생산 자동화와 빌딩 자동화 통합 공장 자동화와 빌딩 기술 부문을 결합하여 Bad Pyrmont 현장의 생산 에너지 소비를 제어할 수 있습니다.
공장 및 건물의 심층적인 네트워크화
1996년에 건설된 이 공장은 최근 몇 년 동안 크게 성장했습니다. 당면한 과제는 디지털화 측면에서 변화를 실현하고, 효율성을 높이고, 진행 중인 작업에서 지속 가능성을 구현하는 것이었습니다. 피닉스컨택트는 전사적 전략 프로젝트의 일환으로 이 새로운 접근 방식을 2017년에 시작했습니다. 디지털 혁신은 조직 내에서 발상의 전환이 필요한 근본적인 변화로 여겨졌습니다. 이를 위해 필요한 것은 수만 개가 넘는 제품에 대한 디지털 트윈을 만들고 전세계적으로 사용할 수 있는 인프라를 개발하는 것이었습니다. 피닉스컨택트는 중앙 집중식 시스템 대신 개별 애플리케이션 프로세스가 인터페이스를 통해 서로 통신하는 마이크로서비스 아키텍처를 사용합니다. 목표는 생산 과정에서 66,000여 개의 데이터 포인트를 지능적으로 활용하고, 프로세스를 최적화하며, 지속 가능한 미래를 추구하기 위해 적극적인 섹터 커플링을 구현하는 것이었습니다. 이를 위해 생산과 건축 부문도 성능적 측면과 함께 커뮤니케이션 측면에서도 네트워크로 연결되었습니다.
디지털화를 통해 1.5°C 목표에 한 걸음 더 가까이
지속 가능성은 피닉스컨택트의 기업 전략에서 필수적인 부분입니다. 피닉스컨택트는 'All Electric Society'라는 비전을 가지고 전기화, 네트워크화 및 자동화를 위한 솔루션과 기술을 통해 지속 가능한 세상을 만드는 목표를 추구하고 있습니다.
All Electric Society란 재생 가능한 에너지가 지속적으로 생성되고 활용될 뿐만 아니라 효율성 측정을 통해 1차 에너지 요구 사항이 줄어드는 세상을 말합니다.
디지털화는 All Electric Society의 비전을 위한 필수적인 구성 요소입니다. 섹터 커플링을 통해 산업의 경계를 넘어 에너지 흐름을 결합하고 전체적인 시각에서 고려할 수 있습니다. 목표는 시간과 장소에 상관 없이 필요한 경우 에너지를 충분히 이용할 수 있도록 하는 것입니다. Bad Pyrmont 현장에서 생산과 건물 간에 인텔리전트한 방식으로 이루어지는 상호 작용은 기존 시설에서 실제로 사용되고 있는 섹터 커플링의 실제 사례입니다.
일관된 데이터 및 정보 흐름
Bad Pyrmont 생산 현장의 에너지 최적화
데이터는 포괄적인 자동화와 네트워킹의 기반을 제공합니다. 모든 부문에서 동일한 언어를 사용하기 위해서는 디지털화, 데이터 인터페이스, 통일된 데이터 형식이 필요하며, 이를 통해 기존 빌딩 기술과 생산 기술 간의 표준화된 커뮤니케이션이 가능해집니다.
이점
- 일관된 데이터 및 정보 흐름
- 자원 효율적이고 안정적인 생산
- 지속 가능한 파워 서플라이
- 기후 보호를 위한 포괄적인 최적화
데이터 수집 박스: 데이터가 핵심입니다.
Bad Pyrmont에 있는 Phoenix Contact Electronics GmbH의 생산 시설인 PLCnext Factory는 데이터 수집 박스(Data Collection Box)를 통해 정보를 얻습니다. 예를 들어, 이 시스템은 기계당 15에서 20개의 센서에 연결된 I/O 시스템에서 전력 소비량이나 데이터를 수집합니다. 개방형 PLCnext Technology Ecosystem과 AI 기반 학습 알고리즘을 사용해 데이터를 분석 및 평가하여 시스템의 에너지 손실이나 프로세스의 이상과 같은 편차를 발견하고 수정합니다.
개방형 PLCnext Technology Ecosystem과 IoT 기반 Emalytics 빌딩 관리 시스템의 만남
개방형 PLCnext Technology Ecosystem의 솔루션은 빌딩의 모든 애플리케이션과 프로세스를 위한 플랫폼인 IoT 기반 빌딩 관리 시스템 Emalytics와 통합됩니다. 전체 프로세스 체인과 생산 및 빌딩의 인텔리전트 상호 작용을 고려하여 부가가치를 높이고 빌딩 운영 비용을 약 50%까지 절감할 수 있는 새로운 기회를 창출합니다. 생산 자동화와 빌딩 자동화의 통합은 환기 시스템, 조명, 냉수, 압축 공기와 같은 인프라가 실제로 필요할 때만 수요에 따라 자동화된 방식으로 생산 시설에 제공된다는 것을 의미합니다. 소비량 데이터의 최적화 외에도 생산 및 건물에서 재생 가능한 에너지를 지능적인 방식으로 사용하는 것도 똑같이 중요한 역할을 합니다. 개방형 PLCnext Technology Ecosystem, Emalytics 및 마이크로서비스 아키텍처의 사용을 결합하여 미래의 요구 사항에 유연하게 대응할 수 있습니다. 이를 통해 우리는 지속 가능성 목표와 탄소 중립적 발자국을 달성하는 데 이상적인 상황을 맞이하게 되었습니다.
디지털 팩토리의 Manufacturing X
Industry 4.0의 디지털 트윈인 자산 관리 셸(ASS)은 디지털 팩토리의 새로운 사고 방식에 대한 Manufacturing X의 Mindset을 통해 OPC UA 통신 표준을 통합하는 원활한 통합을 가능하게 합니다. 기본 아키텍처는 모두에게 동일하며 상호 운용이 가능합니다. 이는 모두가 사용할 수 있는 공통 기능의 기반이며, 이를 통해 산업 데이터를 공유할 수 있습니다. 개별 애플리케이션 프로세스는 인터페이스를 통해 서로 통신합니다. 이를 위해 우리는 조직 내에서 매우 투명하게 작업하고, 서로에게서 배우고, 시너지 효과를 활용해야 했습니다. 우리는 이 솔루션으로 인해 우리의 중요한 장점인 솔루션 시스템과 생태계에서의 디지털 혁신과 가치 창출을 통해 경쟁 우위를 강화할 수 있었습니다. 우리는 더 빠르게 최적화하고 오작동에 더 빠르게 대응할 수 있도록 회복탄력성을 강화하고 있습니다. 또한 EU 디지털 제품 패스포트나 탄소 발자국, 순환 경제, 공급망의 투명성과 관련된 규제 요건을 더 면밀하게 조사할 수 있습니다.
연간 약 200kg의 CO₂ 절감
현재 550명의 직원이 근무하고 매일 180만 개의 부품을 조립하는 전체 생산 시설은 효율성과 속도를 보여주는 사례입니다.
성공 요인 중 하나는 PLCnext Factory의 모든 워크스테이션이 네트워크로 연결되어 있다는 것입니다. 이 시스템은 라이브 데이터에 액세스하여 생산 라인의 주요 수치를 수집하고 개선을 위해 이러한 정보를 사용할 수 있습니다. 하루에 약 270만 개의 데이터 포인트, 즉 연간 270테라바이트의 운영 및 프로세스 데이터가 집계 및 평가됩니다. 3년 만에 생산성을 30% 높이는 데 성공했으며 에너지도 약 30% 절약할 수 있었습니다. 생산성 개선을 통해 연간 약 150만 유로의 비용 절감 효과가 발생했습니다.
이 건물은 에너지 소비를 독립적으로 제어하여 약 500kWh(약 200kg의 CO₂)를 절감합니다.
지속 가능한 미래에 대한 전망
PLCnext Factory에서 전기화, 네트워크화 및 자동화를 위한 자체 제품과 솔루션을 활용함으로써 고객은 탄소 발자국 감소 효과가 입증된 제품을 받게 됩니다.
또한 건물과 공장 간의 지능적인 상호 작용을 통해 모든 사업을 미래 지향적으로 전환하여 더욱 지속 가능하고 생산적인 공장으로 만들 수 있습니다. 기업 부서는 신뢰, 데이터 투명성, 유연성을 바탕으로 부문 간 효율적 운영을 최적화하기 위해 매일 노력하고 있습니다. 빌딩 관리 시스템은 생산 구역과 회사의 전기차 충전소, 그리고 사내에서 생산된 에너지로 충전되는 배터리 저장 시스템에 연결되어 있습니다. 배터리는 지역 전원 그리드에서 끌어온 전력으로 충전할 수도 있지만 자체 PV 시스템을 통해 충전하는 것이 이상적입니다. 우리는 지방 공공 서비스 기관, 하수 처리 시설과의 협력을 통해, 그리고 지역 전체의 시너지 효과(예: 난방 네트워크)를 활용하여 매일 1.5°C 목표에 한 걸음씩 다가가고 있습니다. 동시에 우리는 고객에게 공장을 디지털화할 수 있는 검증된 솔루션을 제공하고 이를 통해 우리의 개념을 입증하는 진짜 증거를 제공합니다. 우리의 동기는 All Electric Society를 향한 혁신을 이룩하는 것입니다.