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WISE-4000 무선 디바이스 -클라우드 솔루션으로 중소 금속 가공 공장을위한 경량 공장 기계 관리 시스템 구축

2020-01-01

어드밴텍은 Microsoft Azure Cloud Services와 호환되는 WISE-4000 무선 I/O 모듈을 사용하여 가벼운 장치 대 클라우드 공장 시스템 관리 시스템을 구축했습니다. 이 솔루션은 기존의 중소 규모 가공 공장에서 생산 라인을 업그레이드하고 투명한 생산 관리를 최적화하며 저렴한 예산으로 장비 활용률 및 관리 효율성을 높이는 데 도움이됩니다.

프로젝트 요약

센서, 네트워크 인프라 및 클라우드 플랫폼과 같은 산업 IoT (IIoT) 기술을 도입함으로써 제조 산업은 장비 연결, 시설 모니터링 및 기타 투명한 공장 관리 응용 프로그램을 달성 할 수있었습니다. 그러나 대부분의 기존 생산 라인 및 공장 환경에서 새 케이블을 배치하는 것이 상대적으로 어려울 수 있으므로 추가 모니터링 및 네트워킹 장치를위한 공간을 확보하는 것이 훨씬 더 어려울 수 있습니다. 중소 제조 공장의 경우, 공장 장비 관리 시스템을 도입하기 위해 고가의 하드웨어 및 소프트웨어를 구입해야하는 경우, 이러한 대규모 투자는 대부분의 중소 기업이 통과 할 수없는 임계 값이됩니다. 또한 시스템 통합 및 후속 유지 관리 프로세스가 너무 복잡한 경우 자원이 제한된 공급 업체는 현재 시스템을 개선하기위한 첫 단계를 밟을 수 있습니다.

어드밴텍은 WISE-4000 시리즈 무선 I / O 모듈과 무선 센서 노드를 사용하여 장비 관리 및 시설 모니터링 시스템을 기존 운영에 통합하려는 중소 공장을위한 경량 IoT 솔루션을 개발했습니다. WISE-4000 시리즈는 많은 기능 외에도 데이터 수집, 데이터 로거, 데이터 전처리 및 IIoT 클라우드 연결 도구를 제공합니다. 이 시스템의 장점은 컴팩트 한 크기와 쉬운 설치 및 클라우드 플랫폼 통합을 달성하기 위해 데이터 케이블 및 게이트웨이를 설정할 필요가 없다는 사실입니다. 이를 통해 시스템 아키텍처와 관련된 복잡성을 줄일 수있을뿐만 아니라 IoT 응용 프로그램을 도입하고자하는 가공 공장에서 직면 한 많은 문제를 해결하여 제조업체가 업그레이드 및 변환을보다 쉽게 ​​완료 할 수 있습니다.

System Requirements

자동차 산업을위한 금속 부품 제작을 전문으로하는 일본의 제조업체는 제품 설계 / 개발, 금형 제조, 스탬핑 및 조립을 포함한 서비스를 제공합니다. 이 회사는 정밀 가공 기술로 프리미엄 품질의 제품을 대량 생산할 수 있지만 다양한 유형의 부품을 제조하기위한 새로운 가공 방법을 적극적으로 개발하고 있습니다. 그러나 생산 라인에서 작동 모드는 여전히 수동으로 데이터를 읽고 쓰는 전통적인 방법을 따릅니다. 작업자는 교대가 끝나기 전에 종이에 이미 기록 된 생산 정보를 컴퓨터 시스템에 복사해야합니다. 이는 시간이 많이 걸리는 것뿐만 아니라 사람의 실수 가능성을 초래합니다. 관리 측면에서 볼 때 이는 실시간 플랜트 생산 상태 정보를 사용할 수 없으며 생산 라인에서 정기적으로 보고서를 기다리는 유일한 옵션입니다. 따라서 장비 사용률 또는 자재 상태에 대한 정확한 데이터를 얻는 것이 사실상 불가능합니다. 결과적으로 경영진은 과거 경험을 바탕으로 작업 지시 만 정리할 수 있습니다. 생산 효율성을 높이고 싶더라도 정확한 참조 데이터에 액세스 할 수 없으므로 시작 위치를 결정하기가 어려울 수 있습니다.

이러한 이유로 금속 가공 공장은 통신 및 IoT 기술을 통합하여 공장 장비 관리의 투명성을 강화하기로 결정했습니다. 이 솔루션은 주요 생산 장비에 대한 실시간 정보를 얻을 수있을뿐만 아니라 공장 내부의 다양한 장비를 실시간으로 모니터링 할 수 있어야했습니다. 사용 가능한 공장 공간, 시스템 구축 비용 및 인적 자원을 고려한 후, 회사는 무선 전송을 사용하여 데이터를 수집하는 솔루션을 결정했습니다. 또한 도입 프로세스를 가속화하고 자체 클라우드 시스템을 개발하는 초기 비용을 절감하기 위해 Microsoft의 Azure 퍼블릭 클라우드 플랫폼을 채택하기로 결정했습니다. 마지막으로, 시스템 기능을 향후에 쉽게 조정하거나 확장 할 수 있도록 솔루션을 확장 할 수 있어야했습니다.

시스템 설명

대부분의 현장 장비는 PLC가없는 스탬핑 기계이거나 개방형 통신 포트가없는 폐쇄 시스템이었습니다. 다양한 장비 조건에 따라 어드밴텍의 WISE-4000 시리즈 및 EKI-6332GN Wi-Fi 액세스 포인트에서 여러 IoT 무선 I / O 모듈을 채택하여 생산 장비를 네트워크로 연결하는 금속 가공 공장의 요구를 충족했습니다. 장비 및 전체 시설을 모니터링 할 수 있습니다.

생산 장비와의 연결을 설정하기 위해 고객의 요구 사항은 130 개의 스탬핑 기계가 수행 한 프레스 수에 대한 통계를 수집 할 수 있어야했습니다. 따라서 각 스탬핑 기계에는 비 침습적이고 포괄적 인 장비 상태 데이터 수집을 달성하기 위해 WISE-4050 Wi-Fi IoT 무선 I / O 모듈이 장착되었습니다. WISE-4050 모듈은 먼저 각 시스템에서 수집 한 데이터에 타임 스탬프를 배치 한 다음 데이터 암호화, 형식 변환 및 클라우드 인증을 포함한 일련의 프로세스를 수행합니다. 그런 다음 장비 작동 상태 정보를 분석하거나 Power BI와 같은 시각화 도구를 사용하여 클라이언트 요청에 따라 데이터를 사용자 지정 보고서로 표시하는 HTTPS를 통해 데이터가 Azure IoT Hub에 업로드됩니다. 이러한 유형의 공장 정보 투명성을 통해 관리 담당자는 개별 스탬핑 기계에 의해 수행되는 프레스 수, 각 공작물을 처리하는 데 필요한 시간 및 기계 시작 / 종료와 같은 Azure 클라우드 플랫폼을 통해 모든 유형의 정보를 관리 할 수 ​​있습니다. 타임스. 장비 생산 률을 높이고 라인 밸런스 비율을 안정화하기 위해 투명한 생산 공정을 사용하여 생산 작업 지시를 조정할 수도 있습니다.

사전 통합으로 인해 WISE-4000 시리즈 무선 I / O 모듈은 Microsoft의 Azure IoT Hub를 직접 지원할 수 있습니다. 이와 같은 시스템 내에서 컴퓨터가 게이트웨이 역할을하거나 데이터 변환 프로그램을 작성할 필요는 없습니다. 시스템 아키텍처와 관련된 전반적인 복잡성과 하드웨어 비용이 크게 줄어 듭니다. 타임 스탬프 된 데이터 로거 및 중단 점 이력서 기능과 관련하여 네트워크 연결이 불안정한 경우에도 먼저 데이터를 모듈에 로컬로 임시 저장할 수 있습니다. 네트워크 연결이 복구되면 데이터를 클라우드에 업로드하여 데이터 무결성과 정확성을 보장 할 수 있습니다. 금속 가공 공장의 요구 사항은 1 초마다 데이터를 전송하는 것이지만 스탬핑 기계는 비 생산 시간 동안 유휴 상태 일 수 있습니다. 따라서 WISE-4000 모듈의 데이터 업로드 설정을 수정하면 기기의 상태가 변경 될 때만 데이터를 전송할 수 있으므로 네트워크 대역폭이 절약됩니다. 또한 대량의 데이터가 수집되어 네트워크 대역폭이 부족한 경우 타임 스탬프 데이터를 모듈 내부에 임시로 저장할 수 있도록 웹 인터페이스를 통해 설정을 수정할 수 있습니다. 그런 다음 데이터 누적 기준이 충족되면 모든 것이 함께 업로드됩니다.  

프로젝트 소개

  • WISE-4050: 4-ch Digital Input and 4-ch Digital Output IoT Wireless I/O Module
  • WISE-4051: 8-ch Digital Input IoT Wireless I/O Module with RS-485
  • WISE-4060: 4-channel Digital Input and 4-ch Relay Output IoT Wireless I/O Module
  • WISE-4012: 4-ch Universal Input and 2-ch Digital Output IoT Wireless I/O Module
  • WISE-4220-S231: Wi-Fi IoT Wireless Sensor Node with Built-in Temperature and Humidity Sensor
  • EKI-6332GN: IEEE 802.11b/g/n Wi-Fi AP/Client

시스템 구성도

결  론

투명한 스마트 팩토리 관리를 달성하는 것은 단지 대규모 제조업체 이상의 이점을 가져야합니다. 경량의 IoT 시스템 아키텍처를 사용하여 전통적인 중소 공장의 생산 라인을 스마트 시설로 업그레이드 할 수도 있습니다. 이러한 시스템에서 자동 데이터 수집이 가능한 외부 장치를 사용하여 기존의 데이터를 수동으로 읽고 기록하는 방법을 대체 할 수 있으므로 운영자는 공장 내부의 개별 장비의 작동 상태를 완전히 이해할 수 있습니다.

무선 네트워크 전송 및 하드웨어 구축 비용 절감을 제공하는 어드밴텍의 클라우드 IIoT 솔루션을 사용함으로써 고객은 생산 상태를 완벽하게 제어하고 운영 효율성을 향상시킬 수있었습니다. 어드밴텍 솔루션이 출시 된 달의 금속 가공 공장의 스탬핑 기계 가동률은 전년 대비 26 % 증가했습니다. 이 시스템은 생산 능력 증대 외에도 공장 직원의 생산 상태를 정밀하게 제어 할 수있게했습니다. 이를 통해 고객은 생산을 최적화하고 주문 수락 정책을 수립하여 고객 만족도를 향상시키기 위해 제품을 일정대로 제공 할 수 있습니다. 이 사례 연구는 중소 규모의 공장조차도 임계 값을 넘어 스마트 생산 시설로 전환 할 수 있음을 보여주는 완벽한 예입니다.


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