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머신 세이프티 시장동향/(5)지멘스 “세이프티 로봇 어플리케이션 및 토탈 AGV 세이프티 솔루션도 제공할 수 있어” 최교식 기자 2021-01-28 14:30:29

 

지멘스 강두훈 차장

 

 

Q. 지멘스의 Safety 제품 포트폴리오에 대한 간단한 설명을 부탁한다.

A. 지멘스 세이프티 제품은 시장 요구사항을 가장 잘 반영하고 있다는 평가를 받고있는 S7-300F CPU를 비롯하여, 스마트 팩토리에 가장 적합하다는 평가를 받고있는 S7-1500F CPU ET200SP F-CPU, 그리고 저비용으로 고객의 니즈를 만족시킬 수 있도록 충분한 고성능을 자랑하는 S7-1200F CPU 등이 있다. 모든 제품은 하나의 CPU로 표준 및 Fail-safe 기능을 구현할 수 있고, TIA Portal을 이용하여 4차 산업혁명으로 대표되는 인더스트리 4.0, 스마트 팩토리 또는 디지털화에 최적화될 수 있으며, 진단 메시지가 기본적으로 제공되기 때문에 특별한 프로그래밍 없이도 기본적인 진단 메시지를 확인할 수 있어 초보 유저도 쉽고 안전하게 사용할 수 있다. 또한, 심층방어보안 콘셉트를 적용하여 인가되지 않은 사람으로부터 장비를 보호할 수 있는 보안 장치도 마련되어 있다. 또한, 최근에는 모션, 로봇, 자동화 및 안전 관리까지 가능한 S7-1500TF CPU가 시장의 관심을 받고 있고, 최근에 Drive Controller SIMATIC S7-1507D TFS7-1504D TF CPU도 출시되어, 모션 제어 전용으로 사용되는 SINAMICS S120과 함께 사용할 수 있는 제품도 제공이 가능하다.

 

 

Q. 세이프티 제품군 가운데 현재 주력제품은 무엇이며, 주력제품의 특징은 무엇인가?

A. 지멘스 세이프티의 주력제품은 앞서 언급한 제품과 동일하게, TIA Portal의 기능을 충분히 구현할 수 있는 S7-1500F-CPU, ET200F-CPU S7-1200F-CPU 및 전통적으로 많이 사용되고 있는 S7-300F-CPU가 있다.

우선 S7-1200F CPU는 작고 집약된 Basic Controller로서, 다루기 쉬운 어플리케이션을 사용하여 기계 조작도 쉽게 할 수 있다. 또한, 저가형 모델이기 때문에, 국내에 공급되는 저가형 제품들과 견주어도 비교우위에 있는 제품이라고 말할 수 있고, CPU 자체에 일반 I/O를 내장하고 있기 때문에, 원가 절감차원에서도 매력이 있는 제품이다.

S7-1500F CPUS7-300F CPU는 하이엔드용 Advanced Controller로서, 고성능 및 복잡한 어플리케이션에 적용할 수 있다. 플랜트 또는 설비의 포괄적인 컨트롤과 HMI나 드라이브 등의 다른 장치와 혼합된 복잡한 구조에 적합하다. 또한, 완성형 제품 자동화에 적합하고 대량제품 생산 시 개별 공정의 자동화에도 적용할 수 있다.

ET200SP F-CPU는 쉽게 생각해서, S7-1200F Basic Controller를 적용하기에는 시스템 성능이나 어플리케이션이 복잡하고, S7-1500F Advanced Controller보다는 규모가 작은 경우 사용하기에 적합하다고 할 수 있다. 개별 모듈형으로 설치가 필요한 경우에 적합하고, 분산형 구조를 갖는 기계에 적용하면 편리하다. 제한된 공간에서 공간 효율적인 제품으로, 기능의 다양성을 추구하기 위한 Open Controller도 제공되어 API(Application Program Interface) 등을 이용하여 C++과 같은 외부의 다양한 프로그램 컴파일 블록을 가져와서 TIA 포털에서 변환해서 사용할 수 있는 기반이 마련되어 있다. 일반적으로 HMISIL3를 만족하는 게 쉽지 않지만, PLC-HMI-Drive의 최적 구성을 통해 SIL3를 구현할 수 있는 구성도 가능하다. 이와 함께, 지멘스는 모션, 로봇, 자동화 및 안전 관리까지 가능한 S7-1500TF CPU도 함께 제공이 가능하다. 4축 키네마틱스 이내의 직접 제어 방식인 S7-1500TF PLCTIA Portal을 이용해서 특정 프로파일의 로봇 구성 및 직접 제어가 가능하다. PLC가 직접 로봇을 제어하는 방식으로 델타로봇이나 스카라, 직교 등 간단한 형태의 로봇을 직접 구성하고 키네마틱스 명령어로 직접 구현을 할 수 있다. 점점 제어기는 단순하게 통합되어지고 있고, 모션, 로봇 및 자동화와 안전까지 모두를 아우를 수 있는 제품이 점차 더 많이 개발될 것이다.

 

 

 

지멘스 통합 세이프티 제품군

 

 

Q. 지멘스의 세이프티 제품군은 스마트 팩토리 관점에서 안전과 생산성을 어떻게 향상시킬 수 있나?

A. 최근 화두가 되고있는 4차 산업혁명으로 대표되는 인더스트리 4.0, 스마트팩토리 또는 디지털화를 공장 자동화에 적용하기 위해 지멘스는 최적화된 솔루션을 제공할 수 있다. 공장의 수평통합을 완성하기 위해 다년간 개발해온 TIA Portal을 이용하여 공장의 수많은 제어기뿐만 아니라, 센서류들을 하나의 엔지니어링 툴을 이용하여 쉽고 편리하게 통합시킬 수 있고, 하나의 네트워크를 이용하여 상위 모니터링 및 제어 툴과도 쉽게 통합될 수 있어 공장 내 모든 장치의 수평 및 수직 통합이 가능하다.

또한, TIA Portal이 제공하는 높은 기술 특성들을 이용하여, 디지털화를 통한 가상 시운전이 가능하고, 효과적인 엔지니어링을 통해 제조공정에서 발생할 수 있는 중복 작업을 제거하여 효율적인 생산환경을 만들어 유연성 향상과 동시에 생산성 증대를 꾀할 수 있다. 이를 통해 실제 재화 및 시간이 낭비되기 전에 오류를 걸러내어 고객에게 실질적인 이윤 및 공장 효율성을 높일 수 있다. 이러한 가상 시뮬레이션 효과적인 엔지니어링 기능에 대해서 자동차산업, 전자산업 및 2차전지산업과 관련한 고객들의 관심이 많아지고 있고, 또한 지멘스는 이러한 고객의 니즈에 맞는 솔루션을 제공할 것이다.

 

 

Q. 세이프티 분야에서 지멘스는 어떤 경쟁력을 갖고 있나?

A. 지멘스는 세이프티 제품을 포함한 토탈 스마트 팩토리 포트폴리오 제공이 가능하다. 기본적으로 지멘스의 모든 세이프티 제품은 하나의 CPU로 표준 및 Fail-safe 기능을 구현할 수 있고, TIA Portal이 제공하는 장점인 하나의 툴을 이용하여 하나의 화면에서 PLC, HMI, 드라이브 및 네트워크 등의 모든 엔지니어링이 가능하고, 진단 메시지를 기본적으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 보안 기능을 강화하여 인가되지 않은 사람으로부터 장비를 보호할 수 있는 보안 장치도 마련되어 있다. 보통 HMISIL3를 만족하는 게 쉽지 않지만, PLC-HMI-Drive의 최적 구성을 통해 SIL3를 구현할 수 있는 구성도 가능하다

최근에는 모션, 로봇, 자동화 및 안전 관리까지 가능한 S7-1500TF CPU 등의 Technical CPU를 이용하여 Safe Kinematics 등의 모션 제어와 함께 세이프티 기능도 완벽하게 구현이 가능하도록 지원하고 있고, 고객의 니즈가 많아질 것으로 예상되는 산업용 로봇 및 AGV(Automated Guided Vehicle)에 쉽고 빠르게 적용할 수 있는 세이프티 로봇 어플리케이션 및 Total AGV 세이프티 솔루션도 제공할 수 있다.

기존 Safety Evaluation Tool을 대체하여 TIA Selection Tool에서 쉽고 빠르게 SIL/PL 등의 Safety Performance 확인을 자체적으로 수행할 수도 있고, 본사에서 진행하고 있는 Safety Hero 과정을 통해 세이프티 관련 프로세스나 사용방법 등에 대한 전반적인 내용을 습득할 수도 있다. 뿐만 아니라, 한국 지멘스에서는 2016년부터 안전인증 SIL(Safety Integrity Level, 안전 무결성 수준) PL(Performance Level, 성능 수준)에 관심이 있는 고객을 위해 무료로 교육을 진행해 오고 있어, 높은 교육 비용 때문에 교육을 받지 못하는 분들을 대상으로 누구나 교육을 받을 수 있도록 하고 있다.

 

 

Q. 2020년 한국지멘스의 머신 세이프티 비즈니스 성과는 어떠했나?

A. 지난 2020년은 전반적인 세이프티 시장이 다소 침체됐던 해이다. 지멘스의 경우도 전체 시장의 분위기에 영향을 받았지만, 대체적인 성과는 무난하여 세이프티 시장에 대한 지멘스의 시장점유율은 큰 무리 없이 유지했던 것으로 평가한다.

현재 빠르게 진행되고 있는 전기자동차의 발전에 편승하여 전기자동차 생산라인에 집중할 필요가 있고, 부수적으로 전기자동차의 발전과 함께 더불어 발전하고 있는 2차전지 시장에도 관심을 가지고 있다. 2차전지 시장은 현재뿐만 아니라 향후 시장을 선도할 산업으로, 2차전지의 제조라인뿐만 아니라 전지 충전 시스템 등의 많은 부분에서 발전 가능성이 있다고 할 수 있다. 지멘스는 이런 시장 상황에 발 빠르게 대응하기 위해 전지 제조라인에 사용할 수 있는 제품뿐만 아니라 전지충전 시스템 관련 제품도 개발하여 시장에 공급하고 있으며, 2차전지 관련 고객과의 충분한 협의를 통해 2차전지 시장에서도 좋은 성과가 나타나고 있다.

 

 

ET200SP F-CPU

 

 

Q. 올 한해 국내 머신 세이프티 산업 수요전망은 어떻게 하나?

A. 올해는 코로나 펜데믹으로 인해 전체적인 시장에 대한 예측이 어렵지만, 세이프티 시장이 작년 대비 조금은 더 어려운 상황에 직면하지 않을까 예상한다. 전반적으로 세이프티 산업의 글로벌 경기는 하락하고 있고, 특히 미중 무역분쟁의 주체인 중국이 주도하고 있는 아시아 지역에서의 하락세가 뚜렷한 것으로 보인다. PLC뿐만 아니라, 릴레이나 센서류 등의 거의 모든 제품군이 거의 동일한 비율로 하락할 것으로 보이고, 산업군 별로는 전기자동차의 발달로 인해 기존 자동차 시장의 한 축을 이루어 왔던 파워트레인 시장이 침체하면서 자동차 산업에서의 약세가 이어질 것으로 예상되며, 기계 OEM 등의 산업에서도 하락세가 이어질 것으로 보인다.

하지만 올해 반도체 시장의 업황 회복에 대한 기대감이 커지고 있어 PLC뿐만 아니라 센서류를 포함한 세이프티 컴포넌트 시장이 다시 활기를 띌 수 있을 것으로 예상되고, 2차전지 시장이 여전히 강세를 이어갈 것으로 예상되어 2차전지 시장의 신규 투자가 좀 더 많아질 것으로 보인다. 또한, 기존 파워트레인에서 벗어나 전기자동차로의 체질 변환을 이루어 가고 있는 자동차 시장에서도 체질 변화에 부응한 반등의 기대감이 살아날 것으로 기대하고 있다.

 

 

Q. 올 한해 지멘스의 Safety 시장 확대 전략은 무엇인가?

A. 올해는 여전히 4차 산업혁명으로 대표되는 인더스트리 4.0, 스마트 팩토리 또는 디지털화가 산업의 주요 화두가 될 것으로 본다. 자동차회사라면 누구나 알고 있을 것 같은 독일의 폭스바겐 사는 이미 작년에 클라우드를 이용하여 전 세계 폭스바겐 자회사의 물류를 통합 관리하기 위한 글로벌 서플라이체인을 구축하겠다고 선언한 바 있다. 이러한 기업 구조개편은 비단 자동차회사만의 일은 아닐 것으로 생각되고, 현재의 4차 산업혁명의 물결이 그만큼 거세게 일고 있음을 보여주는 단적인 예가 될 것 같다.

스마트 팩토리 구축을 위해 수직통합을 위한 클라우드뿐만 아니라, 수평통합을 위한 공장 자동화 시스템의 유기적인 통합을 원하는 고객의 니즈가 많아질 것으로 예상되어, 산업용 로봇 및 AGV(Automated Guided Vehicle)와 쉽고 빠르게 결합할 수 있는 제품에 대한 수요가 많을 것으로 생각된다. 지멘스는 산업용 로봇에 적용할 수 있는 세이프티 어플리케이션 제공이 가능하고, 토탈 AGV 세이프티 솔루션도 제공할 수 있어, 차후 고객이 쉽고 편리하게 해당 기능을 사용할 수 있다.

 

스마트한 로봇에는 AI 기술이 탑재되고, 또한 AI 기능 구현이 가능한 컨트롤러로 로봇과 소통한다.

 

 

Q. AGV 수요가 확대되면서 레이저 스캐너에 대한 수요가 동반상승하고 있는데, 지멘스는 레이저 스캐너에 대한 계획이 어떠한가?

A. 일반적으로 AGV에 사용되는 레이저 스캐너는 신호를 감지하여 컨트롤러에 신호를 전달하는데 문제가 없다면, 메이커에 상관없이 사용이 가능하다.

이와 관련하여, 지멘스는 굳이 단품으로 분류되는 레이저 스캐너에 대한 투자보다는 오히려 전체 AGV System을 공장에 적용하거나 엔지니어링이 필요할 때, 보다 쉽고 편리하게 어플리케이션이나 라이브러리를 제공하기 위한 개발에 보다 더 집중했다.

추가로 설명하자면, 지멘스 AGV 애플리케이션 및 솔루션을 위한 표준화된 시스템 플랫폼인 SIMOVE 시스템은 표준 자동화 및 드라이브 구성 요소 및 맞춤형 소프트웨어 툴과 라이브러리를 사용하는 것으로 구성된다. SIMOVE는 모듈형 아키텍처와 개방형 인터페이스 덕분에 시스템 유연성과 확장성을 지원한다. 하드웨어 측면에서, SIMOVE는 각 자동화 장비의 요구를 충족하고 차량을 기술적으로 최적으로 설계하기 위해 다양한 확장 가능한 자동화 아키텍처를 제공한다. 소프트웨어 툴은 Carrier Control, Flight Control Navigation을 위한 포괄적인 패키지로 구성되어 있다. Carrier Control SIMOVE는 광범위한 기능 라이브러리 ‘Carrier Control Library’(TIA)를 제공한다. 이 라이브러리를 사용하면 충분한 사전 지식을 갖춘 사용자가 지멘스 자동화 구성 요소를 갖춘 AGV를 구축하고 AGV를 작동할 수 있다. 이를 위해 라이브러리는 필요한 모든 기능을 제공한다.

 

 

Q. 향후 Machine Safety 기술 트렌드는 어떻게 전망하나?

A. 최근의 트렌드에서 가장 눈에 띄는 것은, 4차 산업혁명으로 대표되는 인더스트리 4.0, 스마트 팩토리 또는 디지털화가 진행되면서 산업용 로봇 및 AGV의 도입이 증가하고 있다는 것이다. 유연성 향상과 함께 생산성 증대를 요구하는 스마트 팩토리는 로봇과의 협력이 증가하고, 모든 공장의 자동화 시스템이 유기적으로 통합될 수 있어야 한다. 이를 통해, 제조 공정에서 중복 작업을 제거하여 효율적인 생산환경을 만들어 내는 것뿐만 아니라, 빅데이터를 이용하여 실제 공장을 가상으로 시뮬레이션하고, 이를 통해 실제 재화가 낭비되기 전에 오류를 걸러내어 고객에게 실질적인 이윤 및 공장 효율성을 높일 수 있도록 하는 등의 스마트 팩토리가 가진 장점을 최대한 이끌어내는 방향으로 흘러갈 것으로 보인다.

또한, 아디다스가 스피드 팩토리로 시도했던 사례에서 볼 수 있듯이, 향후 생산 트렌드는 동일한 제품을 대량생산하여 재고를 미리 쌓아 놓고 시장에서 제품을 판매하는 것으로부터, 고객이 원하는 다양한 주문을 미리 접수하여 고객이 원하는 디자인의 제품을 소량 생산하는 것으로 변화해갈 것으로 보인다. 이 경우 생산라인의 빠른 변화가 필요하기 때문에, 실제 생산라인을 바로 적용하기 전에 시뮬레이션을 통해 사전에 발생할 수 있는 에러를 미리 걸러낼 수 있고, 문제가 없는 시스템 및 생산라인을 로봇과 협력하여 적용할 수 있다. 이러한 사례를 통한 고객의 니즈는 점점 더 증가할 것으로 예상되고, 이와 관련한 안전 관련 제품 솔루션에 대한 문의도 증가할 것으로 생각된다.

 

 

Q. 머신 세이프티와 관련해 향후 추가될 기술이나 제품으로는 어떤 것이 있나?

A. 최근 전 세계적으로 문제가 되고있는 코로나19로 인해 언택트, 모바일, , 인공지능 AI(Artificial Intelligence), 5G, 4차 산업혁명 등의 단어를 빼놓고는 현 시대를 이야기할 수 없을 것 같다. 최근 트렌드에서도 언급한 바와 같이, 4차 산업혁명과 로봇과의 협력 또는 인공지능 AI(Artificial Intelligence)를 자동화 시스템에 통합하는 것은 유연성 향상과 동시에 생산성 증대를 요구하는 것뿐만 아니라, 고객의 니즈와 변화하는 트렌드에 빠르게 발맞출 수 있는 능력 또는 기술을 준비하는 것을 의미한다. 이미 보스턴 다이나믹스같은 회사에서는 4족보행 로봇뿐만 아니라, 2족보행 로봇의 상용화가 가능할 정도의 기술을 보유하고 있고, 5G 기술을 이용하여 실시간으로 로봇을 제어하거나 소통하는 게 가능하게 됐다.

산업계에서의 로봇의 발전은 아직 보스턴 다이나믹스가 개발한 정도의 로봇은 아니라 할지라도 협동로봇이나 산업용 로봇에서 이전과는 다른 보다 스마트한 로봇을 우리는 이미 보고 있다고 할 수 있다. 여기에 AI 기술이 탑재된다면 산업에서 요구하는 최적화된 공장의 생산 루틴을 AI를 통해 구현할 수 있을 것으로 생각되고, 이는 향후 Machine Safety에도 추가하고자 하는 기술이 될 것이다.

스마트한 로봇에는 AI 기술이 탑재되고, 또한 AI 기능 구현이 가능한 컨트롤러로 로봇과 소통하며, 그 방법으로는 언택트 모바일 방식으로 모바일앱을 통한 컨트롤러와 로봇의 상호작용을 적용할 수 있다. 하나의 제어시스템으로 로봇제어, 모션제어, 자동화제어 및 안전 관리까지 할 수 있는 통합 제어시스템이 필요할 것이다. 이를 위해 지멘스는 PLC에서 로봇, 모션, 자동화 및 안전을 모두 통합할 수 있는 제품을 공급하고 있어, 고객의 니즈를 완벽하게 만족시킬 수 있는 솔루션을 갖추고 있다. 또한, 이른 시간 내에 인공지능을 로봇제어에 활용할 수 있도록 솔루션 개발도 함께 진행 중이다.

 

4차 산업혁명과 로봇과의 협력 또는 인공지능을 자동화 시스템에 통합하는 것은 유연성 향상과 동시에 생산성 증대뿐만 아니라, 고객의 니즈와 변화하는 트렌드에 빠르게 발맞출 수 있는 능력 또는 기술을 준비하는 것을 의미한다.

 

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