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이 름 애비린
링크 #1 http://
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제 목 예측가능한 유지보수가 4차산업 혁명에 필수적인 이유
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        모니터링 시스템은 상태 모니터링 센서, 데이터 프로세싱과 전송을 처리하는 게이트웨이와 모듈, 그리고 데이터 저장과 데이터 분석을 처리하는 보안 클라우드 서버를 포함하여 하드웨어 및 소프트웨어 구성요소를 필요로 한다.<br><br>비용, 안전, 가용성 및 신뢰성은 업계의 주요 업체들이 예측가능한 유지보수에 투자하는 주된 이유이다. 예측가능한 유지보수는 공장에서 진동, 온도, 압력, 전류와 같은 주요 파라미터를 측정해 가동 중인 장비 상태를 모니터링할 수 있게 한다. 이러한 모니터링은 고속 신호 체인과 강력한 프로세싱, 유선 또는 무선 커넥티비티를 갖춘 연결된 스마트 센서를 필요로 한다.<br><br>최근 추세는 원격지 지원이 가능하고 별도의 배선 비용이 들지 않는 무선 커텍티비티 방향으로 나아가고 있다. 무선 커텍티비티는 기존 장비를 교체하지 않고도 스마트한 장치로 바꾸어주므로, 사용자는 실제 필요에 따라 유지보수를 계획하고 생산성과 효율을 증대시킬 수 있다. 이것이 인더스트리 4.0의 궁극적인 목표이다.<br><br><strong>왜 예측가능한 유지보수인가?</strong><br><br>미국 국가대응센터(National Response Center)에 따르면 문제가 발생한 다음 복구할 경우 문제가 발생하기 전 대응한 경우보다 약 50% 더 높은 비용이 발생하는 것으로 나타났다.<br><br>또한 공장 환경에서 모터와 같은 장치가 예측할 수 없이 고장 나는 경우, 모터 작업자가 다칠 수 있으며, 이에 따라 시간 손실이 발생하고 벌금 또는 감사를 받을 수 있다.<br><br>마지막으로 사용할 수 없는 장치는 생산 속도 저하 또는 심지어 가동 중단으로 이어질 수 있으며, 이로 인해 수백 만 달러의 손실이 발생하거나, 일부 경우 고객을 잃게 될 수 있다.<br><br>비용, 안전, 가용성 및 신뢰성은 인더스트리 4.0에서 예측가능한 유지보수가 필수적인 주요 이유이다. 인더스트리 4.0의 목표는 공장을 더 생산적이고 효율적이면서 유연하게 만드는 것이다. 예측가능한 유지보수를 위한 핵심적인 해결책은 상태 모니터링이다.<br><br>상태 모니터링을 통해 장치의 상태를 모니터링하고 고장을 예측해 공장 작업자는 고장이 발생하기 전에 해당 부품을 교체하거나 수리할 수 있다. 이러한 사전 예방적인 접근방식은 가동 중단을 방지하고 평균고장간격(MTBF)을 향상시켜 생산 공정을 개선하고 보다 효율적으로 만든다. 그림 1에서 생산 셀의 예를 볼 수 있다.<br><br><span class="end_photo_org"><em class="img_desc">그림. 1: 생산 셀의 예</em></span><br><strong>예측가능한 유지보수란 무엇인가?</strong><br><br>효과적인 모니터링 시스템을 개발하기 위해서는 하드웨어 및 소프트웨어 구성요소가 모두 필요하며, 여기에는 상태 모니터링 센서, 데이터 프로세싱과 전송을 처리하는 게이트웨이와 모듈, 그리고 소프트웨어 구성요소로서 동작하고 데이터 저장과 데이터 분석을 처리하는 보안 클라우드 서버가 포함된다.<br><br>센서는 전체 시스템에서 첫 번째로 가장 중요한 구성요소이다. 진동, 온도, 압력, 전류는 장비의 상태를 나타낼 수 있는 일부 파라미터일 뿐이다. 데이터가 처리될 때 기계 상태를 결정할 수 있는 신뢰할 수 있는 데이터를 얻으려면 상태 모니터링 센서로 높은 분해능의 고속 변환 특성을 갖춘 저전력, 소형 풋프린트 솔루션이 요구된다.<br><br>프로세싱 부분은 잠재적 장치 고장을 예측하기 위해 효율적이고 확장 가능한 고속 푸리에 변환(FFT) 계산을 필요로 할 수 있으며, 이는 센서 레벨에서 발생하거나 게이트웨이, 모듈 또는 클라우드로 보내 처리할 수 있다. 이때 염두에 두어야 할 점은 현장에서 직접 수행하는 에지 프로세싱은 프로세싱 기능의 일부를 제어 또는 운영자 레벨(“코어”)에서 필드 레벨(“에지”)로 옮김으로써 시스템 전력을 절약하고 네트워크 대역폭을 낮출 수 있다는 것이다.<br><br>센서로부터 데이터는 기존 네트워크를 활용하여 와이어에서 4–20mA, HART(Highway Addressable Remote Transducer), IO-Link, 산업용 인터넷 같은 표준 인터페이스를 통하거나 또는 압전 측정 원리를 기반으로 하는 가속도계를 위한 IEPE(Integrated Electronics Piezo-Electric)와 같은 다른 인터페이스를 사용하여 게이트웨이나 모듈로 전송된다.<br><br>상태 모니터링 게이트웨이는 여러 유선 또는 무선 센서 노드 간의 데이터 통신을 중앙 상태 모니터링 시스템에 전달할 수 있게 하며, 상태 모니터링 모듈은 게이트웨이와 같은 기능에 프로세싱 기능을 추가로 갖고 있다.<br><br>무선 메시 네트워크(무선 HART), 무선 포인트-투-포인트 네트워크(IO-Link 무선) 또는 스타 네트워크(sub-1GHz 등)와 같은 무선 네트워크는 장치가 원격지에 있거나 기존의 유선 네트워크를 사용할 수 없거나 사용하기 불편한 경우 데이터를 전송하는 가장 좋은 방법이 될 수 있다.<br><br>메시 네트워크는 무선 시스템에서 메시지를 다른 무선 시스템으로 전달할 수 있게 하므로 시스템을 보다 신뢰할 수 있게 만든다. 예를 들어 한 노드가 메시지를 다른 노드에 직접 전송할 수 없는 경우, 메시 네트워크는 하나 이상의 중간 노드를 통해 메시지를 전달할 수 있다.<br><br>와이파이나 블루투스와 같은 다른 프로토콜을 구성을 위해 사용할 수 있으며, 이를 통해 작업자는 표준 터치 패널 대신 무선으로 장치와 상호작용할 수 있다.<br><br>게이트웨이에서 데이터는 상태 모니터링 모듈이나 공장 제어 시스템 데이터 모니터 또는 보안 클라우드 서버로 전송된다. 이는 마지막 체인 링크로, 여기에서 모니터링된 데이터에 기초해 장비의 유지보수가 필요한지 결정이 내려진다. 그러나 시스템 신뢰성을 확보하려면 딥러닝 알고리즘을 사용하여 이러한 데이터를 정확하게 해석하고 전달할 수 있는 능력이 필수적이다. 실제로 딥러닝을 사용한 상태 모니터링 솔루션은 사람의 실수를 줄이고 예측가능한 유지보수 솔루션을 더 스마트하고 더 효과적으로 만들어준다.<br><br><strong>예측가능한 유지보수는 어떻게 구현하는가?</strong><br><br>TI는 자체적인 공장의 한 곳에서 여러 진공 펌프에 TI에서 개발한 센서 노드, 레퍼런스 디자인을 설치해 예측가능한 유지보수를 구현했다. 센서 노드는 펌프에서 온도, 모터 전류, 질소 유량, 물 유량과 같은 데이터를 측정하고 수집하여 게이트웨이를 통해 인터넷에 전송한다(그림 2 참조).<br><br>TI는 인터넷을 통해 데이터에 쉽게 접근해 지속적인 모니터링과 분석을 수행하고 펌프 작업자에게 동작 상태에 대한 직관적 정보를 제공할 수 있다. 일례로 일상적인 유지보수 스케줄과 독립적으로 작업자는 시스템 셧다운을 초래할 수 있는 결함이 있는 장치를 발견해 피해가 발생하기 전에 이를 교체할 수 있었다.<br><br><span class="end_photo_org"><em class="img_desc">그림 2. 예측가능한 유지보수를 위한 무선 메시 네트워크의 예</em></span><br>이와 같은 실제 사례에서 TI는 가동 중인 장치의 상태를 모니터링해 예측가능한 유지보수를 구현하는 스마트 공장으로 자체적인 공장을 업그레이드할 수 있었다.<br><br>실제로 예측가능한 유지보수는 4차 산업혁명을 이끄는 핵심 요소의 하나로서 공장의 효율과 생산성을 증대시키고 예기치 않은 다운타임을 줄이면서 신뢰성을 높이고 유지보수 비용을 절감시켜 준다.<br><br>4차산업 현장에 사용되는 기기는 바로 이러한 공정마다 예측이 가능하도록 개발되어야 한다. 전자신문 allshowTV는 오는 3월 5일 오후 2시부터 3시 20분까지 '4차산업용 기기 개발에 딱 맞는 고성능 저비용 고정밀 데이터 컨버터와 증폭기 120% 활용기'를 통해 시스템 정확도를 높이고 비용을 줄일 수 있는 방법을 소개한다. 이 웨비나를 통해 요즘 뜨는 4차산업용 기기 개발에 도전하고 싶은 개발자들에게 실질적인 정보를 얻을 수 있을 것이다. 웨비나 신청 및 자세한 내용은 전자신문 allshowTV 웨비나 홈페이지에서 확인할 수 있다.<br><br><strong>지오반니 캠퍼넬라</strong>(Giovanni Campanella) 텍사스 인스트루먼트 공장자동화 시스템 엔지니어<br><strong>▶ 디지털트랜스포메이션을 위한 RPA, 도입 가이드</strong><br><strong>▶ 네이버 모바일에서 [전자신문] 채널 구독하기</strong><br><strong>▶ 전자신문 바로가기</strong> <span "display: block; font-size:14px;">[Copyright ⓒ 전자신문 & 전자신문인터넷, 무단전재 및 재배포 금지]</span></span>

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        <span class="end_photo_org"></span><br><br>지난주에 나는 한국인 목사로는 최초로 워싱턴힐튼호텔에서 열린 미국 국가조찬기도회 개막식에서 메시지를 전했다. 성경이 말하는 평화의 관점에서 한반도의 비핵화와 한·미동맹을 기반으로 한 남북평화의 중요성을 강조하며 국익 외교를 위해 노력했다. 특별히 마이크 폼페이오 국무장관도 만나 한반도 평화에 대한 의견을 교환했다. 마이크 펜스 부통령실에 가서 특별보좌관인 니콜라스 스나이더와 한 시간 반 동안 한반도 평화 정착을 위한 이야기도 나눴다. <br><br> 오바마 대통령 재임 때 열린 미국 국가조찬기도회에 참석했을 때는 간증이나 친교 중심이 아니었나 하는 느낌을 가졌다. 그러나 트럼프 대통령 취임 직후에 참석한 조찬기도회는 분위기가 달랐다. 목회자들이 설교할 때 어떤 경우에도 제한을 받지 않도록 하겠다는 트럼프의 공언부터 감명이 됐다. <br><br> 이번 국가조찬기도회에서는 더 큰 감동을 받았다. 기도회는 크리스토퍼 쿤스와 제임스 랭크퍼드 상원의원의 개회사로 시작됐다. 이분들이 전날 런치 프레이에서 나를 메인 스피커로 소개해준 분들이라 더 고무됐다. <br><br> “우리는 매주 수요일에 모여 기도회를 합니다. 당이 다르고 생각과 정치이념이 달라도 예수 그리스도의 이름으로 기도하면 모든 것이 해결되고 하나를 이루기 때문입니다. 미국 연방 상원의 힘이 크고 미국이 아무리 위대하다 해도 더 크고 위대한 분이 계십니다. 그분은 천지를 창조하신 하나님이십니다. 그래서 우리는 그분 앞에 겸손한 마음으로 국가조찬기도회를 시작합니다.” <br><br> 그리고 마뉴엘 에스피나라는 분이 대표기도를 하는데 눈물이 나도록 감동을 받았다. “미국은 성경적 신앙과 청교도적 가치 위에 세운 나라입니다. 미국이 건국의 기초인 신앙적 이념을 떠나지 않고 계속해서 세계를 섬기는, 영적으로 부강한 나라가 되게 하옵소서. 그러기 위해 트럼프 대통령에게 지혜와 용기를 주옵소서.” 지금까지 이렇게 애절하며 간절한 기도를 들어본 적이 없었다. <br><br> 트럼프 대통령이 바통을 이어서 연설을 하는데 그 역시 신앙의 중요성을 강조했다. “미국은 신앙인들이 세운 나라이고 앞으로도 신앙인들이 미국을 세워나갈 것입니다. 그러기 위해서는 신앙의 자유가 필요합니다. 지금까지 나는 목회자들이 어떤 경우에도 제약받지 않고 설교하도록 법제화를 했지만 앞으로도 그렇게 할 것입니다. 그래야 더 강하고 위대한 미국을 이룰 수 있기 때문입니다. 또한 나는 억류당한 목사님을 구할 것이고 인신매매나 현대판 노예제도를 용서하지 않을 것입니다. 배 속에 있는 생명과 이미 태어난 생명 모두 하나님의 형상을 따라 지음 받은 사람은 고귀하기 때문입니다. 지금도 나의 아내는 억압당하고 있는 사람들을 위해 다른 곳에서 연설하고 있습니다. 미국이 위대한 이유는 우리가 함께 기도하는 데 있습니다. 앞으로도 공의와 평화를 위해 함께 기도하고 아름다운 가정과 국민의 안정을 위해 기도합시다.”<br><br> 트럼프는 목사인지 대통령인지 알 수 없을 정도로 신앙적인 메시지를 전했다. 그런데도 미국 사회는 그것이 대통령의 종교편향이라고 공격하지 않는다. 더 놀란 것은 두 상원의원이 트럼프를 위해 어깨에 손을 얹고 축복기도를 하는 모습이었다. 트럼프는 아멘으로 기도를 받고 퇴장했다. 그 모습을 보면서 우리나라도 국가조찬기도를 할 때 이렇게 할 수는 없을까 하는 생각을 해봤다. <br><br> 다른 연사들의 짧은 스피치도 있었는데 모두 미국이 붙잡아야 할 신앙적 가치와 비전, 공익에 대한 것이었다. 기도회가 끝난 뒤 실무자에게 물었다. “왜 이번에는 강사 중에 목사가 하나도 없습니까.” 대답은 이랬다. “물론 세워야지요. 그러나 미국 국가조찬기도회는 미국이 붙잡아야 할 비전과 가치, 그리고 미국의 공익을 이야기할 수 있는 사람을 우선으로 세우고 있습니다.”<br><br> 목회자로서 그 이야기를 듣고 나와 한국교회를 돌아봤다. “아, 미국 국가조찬기도회는 우리보다 더 큰 빅 픽처(Big Picture)를 그리고 있구나. 우리 한국교회와 국가조찬기도회도 대한민국이 나아가야 할 가치와 비전, 공익을 더 제시하는 빅 드림(Big Dream)을 설정해야 하겠구나.” 그렇다. 우리 모두 빅 피처와 빅 드림을 그리고 설정할 때다.<br><br>소강석 (새에덴교회 목사)<br><br>[미션라이프 홈페이지 바로가기]<br>[미션라이프 페이스북] [미션라이프 유튜브]<br><br>GoodNews paper ⓒ 국민일보(www.kmib.co.kr), 무단전재 및 재배포금지<br>



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