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2012

2016년 12월

다쏘시스템코리아

스마트 매뉴팩쳐링과인더스트리 4.0

(CPS 관련하여)

2

목차

I 개요

I.1 인더스트리 4.0의 개념I.2 제조현장의 고민

I.3 변화의 방향

I.4 스마트 매뉴팩쳐링의 이해

II CPS의 구현

II.1 다쏘시스템이 생각하는 *CPS의 개념

II.2 *CPS 구현 상세내용

II.3 구현 사례

III 인더스트리 4.0 준비를 위한 제언

III.1 디지털라이제이션의 중요성

III.2 혁신에 대한 지속적인 노력

* CPS : Cyber Physical System

3

1. 인더스트리 4.0의 개념 I. 개요

* Roland Berger, 2016

4

1. 인더스트리 4.0의 개념 > 범위 I. 개요

* Roland Berger, 2016

기계와 사람, 서비스가 상호연결되는 지능형 생산체계

5

1. 인더스트리 4.0의 개념 > CPS의 중요성 및 유형 I. 개요

* Roland Berger, 2016

6

1. 인더스트리 4.0의 개념 > CPS의 정의 I. 개요

*정의

‘현실계의 다양한 현상과 디지털 사이버계가 긴밀하게 결합’된시스템

산업적 의미 현실(Physical System) 정보를 사이버세계(Cyber System)

컴퓨팅과 연계해 효율적‧스마트한 시스템을 실현 생산현장에서는 설계‧개발 등의 데이터를 센싱‧축적‧분석해

자율적으로 동작하는 지능형 생산시스템을 구축하는 것 CPS는 상품설계나 제조 장치뿐만 아니라 상품 개발 업무나

운용‧지원업무 전체 최적화가 목표

기술적 의미CPS는 가상(Cyber) 시스템과 사람, 공정, 설비와 같은물리적(Physical) 시스템을 네트워크로 통합하여 안전하고 신뢰성있게 분산제어 하는 지능형 시스템 구축 기술

**기술적요소

Control

Computation

Communication

밑에서 발생하는 데이터를 수집하는 기술

수집된 데이터를 바탕으로 어떤 계산을 통해서 공장을제어하거나 사용자에게 의사결정을 지원하기 위한 정보를제공하는 기술

그 정보로 다시 공장을 제어하기 위한 기술이다

* 사이버물리시스템(CPS) 기반의 사회시스템 최적화 전략, 한국정보화진흥원, 2015. 10

** CPS는 지능형 시스템 구축 기술…가상-리얼 연동한 공장 구현, ETRI 전인걸, 2016.07

*** A Cyber-Physical Systems architecture for Industry 4.0-based manufacturing systems Jay Lee, Behrad Bagheri ⇑, Hung-An Kao, 2015/08

***CPS Example

7

Up until now, Manufacturing has been a race to productivity…

…Today Manufacturing race is about Digital Transformation

1950 2014

자동화

2. 제조현장의 고민

8

미인지 문제점의발굴 &

빠른 이슈해결

생산 장애요소최소화

품질개선&

규제준수

Business Optimized BPM

솔루션

Digital Continuity&

IIoT ready

실시간 Visibility &

Analysis

글로벌 Rollout&

운영 플랫폼

Business 관점IT 관점

가용성 (Availability)

생산성 (Productivity)

품질 (Quality)

플랫폼 (Operation)

PLANT KPI고도화

글로벌 운영

2. 제조현장의 고민

9

생산, 품질관련 제반 정보의 실시간 Tracking으로 문제점의 조기 대응을 지원해 주는MES를 넘어 생산활동과 밀접한 관계가 있는 보전/물류영역까지 확장한 MOM 통합플랫폼으로 변화하고 있음

MESQMSWMSISA

생산 시스템의 현주소 생산업무 통합 IT 플랫폼(MOM*)

“단절 및 중복된 기능을 가진 솔루션은생산 업무 혁신의 장애로 작용”

*MOM: Manufacturing Operation Management

Machine Integrator

Business Integrator

생산 품질 설비 창고 인력& 공수

PLMCAD APSERP PMSSCM

공급망

BPM 기반 Framework

“국제 제조표준 ISA에 근거한 생산/설비/품질/자재영역을 포괄하는 Manufacturing 통합 플랫폼”

: Manufacturing Execution System: Quality Management System: Warehouse Management System: International Society of Automation

3. 변화의 방향

10

제조 프로세스의 디지털化

4. 스마트 매뉴팩쳐링의 이해

가상-현실 기반의 제조실행

(OPERATE & MEASURE)2

실시간 Visibility,

IIOT Integration & Paperless

제조실행 및 모니터링

시뮬레이션 기반의 공정설계

(BUILD & SIMULATE)1

가상 설계 & 시뮬레이션 검증

생산 스케줄링

운영환경의 최적화

(OPTIMIZE & PREDICT)3

데이터 경향 및 운영패턴 해석

Optimization

가상(Cyber)-현실(Physical)을 연결해 주는 CPS와 스마트 디바이스 융합기반

“어떤 것을 생산할 것인가” 보다는 “어떻게 생산할 것인가”

비즈니스 경험과 지식의 디지털化 (Knowledge Capitalization)

스마트 매뉴팩쳐링의 주요 영역

11

목차

I 개요

I.1 인더스트리 4.0의 개념I.2 제조현장의 고민

I.3 변화의 방향

I.4 스마트 매뉴팩쳐링의 이해

II CPS의 구현

II.1 다쏘시스템이 생각하는 *CPS의 개념

II.2 *CPS 구현 상세내용

II.3 구현 사례

III 인더스트리 4.0 준비를 위한 제언

III.1 디지털라이제이션의 중요성

III.2 혁신에 대한 지속적인 노력

* CPS : Cyber Physical System

12

Digital Continuity/Virtual Model

1. 다쏘시스템의 CPS 개념 II. CPS의 구현

수주 설계협업 제품설계 시뮬레이션 생산 물류배송 서비스

디자인

설계

랜더링

디지털 공정설계

가상 시뮬레이션

제조환경 구성

생산 스케줄링

제조실행 및 모니터링

빅데이터 분석

Logistics 플래닝

Shipment 플래닝

계획 감지/분석/판단 실행

서비스 BOM

E-Service Access

파트 카탈로그 생성

수주~설계~생산~서비스까지 데이터와 가상 모델을 활용하여 실제와 가상환경을 일치시키는 CPS를 구현하는 것(Digital Continuity, Virtual Model)

13

1. 다쏘시스템의 CPS 개념 > 매뉴팩처링 CPS II. CPS의 구현

스마트 팩토리 CPS의 핵심영역은 제조 현장을 다루는 매뉴팩처링 CPS 임

스마트 매뉴팩쳐링 이니셔티브매뉴팩쳐링 CPS의 핵심 영역

3D Master & PMI

작업지시디지털화

디지털작업지시생산모니터링

품질정보디지털화

공정설계디지털화

빅데이터품질관리

설비예지정비

물류추적및

예방정비

생산계획디지털화

사이버 공간에서의

시뮬레이션

물리 공간에서의

실행 및 운영

기획/관리

설계

계획

실행

분석

매뉴팩쳐링 플랫폼

PC/PDA/RFID 자동창고Machine/설비

IIoT

PLM

ERP

As-Planned

As-BuiltIIOT Platform(MI)

APS

MOM

Automation

생산

DELMIA Digital Manufacturing

3D CAD

Big Data

매뉴팩쳐링 CPS

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2. CPS 구현 상세내용 > 스마트 매뉴팩쳐링 플랫폼 II. CPS의 구현

Data

ETL

RS-232, Wireless Industrial IoT

(Automation & SMART Device)

* ETL : Extract Transform and Load

PDM (ENOVIA)

DIGITAL Mfg. (DELMIA)

CAD (CATIA)ERP (전사자원관리)

ERP

APS (ORTEMS)

시뮬레이션 기반의 공정설계

Level 3

Business Integrator

APRiSO

Machine Integrator

MOM 표준 플랫폼

스마트디바이스

글로벌가시성

통합플랫폼

Web Browser

LEVEL 4 인터페이스

LEVEL 0,1,2 인터페이스

BPM기반 Framework

Supplier Network

QUALITY WAREHOUSE MAINTENANCEPRODUCTION LABOR

가상-현실 기반의 제조실행

운영환경의 최적화

스마트 매뉴팩쳐링의 플랫폼 모습

15

2. CPS 구현 상세내용 > 스마트 매뉴팩쳐링 비젼 II. CPS의 구현

고위험,고난도 작업의 로봇 대체화를 통한안전과 효율의 극대화를 구현

프로세스,물류,배송의 ICT 융합을 통한 Seamless Production, 미 인지 문제점의 발굴 및 개선

Digital Manufacturing-MOM의 융합을 통한시뮬레이션 설계 사상의 생산현장 최적 적용

Visibility & Improve

16

3. 구현 사례 II. CPS의 구현

A 사 : 해외B 사 : 국내

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목차

I 개요

I.1 인더스트리 4.0의 개념I.2 제조현장의 고민

I.3 변화의 방향

I.4 스마트 매뉴팩쳐링의 이해

II CPS의 구현

II.1 다쏘시스템이 생각하는 *CPS의 개념

II.2 *CPS 구현 상세내용

II.3 구현 사례

III 인더스트리 4.0 준비를 위한 제언

III.1 디지털라이제이션의 중요성

III.2 혁신에 대한 지속적인 노력

* CPS : Cyber Physical System

18

1. 디지털라이제이션의 중요성 III. 인더스트리 4.0 준비를 위한 제언

* Roland Berger, 2016

19

2. 혁신에 대한 지속적인 노력 III. 인더스트리 4.0 준비를 위한 제언

* Roland Berger, 2016