첨단 디지털 제조 환경을 보여주는 암베르그에 있는 Siemens Electronics 공장의 오버헤드 뷰예요.

디지털 혁신: 모범을 보여주세요.

Siemens는 디지털 엔터프라이즈 전략을 통해 고객과 사내 산업 디지털 혁신을 주도하고 있어요.Siemens Electronics Works Amberg에서는 디지털 엔터프라이즈 솔루션으로 구동되는 최적화된 처리량, 빠른 사이클 타임, 강력한 보안이 이미 현실로 다가왔어요.

하루에 350건의 생산 전환, 약 1,200개의 다양한 제품과 1,200개의 다양한 제품과 1,700만 개의 Simatic 부품이 포함된 포트폴리오가 매년 생산된다는 점을 감안할 때, Siemens Electronics Works Amberg (EWA) 에서의 생산을 원활하게 진행하려면 약 5천만 항목의 프로세스 및 제품 데이터를 평가하고 최적화에 사용해야 해요.추가로, 인공 지능 (AI), 산업용 엣지 컴퓨팅, 같은 획기적인 기술들, 클라우드 솔루션 이미 매우 유연하고 매우 효율적이고 신뢰할 수 있는 생산 시퀀스를 가능하게 하고 있어요.

처리량 증가를 위한 산업용 엣지 컴퓨팅하고 AI예요

Siemens Amberg의 전략적 디지털화 책임자인 Jochen Bönig 박사는 “엣지 컴퓨팅을 사용하면 데이터가 생성된 곳 어디에서든 공장이나 기계에서 바로 처리될 수 있어요.” 라고 말합니다.예를 들어 분산 I/O 부품용 PCB를 제조하는 생산 라인에서 EWA가 하는 일이에요. 그런데 여기서도 생산이 충분히 최적화되지 않았어요. 공장 가용성이나 공정 품질의 문제가 아니에요.병목 현상은 PCB 생산 마지막, 자동 X-ray 검사 섹션에서 발생해요. 손톱 크기의 회로 기판에는 다양한 연결 핀이 있는 기능 관련 BUS 커넥터가 들어갈 수 있어요.비통합 검사에서는 연결 핀의 납땜 접합부를 엑스레이로 찍어 제대로 작동하는지 검사해요.50만 유로 정도에 엑스레이 기계를 하나 더 사야 할까요? (Siemens 블로그에서 해당 주제에 관한 전문가 기사를 읽으려면 여기를 클릭하세요.) 대안은 인공지능이에요.센서에서 나온 데이터는 컨트롤러와 엣지 디바이스로 구성된 TIA (완전 통합 자동화) 환경을 통해 클라우드로 전송돼요.전문가들이 AI와 프로세스 파라미터를 기반으로 알고리즘을 훈련해요.알고리즘은 솔더드 조인트의 품질을 반영하는 프로세스 데이터가 어떻게 동작하는지 학습하고 플랜트의 엣지 애플리케이션에서 실행되는 모델을 제어해요.“모델은 PCB의 납땜 접합부에 결함이 없는지, 즉 라인 끝 테스트가 필요한지 여부를 예측해요.폐쇄형 루프 분석 덕분에 이 데이터를 즉시 생산에 반영할 수 있어요.” 라고 Bönig는 설명합니다.

PCB production in an AI controlled model.

조기 경보 시스템이 불쾌한 놀라움을 방지해요

폐쇄형 루프 분석이랑 Industrial Edge 기술도 밀링에 사용돼요.PCB 디패널링용 밀링 스핀들이에요 시마틱 제품들 분진 때문에 항상 제대로 작동하지 않았는데 처음에는 원인이 분명하지 않았어요.자동 엑스레이 검사와 마찬가지로 Siemens 전문가들은 예측 유지보수를 위해 엣지 컴퓨팅과 AI의 조합을 사용했어요. 팀은 예정되지 않은 가동 중단과 분명히 관련이 있는 두 가지 매개 변수를 찾아냈어요. 바로 밀링 스핀들의 회전 속도와 드라이브에 필요한 전류예요.이 데이터를 엣지 디바이스에 입력했는데, 사전 훈련된 알고리즘이 프로세스 데이터의 이상 현상과 가동 중지 시간 사이의 상호 관계를 식별하여 프로덕션에 다시 피드백했어요. Performance Insight 앱은 사용자가 결과를 사용할 수 있게 해줘요. 인사이트 허브 (구 마인드스피어).플랜트 운영자는 이제 잠재적 시스템 장애 12~36시간 전에 상황을 알 수 있고 그에 따라 대응할 수 있어요. 하지만 데이터와 이상 징후는 단순히 MindSphere에 저장되지 않아요.점점 더 정확한 결과를 낼 수 있도록 알고리즘을 더 잘 훈련시켜야 해요.“그게 바로 마인드스피어에서 일어나는 일이에요.EWA의 일관되고 엔드투엔드 디지털화 환경은 자동화, Industrial Edge, 클라우드 컴퓨팅 간의 필요한 원활한 상호 작용을 보장해요.” EWA의 IoT 전문가 플로리안 마이어호퍼가 설명합니다.

디지털 트윈과 개념 증명 (PoC)

디지털 트윈은 Simatic 컨트롤러 부품이 이제 목표 사이클 시간인 8초 내에 생산되는 데 영향을 미쳤어요.초기 시뮬레이션에서는 사이클 타임이 11초라고 약속했어요.또한 사이클 타임이 11초인 것은 주로 라인용으로 계획되었지만 실제 생산에서는 최적으로 작동하지 않는 기계 모듈 때문이었어요. 지멘스 전문가들은 생산 디지털 트윈에서 이 모듈을 더 적절한 부품으로 교체했어요.다음 시뮬레이션에서는 목표 주기 시간이 매끄럽게 달성되어 개념의 증명이 확인됐어요.

Siemens Electronics Works Amberg에서는 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션, 산업 커뮤니케이션, 사이버 보안, 서비스가 최적으로 조정돼요.일관된 종단간 수평 및 수직 통합 덕분에 생산 순서가 매끄럽게 진행돼요.이것이 EWA는 미래의 디지털 혁신을 지속적으로 선도할 Siemens Digital Enterprise의 좋은 예라고 할 수 있어요.

지멘스 일렉트로닉스 웍스 앰버그 (EWA)

지멘스 일렉트로닉스 웍스 앰버그 (EWA) 는 1989년에 설립됐고 시마틱 프로그래머블 로직 컨트롤러 (PLC) 포함하는 제품을 제조해요.매년 이 공장에서는 약 1700만 개의 Simatic 제품이 제조돼요. 즉, 1초에 한 제품이 출고돼요.1,000가지 이상의 제품 변형이 그곳에서 제조돼요.플랜트와 기계를 제어하고 생산 시설을 자동화하여 시간과 비용을 절약하고 제품 품질을 개선하는 데 사용돼요. 암베르그 자체의 생산 프로세스도 약 2,800개의 Simatic 부품으로 제어돼요.생산은 대체로 자동화되어 작동해요. 가치 사슬의 75% 를 기계와 로봇이 독립적으로 처리해요.24시간 동안 전 세계 약 60,000명의 고객에게 발송할 제품이 준비돼요.EWA는 99.9990% 의 품질 기준으로 제조해요.지속 가능한 작업 품질과 포괄적인 데이터 통합의 결과로, 이 성과는 산업 생산의 벤치마크가 돼요.

Siemens Electronics Works Amberg facility.