스마트공장표준정책및실증심포지움 스마트공장국가표준코디네이터 추진방향 2015. 7. 22 김형철 스마트공장국가표준코디네이터 국가기술표준원
스마트산업혁명의국외동향 제조업과 ICT 의융합 제조생태계의네트워크화 지능화 소품종대량생산 다품종유연생산의효율성 제조공정시뮬레이션을통한생산비용경쟁력 제조설비부터비즈니스까지전사적초연결 효율성 독일의 Industrie 4.0 전략이스마트산업혁명의도화선 Industrie 4.0 을통한스마트팩토리전략추진 ( 12) 제조설비 +IoT+CPS* 맞춤형유연생산, 제조공정시뮬레이션기반효율생산 Industrie 4.0 의표준화로드맵 v1.0 개발 ( 14.4) 참조구조모델 (Reference Architecture Model, RAMI4.0) 개발 ( 15.4) 첨단제조기술 (Advanced Manufacturing Technology 전략추진 ( 12) 3D 프린팅 + 디지털디자인역량강화 시제품제작기간 비용절감, 스타트업촉진해외생산기지구축 ( 오프쇼어링 ) 자국으로생산기지 U- 턴 ( 리쇼어링 ) 전략전환제조혁신을통한제조업효율화정책, 제조 R&D 강화 중국제조 2025 전략추진 ( 14) 장비핵심기술강화, 제품의품질혁신 독일 Industrie 4.0 을벤치마킹소재 부품 공정 산업기술등 4 대기반강화를위한 공업기반강화중장기계획발표심천을중심으로민간자생적신기술제조기반스타트업의메카로부상 산업재흥 ( 産業在興 ) 플랜을기반으로한산업구조혁신 ( 13) 범부처전략적혁신진흥사업 (Strategic Innovation Promotion Program) 으로인프라혁신스마트제조의데이터모델과관련된표준화에강한의지 * CPS(Cyber Physical System, 사이버물리시스템 ) : Reactive, Concurrency, Feedback control of physical, Real-time computing 이특징 2
공장자동화및스마트공장관련국제표준화동향 IEC TC 65 TC 65/SC 65A TC 65/SC 65B TC 65/SC 65C TC 65/SC 65E TC 65/WG 16 TC 65/WG 19 ISO TC 184 TC 184/SC 1 TC 184/SC 2 TC 184/SC 4 TC 184/SC 5 ISO/IEC JTC 1/SWG 3 ISA MESA 표준기구 / 단체 IEC SMB SG 8 ISO/IEC JTC 1 JTC 1/WG 9 JTC 1/WG 10 JTC 1/SC 38 산업공정측정, 제어및자동화 (Industrial-process measurement, control and automation) System aspects Measurement and control devices Industrial networks Devices and integration in enterprise systems - IEC 62264 ( 제조프로세스통합모델 ) Digital Factory Life-cycle management for systems and products used in industrial-process 자동화시스템및통합 (Automation systems and integration) Physical device control Robots and robotic devices Industrial data Interoperability, integration, and architectures for enterprise systems and automation 스마트머신 (Smart machine) 국제자동화협회 (International Society of Automation) - ISA-95 제조전사적솔루션협회 (Manufacturing Enterprise Solutions Association) Big data IoT Cloud computing 명칭 Industrie 4.0 Smart manufacturing (`14.8) 3
국제표준화동향 IEC SMB SG 8 (Industrie 4.0 Smart Manufacturing) IEC에서 SMB산하에독일 Industrie 4.0을대응하기위하여전략그룹 SG 8신설 (`14.8) SG 8의참조모델개발을위해제조프로세스통합표준인 IEC 62264/ISA-95 검토했으나한계점지적 - 예 ) IoT CPS기반유연생산을위해레벨 4 도메인 (Biz) 과레벨 1 도메인 ( 센싱 제어 ) 의직접소통이필요 Manufacturing collaboration <IEC 62264 제조프로세스통합모델의레벨정의 > Plant management and scheduling (ERP) Production supervision (MES, Batch) Process supervision (PLC) Direct control and sensing (Vision, Flow) The process 출처 : ISA 출처 : ArchestraA technology 4
국제표준화동향 Industrie 4.0 의참조아키텍쳐모델 RAMI4.0 3차원입체적모델 프로세스관점 (Hierarchy levels) + 라이프사이클관점 (Value stream) + 다양한뷰 (Layers) IEC SMB SG 8에서 RAMI4.0은스마트제조에서요구하는사항을만족하는것으로판단 IEC SMB SG 8 참조아키텍쳐 (RA) 는 RAMI4.0을기반으로하여개발키로의결 (`15.3) <Reference Architecture Model Industrie 4.0 (RAMI4.0)> <IEC 62264 제조프로세스통합모델 > 5
국제표준화동향 Industrie 4.0 과국제표준의관계 IEC TC 65 TC 65/SC 65A TC 65/SC 65E TC 65/WG 16 TC 65/WG 19 ISO TC 184 TC 184/SC 4 TC 184/SC 5 ISO/IEC JTC 1/SWG 3 ISA 표준기구 / 단체 IEC SMB SG 8 제조프로세스 IEC 61512 IEC 62264 * ISO 62264 ISA-95 ISA-88 산업용데이터 라이프사이클 Industrie 4.0 Smart Manufacturing IEC 62890 ISO 10303 ** 산업공정측정, 제어및자동화 Batch control Enterprise-control system integration 디지털팩토리 Life-cycle management for systems and products 자동화시스템및통합 STEP, Product data representation and exchange Enterprise-control system integration 스마트머신연구그룹 명칭 Industrie 4.0 표준화대응위한전략그룹 (`14.8) 국제자동화협회 Enterprise-control system integration Batch control MESA ISO/IEC JTC 1 JTC 1/WG 9 JTC 1/WG 10 JTC 1/SC 38 MESA-11 빅데이터 IoT 클라우드컴퓨팅 제조전사적솔루션협회 Manufacturing Enterprise Solutions Association * MES (Manufacturing Execution System, 제조운영관리 ) : 생산설비의제어동작정의, 프로세스최적화 ** PLM (Product Life Cycle Management, 제품생애주기관리 ) : 제품설계도 BoM 도면 문서등의교환, 기획설계 생산 유통全생애주기관리 IEC 62890 : Life-cycle management for systems and products used in industrial-process measurement, control and automation (CD 승인검토중, `15.1) STEP : Standard for the Exchange of Product model data, 제품의제조정보교환을위한표현형식표준 ISO 10303 : Industrial automation systems and automation Product data representation and exchange 6
국내동향 - 제조업혁신 3.0 전략 정부는제조업혁신 3.0 전략발표 (`14.6), 구체적인실행대책발표 (`15.3) 2020 년까지 1 만개공장의스마트화 제품의기획 설계, 생산, 유통 판매등全과정을 IT 기술로통합, 최소비용 시간으로고객맞춤형제품을생산 궁극적으로 IoT, CPS 를기반으로제조全단계가자동화 정보화되고가치사슬전체가하나의공장처럼실시간연동 스마트생산방식확산창조경제대표신산업창출스마트공장보급 확산스마트융합제품가시화 8대스마트제조기술 R&D 30대소재 부품개발제조업소프트파워강화민간실증투자촉진생산설비고도화투자촉진제조업혁신 3.0 전략지역제조업의스마트혁신사업재편촉진 / 혁신기반조성제조업창업활성화기업의자발적사업재편촉진지역거점산업단지의스마트화융합신제품규제개선지역별특화신산업육성선제적인력양성 일반제조기업스마트공장구축지원 MES, PLM, SCM, ERP 보급사업 ( 15) 대기업협력사스마트공장구축지원 업종별 수준별모델공장구축 보급 확산참조모델개발 (`14.9) 스마트공장보급 확산 8 대스마트제조기술 * R&D ( 표준연계 ) 스마트공장확산기반조성 표준 인증 뿌리기업스마트화 MES, PLM, SCM, ERP 보급사업 ( 14, 15) 스마트공장 R&D 과제 RFP ( 15.4) * 8 대스마트제조기술 : CPS, IoT, 빅데이터, 스마트센서, 3D 프린팅, 홀로그램, 에너지절감기술, 클라우드 7
스마트공장보급 확산 - 공장역량에따라 4 단계로점진적스마트화추진 국내중소 중견제조기업의여건을고려한현실적접근 보급 확산용수준별참조모델개발 ( 현존하는 ICT 기술바탕 ) 기계부품조립등 11 개업종, 설비인터페이스 < 주조공정 기초수준 > < 주조공정 중간수준 1 > 8
스마트공장보급 확산 보급주요솔루션및동향 스마트공장보급핵심솔루션 - MES (Manufacturing Execution System) : 생산계획과제조공정최적화등단일공장내스마트화 - PLM (Product Life Cycle Management) : CAD 도면, 문서교환, 업그레이드정보를통한공장내, 외주업체공장-공장간스마트화 - SCM (Supply Chain Management) : 물류, 유통에대한스마트화 - ERP (Enterprise Resource Planning) : 전사적자원관리, 회계, 원가관리 14 년추진사업성과 9
동향분석을통한시사점 국제표준의방향 미래형스마트공장기술중심 궁극적인고도화수준의영역 - 독일 Industrie 4.0 IEC 제조프로세스만의관점에서벗어난데이터모델과가치사슬계층의입체적관점 - IoT 와 CPS 를토대로하는 Industrie 4.0 의 RAMI4.0 기반의 IEC 참조모델방향성 국내의스마트공장보급방향 기업의현실을감안한수준별보급정책 확장성확보필요 - 현실수준에맞는스마트공장구축을촉진하되확장성을위한상호운용성표준정의필요 - 국내솔루션들이표준호환성을갖추도록유도 한국제조업혁신 3.0 전략을초기부터국제표준과방향성일치 국내현실과국제표준사이의갭연결필요 - 한국형스마트공장참조모델을 RAMI4.0 의모델에서출발 보급 확산을통한업종별사례를반영하여구체화 - 고도화기술인 IoT, CPS, 빅데이터등의 R&D 결과가참조모델에흡수 반영되도록표준과 R&D 를긴밀히연계 10
추진전략 - 개념 국제표준화현장 미래형스마트공장 IEC SMB SG 8 Industrie 4.0 Smart Manufacturing 국제표준화경쟁위한 R&D 연계 국내제조기업현장 중소 중견기업고도화 제조업혁신 3.0 전략 - ICT 미적용 기초수준 - 기초수준 중간 1 수준 - 기업의제한된투자예산 체계적확산위한표준활용방안 11
추진전략 - 개요 민간자율확산 촉진을위한 표준기반활동전개 업종별맞춤형표준개발 광역연계형표준확산네트워크구축 스마트공장인증체계와표준참조모델공조위한코디네이션 민관합동스마트공장추진단활동을통한스마트공장보급확산사업과긴밀한연계 미래스마트공장의 표준대응체계구축 스마트공장표준기반 R&D 로드맵개발 고도화기술 (CPS, IoT, 빅데이터 ) R&D 와국제표준화연계될수있도록공조 R&D 와실증모델을기반으로한한국형스마트공장표준아이템발굴 제조업혁신 3.0 전략을 초기부터국제표준 동향과연계 표준참조모델개발밑그림을 IEC SG 8 의참조모델개발방향과동조 (RAMI4.0) 공정프로세스 - 산업용데이터 - 역할뷰의 3 차원관점의표준참조모델지향 국내성공사례 실증사례를업종별모델링하여참조모델구체화 12
추진전략 - 제조업혁신 3.0 전략과국제표준방향성연계 제조업혁신 3.0의스마트공장보급확산의 MES와 PLM은 RAMI4.0의두축으로매핑가능 스마트공장참조모델 : 프로세스-데이터 라이프사이클-역할뷰의 3차원입체모형을근간으로시작 산업별로보급 적용하는실증사례 한국실정을반영한한국형참조모델구체화 <Reference Architecture Model Industrie 4.0 (RAMI4.0)> 13
IEC 62264 의정보모델 MES 와 PLM 의상호운용 I/F 의잠재성 IEC 62264 information model (material and assembly) 14
중소제조기업현장의목소리와과제 과거에 IT 기업은제조업현장에솔루션만설치해주고떠났다. 그들만의언어로 UI 와메뉴를구성했다. 사용 X 업종특성생산현장을이해하지못하는간극이크다. 도메인경험이많은 IT 기업이필요하다. 제한된예산내우선순위에따라도입솔루션의일부필수기능제외해야했다. 추후확장가능한체제필요하다 MES 를통해생산현장의데이터는쌓여나간다. 데이터분석을통한공정개선피드백이필요하다. 최상위시스템에따라최하위센서까지도결정될수있다. 이수직적종속성을풀어야중소공급기업의기회도, 수요 기업의합리적인가격도가능할것이다. 예산, 사업구조표준 R&D 15
추진체계 분과구성 - 참조모델축에맞도록제조프로세스분과, 산업데이터분과로구성 - 고도화기술 (CPS, IoT, 빅데이터 ) R&D 가표준에흡수될수있도록유연제조분과구성 - 스마트공장데이터보안을위한보안분과 국내외표준기구 KS 및국제표준화 국가기술표준원 정책시행 국가 R&D 전담기관 표준정책협력 / 표준 R&D 제안 표준 R&D 제안 한국표준협회 코디사무국운영 스마트공장국가표준코디네이터 표준화정책조정 / 표준개발및활용협력 타부처 / 산업계 / 학계 / 연구소 / 표준협력기관 표준기반 R&D/ 자문 스마트공장표준코디분과위원회 공정모델분과산업용데이터분과보안분과유연제조분과 8 대스마트제조 R&D 연계 - CPS - IoT - 빅데이터 16
마무리 정부 민간의다양한투자자원 ( 보급 R&D 표준 ) 의상호조율필요 보급 확산사업의체계적촉진을위한표준 보급 확산사업의결과를표준모델정립에피드백 R&D의방향을국제표준경쟁력강화를위한방향과일치 R&D의결과를제조업종에투영하여표준모델정립에피드백 한눈은뜨고땅을보고, 한눈은감고하늘을생각하고.. 스마트제조국제표준화방향 vs. 국내중소제조기업의현실상황 업종별도메인지식과확장성을고려한중소제조기업맞춤형표준개발 국제표준화경쟁에대응할수있는선제표준기반 R&D 발굴 17
경청해주셔서감사합니다 hckimfe@gmail.com