스마트하고 확장 가능한 예측 유지 관리 솔루션으로 제조업체의 역량 강화

유럽 제조업 부문은 에너지 가격이 높은 수준을 유지하면서 심각한 도전에 직면하고 있으며, 이는 특히 에너지를 많이 소비하는 산업에서 생산 비용을 크게 증가시키고 있습니다. 세계에서 가장 비싼 전기 및 가스 요금 중 일부를 부담하고 있는 유럽 제조업체들은 경쟁력을 유지하기 위해 효율성을 개선하고 운영 비용을 절감할 방법을 찾아야 합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 대기업들은 디지털 전환을 가속화하며, 첨단 기술을 활용하여 에너지 사용을 최적화하고 생산을 효율화하고 있습니다. 그러나 중소기업(SME)은 한정된 재정 자원, 기술 전문성 부족, 내부 역량의 한계로 인해 스마트 제조 솔루션을 도입하는 데 어려움을 겪고 있습니다.

예측 유지 관리를 통한 제조 효율성 향상

격차를 인식한 프랑스 산업용 컴퓨팅 솔루션 유통업체 Integral System은 어드밴텍 WISE-IoT 및 TCT(Tores Composants Technologies)와 협력하여 즉시 사용 가능한 사전 통합 예측 유지보수 및 실시간 생산 모니터링 솔루션을 개발했습니다. 이러한 확장 가능하고 유연한 기술은 대기업과 중소기업(SME) 모두가 시스템 통합의 복잡성 없이 효율성을 향상할 수 있도록 지원합니다. Integral System은 스마트 제조로의 경제적이고 접근 가능한 경로를 제공함으로써 모든 규모의 기업이 생산성을 향상하고 비용을 절감하며 변화하는 산업 환경에 적응할 수 있도록 돕습니다.

최근 Integral System의 파트너이자 주요 자기 코어 제조업체인 TCT는 자사의 생산 현장에 새로운 공기 압축기를 설치했습니다. 성형 및 권선 기계와 같이 여러 장비가 이 압축기에 의존하기 때문에, 예기치 않은 가동 중단과 유지보수 비용을 줄이는 것이 매우 중요했습니다. 이에 TCT는 예측 유지보수 및 에너지 모니터링 솔루션을 위해 Integral System에 의뢰했습니다. 그러나 솔루션을 구현하는 과정에서 몇 가지 과제가 있었습니다. 넓은 제조 현장, 다수의 용광로에서 발생하는 극심한 열기, 그리고 센서 노드의 물리적 배선이 어렵고 비용이 많이 들기 때문에 신뢰할 수 있는 무선 통신이 필요했습니다. 또한, 시설 전반에 걸쳐 많은 대형 금속 구조물이 존재하여 센서는 비침습적이며 설치가 용이하고 혹독한 환경을 견딜 수 있는 산업용 등급이어야 했습니다.

스마트 운영을 위한 IoT 기반 예측 유지 관리

이러한 문제를 해결하기 위해 Integral System은 IoTSuite 기반의 어드밴텍 WISE-IoT PHM(Prognostics and Health Management) 솔루션을 제안했으며, 실시간 모니터링 및 관리 기능을 포함하여 ICR-2031 산업용 4G 라우터와 TCT의 전류 변압기 센서를 통합했습니다. PHM 솔루션에는 WISE-2410 LoRaWAN® 스마트 진동 센서와 WISE-6610 V2 산업용 LoRaWAN® 게이트웨이가 포함되어 있으며, LoRaWAN™ 기술을 활용하여 금속이 많은 환경에서도 장거리 양방향 및 안정적인 무선 통신을 보장했습니다.

WISE-2410 센서는 IP66 등급의 방진·방수 기능을 갖추어 위험한 환경에서도 사용할 수 있으며, 압축기에 부착되어 RMS 속도와 고유값을 ISO 10816-3 진동 표준과 비교하여 작동 상태를 추적했습니다. WISE-6610 V2 게이트웨이는 Modbus/TCP, MQTT, BacNet 및 OPCUA 프로토콜을 지원하며, 내장된 Node-Red, LoRaWAN® 네트워크 서버 및 EdgeLink 소프트웨어를 통해 수집된 데이터를 직접 클라우드로 전송할 수 있도록 했습니다. 또한, TCT 전류 변압기 센서는 외부 전원이 필요 없는 독립형 장치로, 전류 강도를 측정하여 작동 시간과 전력 소비량을 모니터링했습니다.

구현 과정에서 Integral System은 압축기가 일정한 속도로 작동하지 않는다는 점을 발견했습니다. 이에 어드밴텍 R&D 팀과 협력하여 PHM의 AI 알고리즘을 개선하고, 다양한 회전 장비에 적응할 수 있도록 최적화했습니다.

IoT, 머신러닝 및 예측 분석을 활용하여 어드밴텍의 IoTSuite 기반 솔루션은 TCT의 운영 방식을 혁신했습니다. 해당 시스템은 정확한 예측 알림, 실시간 장비 상태 보고서, KPI 추적 및 에너지 소비 분석을 제공하여 유지보수 팀과 관리 직원을 사전에 통보할 수 있도록 지원합니다.

현재 TCT는 압축기, 펌프 및 모터를 원격으로 실시간 모니터링할 수 있으며, 야간에도 운영 상태를 확인할 수 있습니다. 어드밴텍 IoTSuite 대시보드를 통해 언제 어디서나 중앙에서 운영을 관리할 수 있으며, 장비 상태 점수를 맞춤 설정하고 최대 7일 전에 이상 징후를 예측하는 기능을 활용할 수 있습니다.

혁신을 주도하고 미래를 대비하는 스마트 제조 솔루션

예측 유지보수 및 에너지 모니터링 솔루션을 개발하는 과정에서 Integral System, TCT, 그리고 어드밴텍은 각자의 전문성을 결합하여 산업 노하우의 잠재력을 극대화했습니다. 이 협력은 TCT의 즉각적인 요구 사항을 해결했을 뿐만 아니라, 향후 혁신을 위한 강력한 기반을 마련하는 계기가 되었습니다. 앞으로 TCT의 프로젝트는 벤치마크 사례로 활용되어, 유사한 기계 관리 문제를 겪는 다른 제조업체들에게 Integral System의 솔루션이 어떻게 도움을 줄 수 있는지를 보여줄 것입니다.

Integral System과 어드밴텍은 스마트 제조를 넘어선 인더스트리 4.0 솔루션을 지속적으로 개발하며 산업 혁신의 최전선에 자리하고 있습니다. 확장 가능하며 쉽게 구현할 수 있는 기술에 대한 지속적인 투자와 헌신을 통해, 변화하는 산업 자동화 환경에서도 경쟁력을 유지하며 제조업체들이 미래 시장에서 성공할 수 있도록 필요한 도구를 제공합니다.

사례 혜택

1. 잠재적인 기계 문제를 예측하고 예기치 않은 가동 중단 방지
2. 다양한 회전 장비에 대한 PHM의 적응성 향상
3. PHM 및 실시간 모니터링을 시연할 수 있는 벤치마크 사례 확보

인용문

회사 프로필 | TCT

WISE-IoT에 대하여