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통합생산정보시스템 : MES 제조현장의전반에걸친통합화및최적화된생산활동을지원하고 QCDF(Quality - Cost - Delivery Flexibility) 의개선으로생산성지표를향상시키고기업경영에기여하는 Real-Time 통합생산정보시스템 기업활동과관련된 APS,FDC,RMS 등과결합하여상위의 ERP,SCM 등과연계된생산정보시스템으로개념확장 생산진도 생산예측 통합생산정보시스템 APS 작업분배계획 작업스케줄링 / 재스케줄링 공정단위작업계획 WIP 장비대치및수리 FA(FMB) /RMS/FDC 장비현황및알림 Planning Layer (Office) 계획 무엇을만들것인가생산계획, 생산스케쥴생산지시, 제조방법제조사양등 업무계획시스템 (ERP/APS/SCM) 일 / 주간 / 월단위 ( 고객중심 ) 무엇을만들었는가제조실적, 생산진척현황, 재고정보, 공수현황, 품질현황설비가동상황, 작업시간등 주문집계판매예측 목표일 / 생산량 ERP 실적집계 MES SCM 입고및출고현황 생산계획 생산결과 생산결과 APS : Advanced Planning and Scheduling FA : Factory Automation FMB : Factory Monitoring Board RMS : Resource Management System FDC : Fault Detection and Classification WIP : Work in Process 작업지시 재고 / 제공 모니터링 원료 / 부품 원자재 / 제품현황 물류 창고 Execution Layer (Plant) 실행 어떻게만들것인가제조지시, 제조사양 Recipe, Parameter Lot 상세정보등 Control Layer (Process) 제어 제조실행시스템 (MES) 생산설비제어시스템 (SCADA/DCS/HMI) 분 / 시간 / 일단위 ( 제품중심 ) 어떻게만들어졌는가가공 Data, 측정 Data 제조상태, 불량정보작업 Start/End 정보등 msec, 초, 분단위 ( 프로세스중심 ) COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 3

MESA(Manufacturing Enterprise Solution Association) Model (1/2) MESA(Manufacturing Enterprise Solution Association) 의 MES 정의 - MES 는주문부터최종재화에이르기까지생산활동을최적화할수있는정보를전달하는시스템 제조현장과전사시스템을연결하는통합모델로서, ANSI/ISA-95(2000) 모델 ISA-95 모델은 2002 년에 IEC/ISO 62264 국제표준이되었다. ISA-95 통합모델은비즈니스, 제조운영관리, 생산제어등을수직계층적 (Control Hierarchy) 으로구분하여레벨 0 에서레벨 4 까지를다룸. 협의의 MES 모델에중점을두어레벨 3 과레벨 4 의관계를주로다룸. 주간 월간생산계획과같이공장별생산계획이나영업목표를관리하는계층 생산에관련된운전관리나작업계획과분배및자세한제품정보를제공하며분혹은시간단위의스케줄을관리하는계층 Level1 에서정의한구동제어를감독하고관리하는 Supervisory Control 계층 센서나기기가구동하여공정을직접적으로감지하거나조정하는계층 설비와장비의운영으로공정이진행되는최하위계층 ISA-95 Control Hierarchy, Source: ISA, ISA95 Enterprise-Control Integration Standard 협의의 MES 광의의 MES COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 4

MESA(Manufacturing Enterprise Solution Association) Model (2/) MESA Model 은공장의모든자원을관리하고해당자원들의변화요인을실시간으로추적및파악할수있는 11 가지주요기능정의 MES 주요기능 Resource Allocation and Status Operations/ Detail Scheduling Dispatching Production Units Document Control Data Collection/Acquisition Labor Management Quality Management Process Management Maintenance Management Product Tracking and Genealogy Performance Analysis 자원의상세한이력, 상태를실시간으로제공. 장비가공정흐름에적절하게 Set-up 되도록보장 우선순위와특성등에근거한작업순서를제공하고, 이동패턴에따른정확한설비로딩을위한대체공정과중복 / 병렬공정을감안하여작업순서를적절히스케줄링 jobs, orders, batches, lots, work orders 의형태로생산단위의흐름을관리 생산단위와함께유지되어야하는문서또는기록을보관하고제어 생산단위별로수집되어야하는정보를정의하고정보를수집하는인터페이스 link 제공 최대분단위의시간으로작업자의상태및이력을제공 생산제품의품질제어를위해생산공정 / 설비로부터수집된측정값들의실시간분석제공 생산을모니터링하고자동적으로현장을제어하거나운영자가공정수행능력을향상시키거나불필요한낭비요소를제거하기위한의사결정을지원 Ma 설비의유지보수를위한예방정비활동을추적 / 지시 생산제품의생산이력및제품에결합된부품의이력을관리함으로서향후품질개선의인프라를제공 생산공정의 KPI(Key Performance Index) 를관리로생산성향상을위한분석기능제공 COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 5

MES Solution 발전방향 단위공장중심으로진행되었던 MES 관리형태가통합및 Global 로확장 생산중심의시스템형태도품질과설비로확장되고있으며, Real time 성의대량트랜잭션처리로서빠른응답성및확장성을요구하며, 전체공장의운영상황파악을위한일관되고정확한데이터및분석정보를필요 정보관리 일품 품질설비 실시간 통합 BI 차세대 MES 표준플랫폼 Lot 생산 Batch 분석계 글로벌운영지원 재고 WIP 재고재고 WIP 재고재고 WIP 재고 한국 / 공장 A 한국 / 공장 B 해외공장 실시간정보연계 지역 /Partner COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 6

L1 Interface 차세대 MES Architecture Oracle Solution Scope L2/L3 Functions L4 Functions User Browser Mobile Device PLC User Interactions Access & Identity Access Management Identity Management Event Driven Architecture Event Detection Event Handling Event Processing Resource Allocation and Status Dispatching Production Units Operations/ Detail Scheduling Document Control Data Collection Labor 3 rd /Acquisition Party Solution Management 영역 Quality Management Maintenance Management Performance Analysis Process Management Product Tracking and Genealogy ERP CRM APS SCM CNC Machines Master Data Management Rule & Math Meta Data Master Data Business Intelligence SCADA Systems Quality Mfg Asset Service /Schedule Forecasts Operational Efficiency Summaries & Aggregates Data Management Master Data Repository Service Repository Asset Data Operational Data BI & DW Data LAN/ WAN LAN/ WAN Infrastructure COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 8

차세대 MES Architecture 표준화된 Platform 기반의 MES Architecture Access Management Identity Management UI UI. UI UI In- Memory Cache ERP CRM SCM MDM Channel Layer Business Process ESB Business & SOA Layer In-Memory Cache In-Memory Cache Database PLC PLC PLC External System Business Function Layer L1 Interface In-Memory Cache Data Integration Correlation Engine Event Handling Engine BI & DW Complex Event Processing EDA Layer Data Layer Server Storage Network Infrastructure Layer 플랫폼기반의시스템구성 오라클개발플랫폼을기반으로시스템을구성하여개발생산성을높임 서비스기반의프로세스관리 플랫폼의공유서비스활용을비즈니스로직구성에집중 애플리케이션그리드의활용 애플리케이션그리드의활용을통해시스템의성능및가용성향상 인메모리데이터관리를통해데이터베이스휴지시에도시스템정상작동유지 Event Driven Architecture EDA 기반의이벤트핸들링엔진을활용하여 milli-second 단위의 Latency 처리를지원 COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 9

Oracle MES Solution Layer 별솔루션 Channel Layer 3rd Party MES Solution 의개발생산성보장 고려사항 Oracle Solution 다양한사용자 UI 요구사항수용개발생산성보장으로빠른업무적용 UI 컴포넌트와비즈니스컴포넌트선언적연동 실시간데이터공유비즈니스프로세스연동 ADF 다른언어권에대한동일소스관리및빠른적용 사업장별 / 사용자별동일한사용자경험제공통합화면구성으로업무효율성향상설정에의한접근권한제어, 개인화화면구성으로빠른업무민첩성확보 협업공간활용으로업무효율화작업내역의업무자산화 ADF & WebCenter WebCenter COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 10

Metadata Services (MDS) ADF(Application Development Framework) ADF 는오라클의통합개발프레임워크 (Application Development Framework) 로 MVC 패턴기반의 UI(JSF 확장 ), Biz Logic 개발및 Data 계층연계를위한기능으로구성되어있습니다. Desktop Browser-Based UI Layer (View, Controller) ADF Swing Office JSP JSF ADF Faces (ADF/m) Struts JSF/ADF TaskFlows Function Abstraction Layer(Model) ADF Bindings (JSR 227) Business Service Layer Java EJB BAM BPEL Web Services ADFbc BI Essbase Portlets TopLink Relational Data XML Data Legacy Data Packaged Apps COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 11

ADF(Application Development Framework) ADF 는 JSF 기반의다양한 UI 컴포넌트를제공하여보다쉽고편리하게향상된 UI 를개발할수있는기능을제공합니다. ADF UI Feature JSF 기반프레임웍 150+@ AJAX 기반의 JSF 컴포넌트 Drag & Drop을통한프레임워크 대화상자와팝업 네비게이션메뉴 Partial Page Rendering 향상된데이터스트리밍 자바스크립트 API 스킨개념의사용자경험향상 Rich UI 컴포넌트를제공하여사용자의웹인터페이스향상 COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 12

ADF(Application Development Framework) Business Service Layer 는기존에만들어진 POJO, EJB 뿐만아니라 ADF BC 를통하여만들어진다양한기능을 UI 에 Binding 할수있는 Component 로만들어주는역할을합니다. Data Control Java EJB BAM Web Services ADF Business Components TopLink BI Essbase Portlets Relational Data XML Data Legacy Data Packaged Apps COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 13

ADF(Application Development Framework) ADF 는 ADF BC, POJO, EJB 등다양한컴포넌트기반의 Data 를 UI 에 Binding 할수있는 ADF Bindings 를제공하여재사용성과개발생산성을향상시킵니다. ADF Bindings (JSR 227) Java EJB BAM Web ADF Business Services Components TopLink BI Essbase Portlets COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 14

Oracle MES Solution Layer 별솔루션 Business Process Layer 서비스정의및재활용 - MESA 의 11 가지주요기능을기반으로표준기능을분류하고서비스유형 / 기능기반으로공통서비스 / 컴포넌트를도출해서재사용성을향상시키고, 서비스기반 Flexibility, Agility 를향상 ADF WebCenter Suite 고려사항 표준서비스구성업무재사용성증가다양한컴포넌트의업무서비스활용 BPEL 활용한프로세스정의타업무영역과연계로업무처리시간단축 Flow Control, Human Workflow 활용 메시지정의및관리다양한컴포넌트연계 이중화, 성능프로세스순차처리, 모니터링 Oracle Solution SOA Suite COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 16

Oracle SOA Suite SOA 기반표준 Interface Architecture - MES 관련시스템과다양한 L4 시스템 (ERP,SCM,MIS 등 ) 들간의표준인터페이스기반연계 - 비즈니스서비스자산의재사용및영향도평가등의가시화제공 - 비즈니스요건변화에상응하는신속하고민첩한기술적연계기술 ( 서비스중계및비즈니스룰 ) 제공 전사비즈니스시나리오 Extension Module ERP ERP Biz. Scenario Biz. Scenario MIS SOA SOA ERP Biz. Component SOA Layer BPEL BAM MES Biz. Scenario Rule Adapters Service Repository SOA Biz. Component SCM Biz. Scenario MES MES Biz. Component SCM Biz. Component SCM : IT 서비스 (=Biz. Component) : SOA Service COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 17

Oracle SOA Suite 심플하면서생산적인개발도구지원 SOA Composite Editor 를지원하여직관적이고, 쉽은개발을지원하여생산성을획기적으로향상시킴 Palette of Service Components & Adapters Web services and adapters Mediation BPEL orchestration Human Tasks Spring /Java Business Rules COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 18

Oracle SOA Suite 통합서비스플랫폼지원 통합 Service Infrastructure 를기반으로다양한서비스엔진을모듈형식으로플러그인할수있도록디자인되어, 손쉽게설치, 구성및관리가가능합니다. 또한단일 Service Infrastructure 를사용하여엔진간불필요한변환작업등을방지하여성능을최적화합니다 Service Assembly, Orchestration Application composers Repository Mediator Business Rules BPEL Human Workflow IDE BAM 11g Service Infrastructure Common JCA-based connectivity infrastructure Policy Manager B2B Optimized binding Oracle Service Bus Web-based console SOA Operations Service virtualization, Shared Service Gateway, Monitoring COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 20

Oracle MES Solution Layer 별솔루션 EDA Layer 제어및성능보장 - 설비장비 (PLC, DCS) 고성능실시간연계, Tracking 정보, 공정진행, 상태정보등을이벤트기반으로지원 ADF Web Center Suite SOA Suite 고려사항 이벤트기반의 L1 인터페이스실시간이벤트처리 & 성능 이벤트순차처리이벤트처리플로우가시화이벤트처리모니터링 실시간데이터저장, 공유로고성능제공 이중화구성데이터유실방지 & 업무정합성보장 실시간서비스처리및성능보장 Oracle Solution OEP Jrocket COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 21

Oracle MES Solution Layer 별솔루션 OEP (Oracle Event Processing) 기반고성능 L1 인터페이스지원 요건및고려사항 High-Tech 산업또는제철업의경우, 생산공정의실시간처리요건에따라, Maximum Latency 는어떤경우에도 50ms 를초과해서는안됨. - 50ms 이내에, 복수의 Java application logic 과복수의 Read/Write Coherence operation 이수행되어야함. L1 과의인터페이스를이벤트로처리 - PLC 에서 TCP 를통하여대량으로유입되는동일구조의 Event 처리 - 하나의작업지시 / 소재에대하여연속적인스트림으로수신 CEP 기능에의한이벤트처리플로우정의 - PLC 로부터의데이터스트림를여과하여 보고용이벤트, 제어용이벤트 등으로변환 / 합산하여 propagation CEP, Real Time Java 로고성능보장 - JRockit RT 가특정 Latency 내에서 GC Spike 를보장여부 (50ms 이내 ) - 수행되는 Java Application Logic 의최소화 - Data Grid 의활용을통한 DB Access 최소화 Task Management 에의한가용성확보 Web UI (ADF/WebCenter) Service process (SOA Suite) MES AP Server HMI UI (ADF/WebCenter) High performance Object Storage (Timesten/Coherence) Meta Data Logs Event Handling Process Production Order Work Order Work Result Event Handling Engine (EDA Suite) Event Handling Process Event Detection and Processing (Oracle CEP) L1 Interface Event Handling Process PLC PLC PLC Mathematical Model Event Handling Process COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 22

평균지연 ( 마이크로세컨드 ) Oracle Event Processing (OEP) 경량, 낮은지연, 극도의높은처리량, 자바기반의어플리케이션컨테이너 강화된스트림 데이터스트림, 웹서비스, 자바, 데이터베이스등의자원에접근 어댑터 외부이벤트및데이터를처리하기위해서자바객체로변환 # of Output Events Average Latency (microseconds) 60 15,000,000 50 10,000,000 40 30 5,000,000 20 Oracle Event Processor Distribution of Latency Values 지연값의분포 Average 평균지연 Latency vs 인젝션 vs. Injection 비율 Rate (10개(10 연결 Connections) ) 25,000,000 EDA 자바어플리케이션컨테이너데이터 / 80 메세지 20,136,515 데이터피드 20,000,000 70 어댑터피드 프로세스이벤트 (CEP) 3,054,550 리스너 /SINK: 사용자코드 ( 플레인자바 ) 10 131,598 0 0 0-99 100-199 >=200 0 200000 400000 600000 800000 1000000 1200000 지연 Injection 범위 Latency ( Range (microseconds) Rate 마이크로세컨 (events/second) ) 인젝션비율 ( 초당이벤트 ) 데이터의집적 (Aggregation), 상호연관, 필터링무한대의쿼리를처리가능 프로세서 쿼리의셋이스트림에적용됨 리스너 프로세서에의해서생성된트리거를처리 이벤트 자바빈혹은맵으로구현됨 입력된데이터스트림초당 1,000,000+ 메세지 지연마이크로세컨단위의지연 ( 평균 ) 결과데이터를자바언어기반의다양한비즈니스기회로확산가능 COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 23

Oracle Event Processing (OEP) OEP 활용주요업무 - Raw Sensor Event streams(temperature device), GPS, Market Data Feeds, Stock ticker update 다양한센서들이사용되는제조라인의관리 (MES) 나건물관리 (BMS) 방대한로그정보분석을통한시스템및업무환경관리 GPS, RFID 등이사용되는실시간물류관리시스템 (SCM) 보안회사의실시간보안모니터링 SNS 의정보를활용한실시간마케팅또는비즈니스연계 스마트폰의위치정보또는사용정보활용한비즈니스연계 증권등금융시세변동에따른자동프로그램매매 Manufacturing Homeland Security Traffic Control Multi-channel sales Log Analysis Telecom Trading Analytics Retail COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 24

Oracle Event Processing (OEP) Oracle Complex Event Processing OEP Modules Spring DM OSGi Framework JVM with DGC COMPLEX QUERIES Java 기반의스탠드얼론서버 (OSGi 기반 ) No WebLogic = Lightweight In memory processing + JRockit Real Time No DB = Super FAST 초당수백만건의이벤트처리보증 Microseconds latencies OSGi + Spring DM Dynamically add, remove, and update modules EPN-Application Model Architecture Aggregate, correlate, filter data CQL 을이용한패턴매칭기술 Notification of detected event patterns 다양한이벤트소스및타시스템연계방식제공 From any emitters to any consumers COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 26

Oracle Event Processing Architecture 지연분석기 개발자, 관리자, IT 관리, 비지니스유저를위한향상된툴 Oracle Event Processing POJO 스크림관리 데이터캐싱 설정 / 관리 App 프레임워크 Spring (DM) 프레임워크 코어이벤트인프라 Complex Event Processing 확장이벤트인프라 이벤트저장소 OSGi 클러스터관리 Equinox OSGi 기초서비스 보안 OSGi 서비스 실시간커널 HTTP Pub/Sub 엔진 웹로직어플리케이션그리드 JRockit DGC JRockit 로깅 Visualizer 데이터서비스프레임워크 웹로직 Real Time 경량의자바어플리케이션서버 자바어플리케이션을개발하고운영하기위한전반적인환경지원 서비스 -- 보안, 로깅, 사용자관리 모듈프레임워크 - OSGi 높은처리량 초당수십만건의이벤트처리 이벤트프로세싱인프라 CEP 엔진 이벤트프로세싱프로그래밍구조와서비스 시간중심의스트리밍 유명한이벤트프로세싱언어 사용하기편리한개발환경 서비스프레임워크 Spring DM, POJO 엔터프라이즈웹 2.0 & 이클림스기반의툴 서버관리및모니터링 (Visualizer) 비주얼쿼리생성 / 조작 EDA/CEP 어플리케이션개발을위한 RAD IDE 비주얼 EPN 편집 / 동적구성 향상된 EPL 편집기능 다양한 JVM JRockit or WebLogic Real Time 특별한 JVM 툴 COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 27

Oracle MES Solution Layer 별솔루션 Data Layer 실시간데이터처리및공유 - In-Memory Processing 을통한빠른데이터처리및공유 ADF Web Center Suite SOA Suite OEP Coherence 고려사항 Coherence 고려사항 시스템, 이벤트, 서비스간데이터공유 JAVA 프로세스데이터공유 실시간데이터저장, 변경, 삭제처리검증 다중구성, 장애처리검증 API 에의한데이터조작기능구현노드간분산적용, Backup, Fail Over 처리 DB 연동기능 COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 28

Coherence 대용량의데이터셋들을여러장비의메모리에캐쉬 Oracle Coherence Enterprise Applications Real Time Clients Web Services Java 기반의 In-Memory Data Grid 솔루션 Oracle Coherence 의핵심기능 분산메모리 Data 관리를통한병목해소 Application Tier Application Application Application Application HTTP 세션공유관리 (Coherence*Web) Oracle Coherence 의특징 다양한 Data 소스연결지원 병렬처리지원 이벤트통지 트랜잭션 (transaction) 지원 Java Collection API 프로그래밍 예측가능한확장성, 고가용성및신뢰성보장 Clustered Cache (Coherence Data Grid) Coherence Coherence Coherence Coherence Coherence Data Sources Databases Mainframes Web Services COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 29

Coherence 대용량의데이터셋들을여러장비의메모리에캐쉬 Key / Value 형태로저장됨 각 Node는서로다른데이터를분할하여가짐 초기 Data의 Backup이각 Node로분산되어관리 각 Node에서제공하는 Data View는모두동일함 각 Node 는서로의상태를점검함 특정 Node 의상태가 unhealthy 라고파악되면다른 Node 는 진단 을수행함 X Unhealthy Node 는제거되고 남은 Node 들이재분산을통하여초기 Data 와 Backup 을생성 COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 30

Coherence Partitioned Topology : Data Access Goal : Scalability 극대화 Solution : Data Grid 상의모든 Node 들에 Data 를분산배치 Linear Scalability : Cluster 에의해 Data Grid 상의모든 Node 들에균등하게 Data 를분배함으로써 Port 당 Throughput 을일정하게유지 Benefits - Partitioned : Data Size 와처리능력이 Cluster 의 Node 증가에따른선형증가 - Load Balanced : Data Grid 상의 Node 간의 Data 들은자동으로 Load Balancing - Ownership : Data Grid 상의각각의 Node 는각각의 Data 에대한처리를담당 - Point-To-Point : Node 간의통신은모두 Point-To-Point 로연결되기때문에 Infrastructure 가변경되었을경우에처리능력이선형적으로증가 COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 31

Coherence Parallel Query 표준화된 Platform 기반의 MES Architecture 병렬쿼리및프로세싱 - 특정기준의데이타를검색 할때검색기준은각각의 클러스터노드에전달되고 각노드들은자신들이관리 하고있는데이터중기준에맞는데이타를찾아서전달 합니다. 따라서노드가많아 질수록전체클러스터에서 사용할수있는모든 CPU 를이용하여쿼리를하므로극도의성능을낼수있음 인덱스를이용한병렬쿼리작업 COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 34

Summary 최신미들웨어기술을통한고성능, 고가용성, 안정성지원 MES Solution 구축 ADF Web Center Suite Solution ADF 기대효과 개발생산성보장으로빠른업무적용가능 SOA Suite Coherence SOA 비즈니스프로세스가시화로업무이해용이업무담당자시스템간의의사소통효율화업무변경에대한유지보수용이성제공 OEP Coherence OEP L1 인터페이스성능제공이벤트추가, 이벤트변경용이 Coherence 시스템장애시고가용성보장데이터유실방지로데이터신뢰성확보분산처리에의한고성능 COPYRIGHT 2012 ORACLE All rights reserved. 36