This study is to develop a diagnostic model for the effective introduction of smart factories in the manufacturing industry, to diagnose SMEs that have difficulties in building their own smart factory compared to large enterprise, to identify the current level and to present directions for implementation. IT, AT, and OT experts diagnosed 18 SMEs using the "Smart Factory Capacity Diagnosis Tool" developed for smart factory level assessment of companies. They analyzed the results and assessed the level by smart factory diagnosis categories. Companies' smart factory diagnostic mean score is 322 out of 1000 points, between 1 level (check) and 2 level (monitoring). According to diagnosis category, Factory Field Basic, R&D, Production/Logistics/Quality Control, Supply Chain Management and Reference Information Standardization are high but Strategy, Facility Automation, Equipment Control, Data/Information System and Effect Analysis are low. There was little difference in smart factory level depending on whether IT system was built or not. Also, Companies with large sales amount were not necessarily advantageous to smart factories. This study will help SMEs who are interested in smart factory. In order to build smart factory, it is necessary to analyze the market trends, SW/ICT and establish a smart factory strategy suitable for the company considering the characteristics of industry and business environment.
본 연구는 스마트공장의 도입과 운영에 관련된 제조 현장의 요구 사항과 전문적인 컨설턴트와의 인터뷰를 통해서 자료 수집 및 조사가 이루어졌다. 연구 목적 달성을 위하여 스마트공장에 관한 표준 체계 마련 및 인증제도에 대한 인식을 조사를 위해 질적 연구방법론 중 근거이론 방법론으로 진행 하였다. 연구 결과는 스마트공장을 성공적으로 도입하고 추진하기 위해서 제조 프로세스의 관리 체계를 새롭게 하고 객관적인 기업 경영에 대한 평가 도구가 필요한 것으로 조사 되었다. 아직 스마트공장 인증제도에 관해서는 논의해야 할 문제가 많다. 스마트공장 구축을 위해서는 먼저 기업의 인프라 부실에 대한 현실적인 문제가 해결 되어야 하며, 인증제도 추진 과정에서 일어날 부작용 등이 방해요소가 될 것으로 예상이 된다. 인증제도가 성공적으로 도입되기 위해서는 인증 조직에 대한 체계 정비, 관련법 개정, 정부 주도의 시범사업운영, 전문가의 양성, 인센티브 정책 마련이 선결되어야 한다는 결론을 도출하였다.
In this study, we analyzed the factors affecting the introduction of Smart Factory by domestic SMEs through AHP analysis and tried to provide implications for the introduction of Smart Factory. It was confirmed that the manufacturing and introduction group, the non-manufacturing introduction group, and the already introduced group had the highest weight in the cost reduction in the first hierarchy standard. At this time, it can be seen that the weight for cost reduction is relatively high in the manufacturing introduction group and the introduction group, and the weight for the productivity improvement is relatively high in the non-manufacturing introduction group. It can also be seen that the portion of marketing enhancement does not have a significant impact on smart factory choices. It was confirmed that image enhancement is the highest in the manufacturing introduction group and the non-manufacturing introduction group in the first hierarchy standard, and the marketing has the highest weight in the introduction group. In the two - tiered standard, customer - friendly and proper inventory maintenance weights were relatively high in all the introduced groups, except for the high rankings.
스마트제조는 제품기획, 설계, 생산, 품질, 재고, 조달 등 스마트공장 내 제조 프로세스의 정보화, 최적화 및 생산 시스템의 자동화를 ICT기반 스마트 기술로 실현하는 제조 공정으로 정의된다. 본 논문에서는 스마트공장과 스마트제조 시스템의 운영시 발생하는 제조 데이터와 관련된 국내 표준화 동향에 대해 소개한다. 표준화의 범위가 매우 넓기 때문에 스마트공장 및 제조 ICT시스템과 관련된 일반적인 표준화 내용 및 제조 데이터를 거래시 필요한 표준에 관련된 사항을 다룬다. 이를 기반으로 하여 제조 데이터의 활용을 위해 필요한 사항에 대해 논의한다.
Smart factory requires 4 Zero factors including Zero Waiting-time, Zero Inventory, Zero Defect, Zero Down-time) that needs IT convergence for production resources of 4M1E(Man, Machine, Material, Method, Energy) in real time and event processing in all type of manufacturing enterprises. This paper will be explaining about core emerging production IT convergence technologies including cyber device security, 4M1E integration, real time event driven architecture, common platform of manufacturing standard applications, smart factory to-be model for small and medium manufacturing enterprises.
본 연구는 중소벤처기업의 스마트팩토리 기술적용이 품질과 혁신성과에 미치는 영향력을 밝히는데 목적을 갖고 실증분석 하였다. 연구 결과 중소벤처기업에서의 스마트팩토리 기술적용이 품질과 혁신성과에 미치는 영향에서 유의적인 영향을 미치는 것으로 나타나 가설은 부분 채택되었다. 스마트팩토리 기술로서의 디바이스와 어플리케이션 기술이 정보품질과 시스템품질에 긍정적인 영향을 미치는 반면, 플랫폼 기술은 정보품질과 시스템품질에 유의하지 않아 기각되었다. 또한, 스마트팩토리 기술이 혁신성과에 미치는 영향에서도 디바이스 기술은 유의한 영향을 미치는 반면, 플랫폼과 애플리케이션은 유의하지 않아 기각되었다. 시스템품질은 혁신성과에 유의하지만 정보품질은 혁신성과에 유의하지 않은 영향을 미쳤다. 스마트팩토리의 디바이스 기술이 혁신성과에 미치는 영향에서 품질은 부분 매개효과를 보이는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 중소벤처기업의 4차 혁명시대 스마트팩토리의 핵심으로서의 상호 연결을 통해 수준 높은 정보 품질관리를 구현해야 한다. 또한, 제조설계에서부터 실행, 분석에 이르기까지 상호 컴포넌트 연동과 중소벤처기업의 필요에 따라 디바이스로부터 수집된 체계적인 정보를 통합 관리함으로서 기업의 성과를 높일 수 있음을 시사한 것으로 평가할 수 있다.
Major countries are trying to expand the construction of smart factories by introducing ICT such as the Internet of Things, cloud, and big data into the manufacturing sector to secure national-level manufacturing competitiveness in the era of the 4th industrial revolution. In addition, Germany is pushing for Industry 4.0 to build a fully automatic production system through the Internet of Things, and China is pushing for the expansion of smart factories to enhance the country's industrial competitiveness through Made in China 2025, Japan's intelligent manufacturing system, and the Korean government's manufacturing innovation 3.0. In this study, considering the increasing security connectivity of smart factories, we would like to identify security threats in the external connection part of smart factories and suggest security enhancement measures based on domestic and international standard security models to respond to the identified security threats. Eventually the proposed method can be applied by accurately identifying the smart factory security status, diagnosing vulnerabilities, establishing appropriate improvement plans, and expanding security strategies to respond to security threats.
OPC UA로 명명된 국제 표준 IEC62541은 스마트 그리드(Smart Grid)와 스마트 팩토리(Smart Factory)의 응용 플랫폼을 위한 통신 프로토콜이다. 2011년 IEC TC57 그룹에서 표준화되었으며, 다른 표준들과의 협업을 통해 점차 사용범위를 넓히고 있다. 전기자동차 보급을 위한 정부 차원의 노력("전기차 충전인프라 확산 캠페인")으로 인해 스마트 팩토리에서 충전을 시도하는 전기자동차의 수는 점차적으로 증가할 것을 예상된다. 제어되지 않는 무분별한 전기자동차 충전으로 인해 스마트 팩토리의 최대수요전력을 초과하는 문제를 발생시킬 수 있다. 그러므로 스마트 팩토리 내에 전기자동차 충전 시 피크부하를 관리할 필요성이 있다. 그러나 현재의 전기자동차 충전을 위한 표준은 스마트 팩토리의 통신 프로토콜과 다르다. 다시 말해서, 편의성을 높이고, 부담을 줄 일 수 있는 프로토콜의 개발 또는 호환성 제공에 관한 연구가 필요하다. 본 논문은 스마트 팩토리에 설치되는 전기자동차 충전 시스템을 스마트 팩토리 관리시스템과 통합 관리하기 위한 플랫폼에 관한 것이다. 본 논문에서는 IEC61851과 IEC62541에 기반을 둔 전기자동차 충전기 관리 시스템을 구현한다.
Manufacturing Execution System(MES) is in charge of manufacturing execution in the shop floor based on the inputs given by high level information such as ERP, etc. The typical MES implemented is not tightly interconnected with shop floor control system including real (or near real) time monitoring and control devices such as PLC. The lack of real-time interfaces is one of the major obstacles to achieve accurate and optimization of the total performance index of the shop floor system. Smart factory system in the paradigm of Industry 4.0 tries to solve the problems via CPS (Cyber Physical System) technology and FILS (Factory In-the-Loop System). In this paper, we conducted Systems Engineering Approach to design an advanced MES (namely Smart MES) that can accommodate CPS and FILS concept. Specifically, we tailored Systems Engineering Process (SEP) based on an International Standard formalized as ISO/IEC 15288 to develop Stakeholders' Requirements (StR), System Requirements (SyR). The deliverables of each process are modeled and represented by the SysML, UML customized to Systems Engineering. The results of the research can provide a conceptual framework for future MES that can play a crucial role in the Smart Factory.
본 논문은 스마트 팩토리(Smart Factory) 디지털 트윈(Digital Twin) 구축을 위해서 다양한 산업용 센서(IoT/비 IoT)로부터 센서데이터를 획득하기 위한 표준 노드(Node)를 생성하고 그룹별/공정별 존(Zone)을 연동하여 상호호환적인 데이터의 교환 기능을 제공함으로써 데이터의 안정성을 확보하고 스마트 팩토리의 디지털 트윈(Digital Twin)을 위한 효과적인 존 마스터(Zone Master) 플랫폼 구축 방안을 제시하였다. 존 마스터(Zone Master) 플랫폼의 Process는 독립된 시스템 간의 센서 객체 및 센서 상호작용이 어떻게 수행하는지를 정의해 주기 위한 인터페이스 명세를 포함하고 있으며 고유의 데이터 교환 규칙에 대한 개별 정책들을 수행하고 있다. 존 마스터 플랫폼 프로세서의 실행 통제를 위한 인터페이스는 시스템관리, 자료교환의 협상(publish-subscribe)을 위한 선언 관리, 센서 객체의 등록 및 상태 정보를 통신하기 위한 객체 관리, 속성 소유권 공유를 위한 소유권 관리, 데이터 동기화를 위한 시간 관리, 데이터 교환에 대한 Route 정보를 위한 자료 분배 관리를 제공한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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