저항 용접
4차 산업의 언어로 말하기
용접 제어 시스템에 4차 산업 역량이 필요한 이유는 뭘까요? 용접 결과 생성되는 방대한 양의 데이터는 공정 최적화와 머신러닝, 가치 창출의 근간을 이룹니다. 그러나 이를 위해서는 먼저 데이터를 수집하고 분석하며 가공하는 과정이 필요합니다. 이러한 데이터에 액세스하는 공통 기준은 MQTT와 OPC UA입니다. 이 두 가지 통신 유형은 Bosch Rexroth 'IoT 커넥터' 패키지에 포함되어 사용자가 필요에 따라 수집된 데이터를 처리하고 품질검사 자동 기록 같은 분야에 활용할 수 있습니다.
MQTT와 OPC UA 통신 유형 두 가지를 결합한 'IoT 커텍터' 패키지를 이용하면 PRC7000 용접 제어 장치를 4차 산업에 맞게 준비하기가 용이합니다.
이 제어 시스템은 처리 장치와 통신 게이트웨이를 하나로 합쳐놓은 것처럼 작동합니다. IoT 커텍터는 통계 평가 혹은 영구 로깅 같은 추가 가공에 데이터를 이용할 수 있게 해줍니다. 품질 관리와 예측 유지보수 분야의 비용 절감이 목표 가운데 하나입니다. 비용 절감은 자동차 산업의 차체 조립, 1군 공급사 영역, 기계공학 같은 분야의 저항 용접에서 갈수록 중요해지고 있습니다.
데이터 처리와 변환을 통한 부가가치 생성
두 가지 통신 유형 모두 이 분야를 이끌고 있습니다. MQTT는 개방형 네트워크 프로토콜이고 OPC UA는 자동화 통신 표준입니다.
MQTT는 저대역 고지연 환경에 적합하게 설계되어 대량의 데이터를 패킷 단위로 전송하는 데 적절합니다. 예를 들어 제어 시스템 한 대가 하루 최대 3만 개의 용접 스폿을 저장하고 전송합니다. PRC7000 제어 장치는 인간이 해석할 수 있는 텍스트 기반의 자기 서술 형식인 JSON 포맷으로 데이터를 전송합니다.
OPC UA는 머신 데이터를 전송하는 능력뿐만 아니라 머신이 읽을 수 있는 형식으로 의미를 서술할 수도 있습니다. 이 방법으로 데이터를 클라우드에 전송하고 분석하여 그 결과를 다시 제어 시스템에 쓸 수 있습니다. 이것은 머신러닝과 인공지능(AI)에 접근하는 애플리케이션의 기본을 형성합니다.
IoT 커넥터에서는 두 표준 모두 이용할 수 있습니다. PRC7000 용접 제어 시스템의 기본 기능에는 MQTT 게시자와 OPC UA 서버가 표준으로 포함됩니다. 라이선스 구입 시 데이터 범위가 확장되어 더 많은 응용 잠재력이 열립니다.
이전의 용접 제어 시스템은 성능이 부족한 탓에 MQTT와 OPC UA 같은 프로토콜 실행에 맞는 설계가 아니었습니다. 대신 자체 하드웨어가 필요할 수도 있는 미들웨어 또는 게이트웨이 소프트웨어를 장치와 엣지 또는 클라우드 계층 사이에 연결해야 했습니다. 데이터를 수집하고 취합하여 전송하는 것은 미들웨어의 역할이었습니다.
품질보증과 예측 유지보수
IoT 커넥터는 처리 장치의 수직적 통합을 지원합니다. 클라우드 또는 엣지까지의 통합이 대표적입니다. 개방형 시스템으로 어느 누구의 독점적 구조에도 매이지 않고 최신 통신 방식을 제공하며 사용자는 자신의 필요에 따라 데이터를 처리할 수 있습니다. PRC7000 프로토콜을 이용하면 iO/niO 평가 같은 곳에 사용하는 정의된 데이터 범위가 표준으로 포함됩니다.
확장 패키지는 더욱 폭넓은 데이터 흐름을 이용할 수 있어 사용 사례가 더욱 넓어집니다. 예를 들어 IoT 커넥터를 이용해 용접 스폿 한 곳당 실제 값 200개 이상을 판단할 수 있습니다. 여기에 포함되는 것은 품질 값, 용접 곡선의 원시 데이터, 설정 지점과 설정값 및 참조 곡선 같은 매개변수, 데이터 변경 사항 등입니다. 다른 데이터 소스 평가와 결합하여 예측 유지보수 개념을 실행할 수도 있습니다. 추가 혜택을 통해 최적화 가능성을 확인하고 이용할 수 있어 투명성이 보장됩니다. 품질 보증 목적으로 자동 로깅을 실행하고 기록된 매개변수 변경 내역을 이용해 스폿 용접의 품질을 분석하며 매개변수 정보를 통해 차체 수리소 상태를 시각화할 수 있습니다.
4차 산업 준비
오늘날 산업은 역동적으로 변하는 요건에 대응할 수 있는 유연하고 다재다능한 생산을 요구합니다. 그래서 네트워킹이 가능하고 일관성을 보장하는 적응형 솔루션이 필요합니다. Bosch Rexroth는 IoT 커넥터로 현대 공장의 수요에 대응합니다. Bosch Rexroth의 PRC7000 및 PSI6000 용접 제어 장치를 확장하여 4차 산업 요건을 충족하고 보물 같은 데이터를 캐낼 수 있습니다.
글쓴이: Domenico Livani
직위: Bosch Rexroth AG 저항스폿용접 프로덕트 매니저