공장자동화는 최근 급격히 발전하고 있는 분야로서 부가가치가 매우 높은 산업에 속한다. 공장자동화는 자동화를 구성하는 기계장치뿐만 아니라 기계의 전반적인 운영을 담당하는 소프트웨어 또한 큰 비중을 차지하고 있다. 결국, 공장자동화를 통해 생산되는 제품의 품질은 기계 장치의 정밀도, 견고성 등의 측면과 함께 운영 소프트웨어의 품질로부터 받는 영향도 무시할 수 없다. 본 연구 과제에서는 공장자동화 소프트웨어의 한 유형인 FMS (Flexible Manufacturing System)나 Cell Controller를 중심으로 품질평가를 수행할 수 있는 평가 메트릭과 방법을 개발하고 이를 적용하여 효율적인 평가를 수행할 수 있는 툴킷의 프로토타입을 설계하고 구현하였다.
성능이 우수하고 가격이 저렴한 퍼스널 컴퓨터의 등장으로 공장 자동화의 이러한 추세는 점차 진 행 및 고도화되어 가고 있으며, 궁극적으로 컴퓨터 통합 생산(CIM : computer integrated manufacturing)방식으로 발전될 것으로 예상된다. 본 글에서는 금성 소프트웨어(주) 생산자동화 시스템실 및 산업자동화 시스템실에서 개발된 퍼스널 컴퓨터를 이용한 공장 자동화 프로젝트 실 제 사례들을 소개하고 앞으로의 공장 자동화에서의 퍼스널 컴퓨터 사용 추세를 전망하고자 한다.
공장자동화(FA)를 달성하기 위해서는 다중 FMS와 CAD/CAM, ROBOT, NC 또는 CNC 공작기계, 그리고 LAN 등에 의한 유기적인 연결시스템과 같은 H/W 시스템과 대상기업의 각 업무 분야의 정보를 유기적으로 연결시켜 조직경영에 필요한 모든 정보를 유기적으로 연결시켜 조직경영에 필요한 모든 정보를 즉시 알 수 있게 해주는 total system 및 이러한 정보에 입각하여 조직의 관리 및 제어에 필요한 의사결정을 지원하는 DSS와 같은 S/W시스템이 필요하게 된다. MANAPAK은 중소기업 규모의 기계제작 조립공장을 대상으로 H/W시스템을 첨가했을 경우 공장자동화(FA)가 이루어질 수 있도록 S/W측면인 공장자동화를 위한 DSS(Decision Supportion System)을 개발하고저 하는 것이다.
기업의 공장자동화는 가장 중요한 경쟁력 화보 수단이 되고 있으며 생산자동화에서 품질은 소프트웨어의 기술적 품질에 지대한 영향을 받게 되었다. 따라서, 공장자동화 시스템의 품질 향상을 위해 자동화 소프트웨어에 대한 품질평가의 필요성이 대두되었다. 본 연구에서는 공장자동화용 소프트웨어에 대한 품질평가 체계와 평가 프로세스를 확립하고 평가 과정에서 활용되는 메트릭을 개발하였다. 또한, 이를 바탕으로 품질평가 자동화 도구를 설계·구현함으로써 공장자동화 산업의 핵심이 되고 있는 자동화 소프트웨어의 품질 향상을 지원할 수 있도록 하였다.
세계는 지금 자동화로 간단없이 치닫고 있다. 사무자동화로 잘알려진 OA(office automastion), 공장자동화라 일컫는 FA(factory automation), 다소 생소하기는 해도 가정자동화라 할 수 있는 HA(home automation)가 이른바 자동화의 트로이카인데 이 가운데 가장 주목받고 있는 것은 역시 FA. 이러한 마당에 금성통신이 안양공장에 무인자동창고를 실현, FA에 성큼 다가서면서 자동화사업을 본격적인 영업종목으로 들고 나서 비상한 관심을 모으고 있다.
안드로이드 기반의 스마트폰을 공장자동화 및 생산자동화 분야에서의 활용이 중요하게 여겨지고 있다. 일반적으로 OMA DM 표준은 공장자동화 및 생산자동화 환경을 위한 중요한 인프라 구조 기술이다. 본 논문에서는 OMA DM 플랫폼 설계 및 구현에 대해 연구한다. 개발된 프로토타입은 세 가지 모듈 즉 DMS, FUMO 그리고 SCOMO로 구성된다. 그리고 EAP 및 AES 개념을 응용한 보안 모듈도 제시되었다. 제안된 보안 모듈은 공장자동화를 위해 안드로이드 기반의 스마트폰을 활용한 DMS, FUMO 및 SCOMO 모듈 간 통신에서 안전한 통신을 보장하기 위해 적용된다. 시뮬레이션 결과에 의하면 구현된 해당 프로토타입은 공장자동화 환경에서 좋은 성능을 보이며 보안성을 보장하면서 여러 공장자동화, 생산자동화 및 사무자동화 환경에서 활용이 가능하다.
현대는 생산성 향상을 위하여 이런 방법이 사용되는데 그중 공장 측면에서는 공장 자동화를 함으로서 생산성 향상을 기하는 방법을 사용하고 있다. 공장 자동화의 첫 단계는 각 단위 공장의 자동화이다. 우리나라 현황을 보면 소수의 발전된 공장의 경우 라인의 자동화가 구축되어 있으며 대다수의 기업은 단위 공정의 자동화 장치가 설치되고 있다. 그러나 현재 설치된 장비로서 더 이상의 생산성을 높이기 위해서는 각 단위 공정간의 협력 또는 공조체계 및 사무자동화와의 인계가 이루어져야 한다. 이에 본 논문에서 제시된 공정 감시 제어 SYSTEM은 각 공정의 자동화를 이루고 각 단위 공장의 자동화를 이루고 각 단위 공정을 MAIN COMPUTER와 연결하여 모든 공정을 MASTER SYSTEM화하여 통계처리 및 감시 기능을 하고자 하여 생산성을 향상시키고자 한다.
현대적 생산의 특징은 제품의 수명주기가 짧아지고, 다품종 소량생산이 요구됨에 따라 생산 공정이 자주 바뀌게 된다는 점이다. 그러므로 이러한 요구를 충족시킬 수 있도록 공장의 생산 시스템도 FMS(Flexible Manufacturing System)쪽으로 움직여 가고 있으며, 이는 PC를 제어장 치로 이용하면 쉽게 해결이 가능하다. 현재 자동화의 추세는 PC의 사용이 급증하고 있다. PC는 스위칭시간이 느린 단점도 있지만 기능이 점점 개선되고 가격은 낮아져 가고 있다. 또 프로그램도 사용자가 전문적인 지식없이도 복잡한 문제를 해결할 수 있도록 개선되어 가고 있다. 표 3은 다른 제어장치와의 성능비교를 표시하고 있는데 왜 PC가 공장자동화 분야에서 점점 큰 비중을 차지해 가고 있는가를 설명해 주고 있다. 선진국에서 PC의 이용이 점점 증가 되고 있어 공장자동화의 총아가 될 전망인 이때 국내에서도 몇 개 회사가 PC를 개발시판하고 있고 외국의 유명 PC가 도입 활발히 이용되고 있음은 공장자동화라는 면에서 매우 고무적이라 하겠다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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