에 속해 있습니다.

공정 산업의 디지털 혁신 단계

dataPARC는 여기에서 한 걸음 더 나아가 공정 산업에서 디지털 혁신을 5단계로 구분하고자 합니다. 모든 조직은 이 범주 중 하나에 속합니다. 혁신의 범주를 지정하면 각 제조업체의 광범위한 과제를 정의하고 디지털 혁신 여정에서 최선의 경로를 제시할 수 있는 체계가 마련됩니다. 아마도 귀사와 귀사의 플랜트는 다음 단계 중 하나에 속해 있을 것입니다.

1단계: 시간 없음, 데이터 없음

1단계는 초기 단계입니다. 1단계라면 수동 작업을 활용하고 PLC 또는 DCS가 제한적이거나 전혀 없을 가능성이 높습니다.

제조 디지털 혁신의 1단계에서 시설들은 여전히 아날로그에서 디지털로 제어 시스템을 현대화하려고 합니다. 이 단계에서는 기회가 있지만 올바른 솔루션(PLC 업그레이드, 추가 센서/계측기 등)을 파악하는 데 중점을 두어야 하며, AR(증강 현실) 및 ML(머신 러닝)과 같은 주제는 장기적인 관점에서 접근해야 합니다.

주요 고려 사항

• 작업을 디지털화하기 위해 어떤 작은 부분을 변경할 수 있나요? 센서를 쉽게 추가할 수 있나요? 팀과 함께 그 방법에 대해 논의해 보세요.
• 어떻게 수동 데이터를 디지털 데이터로 변환할 수 있나요? 어떤 데이터 소스를 사용하고 있나요? 내부적으로 또는 공급업체의 도움을 받아 데이터를 디지털화하기 위한 계획을 수립하세요.
• 예산은 장비 구매 또는 업그레이드를 위해 얼마나 책정되어 있나요? 코로나19 이후 예산이 변경되었나요? 사용 가능한 리소스를 결정하세요.

2단계: 데이터는 조금, 시간은 부족

2단계에 해당한다면 귀사의 디지털 노력은 이제 막 시작 단계에 있습니다. 플랜트에 PLC 또는 DCS가 있지만 히스토리안이 없습니다. 또한 수동 데이터가 필요한 기능이 여전히 많을 것입니다.

디지털 혁신 2단계에서 작업을 최적화하는 가장 좋은 방법 중 하나는 히스토리안을 추가하는 것입니다.

주요 고려 사항

• 귀사의 내부 리소스는 무엇이며 이를 어떻게 활용할 수 있나요? 작업을 발전시키기 위해 사용할 수 있는 재정적 및 인적 자원은 무엇인가요?
• 플랜트에서 빠르게 자동화할 수 있는 영역이 있나요? 플랜트에서 쉽게 자동화할 수 있는 부분은 무엇이고 어떤 부분이 더 어려울까요? 결정하고 계획을 세우세요.
• 향후 새로운 시스템은 어떻게 통합되나요? 추후 구현할 수 있는 새로운 시스템을 고려하세요. 이러한 시스템은 현재의 솔루션과 어떻게 통합될까요? 현재의 시스템을 완전히 대체하거나 보완하게 될까요?

3단계: 성찰적 의사결정

3단계에서는 모든 것이 디지털로 전환되기 시작합니다. 3단계는 IT/OT 융합이 시작되는 단계입니다.

이 단계에서는 플랜트가 문화적 관점에서는 준비가 되어 있지만 소프트웨어 도구가 부족할 수 있습니다. 많이 사용되지 않는 작은 히스토리안 또는 기타 자체 개발 도구가 있을 수 있지만, 앞으로 필요한 것에 대한 비전은 볼 수 있습니다.

주요 고려 사항

• 귀사의 플랜트는 IT 관점에서 어떤 위치에 도달하고자 하나요? 궁극적으로 디지털화하고자 하는 목표가 무엇인지 생각하고 계획을 세우세요.
• 이 작업을 내부적으로 수행할 것인가요, 아니면 공급업체와 협력할 것인가요? 팀에서 내부적으로 작업을 처리할 수 있나요, 아니면 공급업체를 조사하고 참여시켜야 하나요?
• 기존의 시스템을 교체할 것인가요, 아니면 활용할 것인가요? 현재 사용 중인 시스템은 여전히 관련성이 있나요, 아니면 완전히 교체해야 하나요?
• 선택한 솔루션을 통해 기존 시스템을 연결할 것인가요, 아니면 전면적인 교체가 필요한가요? 현재의 솔루션은 새로운 솔루션과 상호 보완적인가요, 아니면 무용지물이 될까요?

4단계: 데이터 기반 문화

4단계는 조화롭게 디지털화를 시작하는 단계입니다. 4단계에서는 플랜트 내 데이터 활용이 성숙해집니다. 대부분의 데이터를 수집하는 히스토리안이 있습니다. LIMS, 수동 데이터 등을 위한 다양한 시스템을 보유하고 있을 것입니다. 의사결정을 위해 데이터를 활용하는 문화가 형성되어 있지만, 데이터를 통합할 수 있는 적절한 소프트웨어가 부족합니다.

4단계에 해당하는 경우 핵심 디지털 시스템은 갖추어져 있습니다. 플랜트 내 및 전사적으로 데이터 소스를 통합하는 것이 핵심입니다. 문화적 변화도 매우 중요합니다. 전사적인 표준화와 협업을 통해 일관되고 정확한 데이터 공유 환경을 보장합니다.

주요 고려 사항

• 귀사는 여러 시스템 표준을 어떻게 처리할 것인가요? 여러 현장을 통합하기 시작하면 여러 시스템 표준이 사용되는 상황을 어떻게 처리할지 결정해야 합니다. 예를 들어 플랜트의 절반은 OSI PI 히스토리안을, 나머지 절반은 Aspen IP.21 데이터 히스토리안을 사용하고 있다고 가정해 보겠습니다. 회사에서 모든 것을 공통 히스토리안 공급업체로 마이그레이션할 수 있지만, 이 경우 많은 작업이 필요하고 상당한 위험이 따를 수 있습니다.
• 여러 현장으로부터 데이터를 어떻게 통합할 것인가요? 회사는 전사적 단일 히스토리안과 같은 중앙 집중식 데이터 시스템을 구현할 수 있습니다. 전사적 데이터의 장점은 데이터에 더 쉽게 액세스할 수 있다는 것입니다. 단점은 선택한 기술에 따라 인트라넷이나 인터넷을 통해 데이터에 액세스할 때 애플리케이션 성능이 저하될 수 있다는 점입니다. 또 다른 옵션은 기존 인프라에 쉽게 연결할 수 있는 데이터 분석 애플리케이션을 선택하는 것입니다. 이 옵션은 기존 시설을 활용하고, 시작하는 데 드는 수고가 가장 적으며, 현지 공장 현장에 최고의 성능을 제공한다는 장점이 있습니다. 한 가지 단점은 사이트 간에 데이터 무결성 문제가 발생할 수 있고 분석 수행 전 데이터를 처리하는 데 상당한 작업이 필요할 수 있다는 것입니다. 세 번째 옵션은 하이브리드 접근 방식으로, 앞의 두 가지 방법의 장점을 최대한 활용하는 방법입니다.

5단계: DNA에 포함된 데이터

여러분이 5단계에 있다면, 데이터 및 의사결정 지원을 위한 전략이 잘 발달된 매우 정교한 플랜트에서 일하고 있는 것입니다. 하나의 주요 히스토리안을 정하고, 여러 소스(LIMS, MES, ERP 등)의 모든 데이터를 히스토리안으로 전송하는 데 많은 시간과 노력을 들였으며, 히스토리안에서 여러 비즈니스 시스템을 가져오는 데 성공했습니다.

5단계에 해당하는 조직은 인프라 및 문화적 관점에서 AR 및 ML과 같은 고급 주제를 다룰 준비가 되어 있습니다. 5단계에서는 고급 데이터 모델링 및 분석을 지속적으로 사용해야 하며, 더불어 애플리케이션 통합을 위한 기회가 있을 수 있습니다.

주요 고려 사항

• 히스토리안에서 누락된 주요 데이터 소스가 아직 있나요? 모든 데이터 소스를 확인하고 히스토리안에 연결되어 있는지 확인하세요. 간과하고 있는 소스가 있나요?
• 비즈니스 요건이 변경되었거나 발전했는데 데이터 플랫폼은 이에 어떻게 대응하고 있나요? 비즈니스에 어떤 변화가 있었나요? 데이터를 디지털화하고 관리하기 위해 선택한 솔루션이 목표를 달성하고 있는지 확인하세요.
• 모든 주요 사용자 그룹이 필요한 정보를 얻고 있나요? 플랜트 내에서 데이터를 필요로 하는 사용자는 작업자부터 엔지니어, 플랜트 관리자까지 다양합니다. 모든 역할에서 필요한 데이터를 필요한 방식으로 얻고 있나요?

앞으로의 전망

디지털 혁신은 어떤 형태로든 비즈니스에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 저렴한 센서와 같은 작은 변화에서부터 전사적인 대규모 애플리케이션에 이르기까지, 공정 산업의 디지털 혁신을 통해 조직은 보다 일관되고 효율적으로 운영할 수 있어 다운타임을 줄이고 수익성은 높일 수 있습니다.