Earticle

본 연구의 궁극적인 목적은 독일 정부가 적극적으로 추진하고 있는 스마트 팩토리에 관한 사례들을 조사하는 것이다. 이를 통해 현재 한국 정부가 제조 산업의 혁신 과제로 추진하고 있는 제조업 3.0의 성공적 추진을 위함 함의를 제시하고자 한다. 독일 정부가 추진하고 있는 스마트 팩토리의 핵심은 제조업과 CPS(사이버 물리 시스템), MES(생산관리시스템), 3D Printer, AI(인공지능)과 같은 정보통신기술의 융합이다. 완전 자동화된 공장을 만들자는 것이다. 하지만 완전한 제조업 자동화는 쉽게 달성하기 어렵다. 실제, 독일 정부도 스마트 팩토리를 추진함에 있어서 실패를 경험하였다. 하지만 지금 독일에서는 이러한 어려움을 극복하고 다양한 성공사례를 소개하고 있다. 따라서 본 연구에서는 스마트 팩토리의 추진했던 기업들의 성공사례를 중심으로 성공의 원인을 살펴보고 이를 통해 한국의 제조업 3.0을 추진하는데 실패를 줄일 수 있는 방안을 제시하고자 한다.

The ultimate goal of this study is to investigate the cases with respect to smart factory that has been introduced by German government. To do this, the study suggest implications for manufacturing version 3.0 that is one of manufacturing revolution agendas in Korea. The main point of smart factory is the convergence between manufacturing and information and communications technologies such as CPS(Cyber-Physical Systems), MES(Manufacturing Execution Systems), 3D Printer, AI(Artificial Intelligence), and so forth. It is hard to accomplish a complete manufacturing automation. In fact, German government had experienced the failure in pursuing the smart factory agenda. But now the agenda is gradually realized by a variety of success stories from German. Thus, this study is to investigate the well-known success stories that came from German.

공장 자동화 분야에서 자동 검사 시스템은 기존의 수작업 검사 작업을 대체하여 효율성과 생산성을 향상 시키며, 제조업체들은 생산 과정의 품질 관리를 강화하고 불량률을 감소시키는 경제적 이점을 얻을 수 있다. 본 연구에서는 공정 라인의 압출부 타겟 검출, 즉 압출부의 정확한 위치를 식별하는 것을 목표로 한다. 일반 RGB 카 메라를 사용하여 실제 공정 라인에서 이미지 데이터를 획득하였고, 템플릿 매칭(Template Matching) 알고리즘을 활용하여 압출부의 위치를 검출하였다. 평가 지표로는 IoU(Intersection over Union) 임계값이 주어진 경우에 대 한 평균 정밀도(Average Precision)를 사용하였다. 본 연구에서 제안한 템플릿 매칭 기반의 압출부 타겟 검출 방 법은 기존의 비전 검사 시스템에 비해 경제적이고 간편한 솔루션을 제공하며, 공정의 생산성을 향상시키고 제품의 품질 유지에 도움이 될 것으로 기대된다.

In the field of factory automation, an automated inspection system replaces manual inspection tasks, leading to improved efficiency and productivity. Manufacturing companies can enhance quality control in the production process and achieve economic benefits by reducing defect rates. This research focuses on the detection of extrusion target positions in a production line. Real-world image data was acquired using a standard RGB camera, and a template matching algorithm was employed to detect the positions of extrusion targets. The evaluation metric used was the average precision for a given Intersection over Union (IoU) threshold. The proposed template matching-based approach for extrusion target detection offers an economical and straightforward solution compared to traditional vision inspection systems. It is expected to enhance production efficiency and contribute to maintaining product quality in the manufacturing process.

최근 스마트 팩토리에 대한 관심이 크게 증가하고 있다. 그러나, 이러한 높은 관심에도 불구하고 정작 어떻게 스마 트 팩토리를 구축해야 하는지에 대한 구체적인 가이드라인이 없는 실정이다. 또한 기존의 사례들은 주로 독일을 중심으로 한 해외 사례로서 국내에 그대로 적용하기에는 다소의 괴리감이 존재한다. 또한 스마트 팩토리는 기업의 규모와 성격에 따라 구축방식이 상이할 수 있다. 이러한 상황에서 본 연구는 국내 대·중·소기업들을 대상으로 스마트 팩토리 성공구축 사례들을 분석 하였다. 사례분석 결과, 대기업의 경우 일부공장을 대상으로 시범적으로 스마트팩토리를 구축한 후 성공적 으로 평가될 시 전체공장으로 확대시키는 전략이 효과적이다. 중소기업의 경우, 낮은 수준의 스마트팩토리 구축레벨에서 높은 수준의 구축레벨로 업그레이드하는 것이 효과적이다. 말하자면 본 연구에서 실시한 스마트 팩토리 성공사례 분석을 통해, 기업들에게 성공적 구축을 위한 실제적인 가이드라인을 제공하고자 한다. 아울러, 본 연구를 통해 제시된 구축전략 들은 향후 스마트 팩토리 구축을 고려하고 있는 기업과 정부에게 중요한 함의를 제시하고자 한다.

Recently, much attention in building smart factory have been dramatically increased. Despite the growing interest in smart factory, few guidelines exist how to successfully build smart factory. The purpose of this study is to investigate successful cases in building smart factory in Korea. Drawing on the analysis of successful cases, we suggest the valuable guidelines and directions toward success of smart factory. As a result, in the case of large-size firms, it is an effective strategy that expanding from a model factory to whole factory for successful smart factory building. In addition, in the case of medium and small-size firms, it is an effective strategy that upgrading from low-level step to high-level step for successful smart factory building. Therefore, this study provides companies and government with specific and practical success strategies as well as industrial policy improvements.

최근 공개 표준과 통합 네트워크에 대한 요구가 증가하며, 하위 제어 계층에서도 이더넷 네트워크를 기반으로 한 시스템의 도입이 증가하고 있다. TCP/IP 기반의 네트워크를 상위 계층에서 하위 제어 계층까지 사용하는 방식으로 확장함으로써 공장 자동화용 애플리케이션을 이더넷 상에서 구현, 상위 관리 프로그램 및 DB 시스템과 직접 연동되는 통합 망 개념의 공장 자동화 시스템을 완성할 수 있게 된다. 본 논문에서 구현된 시스템은 공장 자동화 전용 이더넷 제어 시스템의 국제 표준인 Ethernet/IP 표준 시스템을 기반으로 하는 제어용 통신 디바이스를 구현하는 것을 목표로 하였다. 본 논문에서 구현된 시스템은 CIP의 표준 인터페이스에 기반한 네트워킹 기능을 수행하며, 이더넷 네트워크 환경이 다른 제어 시스템의 규격에 비하여 큰 대역폭을 갖고 있는 시스템이므로 네트워크의 데이터 전송 특성을 상당히 개선됨을 실험을 통하여 확인하였다.

Currently, the needs of open standard and integrated network, and also applications of Ethernet network based system are increasing. By applying and TCP/IP based network technology from high to low control level, factory automation application has been implemented, and thus integrated factory automation system has been accomplished, which is directly interoperable between high level management program and DB system. This paper proposes a communication control device which is based on Ethernet/IP standard system for factory automation. The proposed system is workable in the environment of a network system, which is based on CIP standard interface tech-nology. The proposed system can also contribute to improve data communication characteristics.

The purpose of this study is to create and present a standardized module of ISP (Information Strategy Plan), a smart factory logistics automation consulting method that is helpful to companies or consultants who will build logistics automation.In order to develop the module, first, cases of smart factories, smart logistics, supply chain management(SCM), consulting methodology (ISP), and logistics center construction consulting methods were investigated step by step. In order to develop the module, first, cases of smart factories, smart logistics, supply chain management (SCM), consulting methodology (ISP), and logistics center construction consulting methods were investigated step by step. As a result, ISP (Information Strategy Plan), a consulting methodology, was linked to Deming's PDCA. For the first stage of PLAN(contingency analysis and purpose, problems with logistics center operation), for the second stage DO(establishment of consulting plans and explanation of proposals, derivation of strategic tasks that are master plans), for the third stage CHECK(establishment of detailed implementation plans, consulting output) and for the fourth stage ACT(project management) were applied (post management). The limitation of the study is that the reliability of the mapping results is limited because the relevant data were compared to develop the consulting methodology as a standardized module, but FGI analysis through experts or Delphi surveys are not conducted.

기존의 공장 자동화 및 각종 생산설비 시스템의 전통적인 보안 개념은 네트워크의 경계선, 즉 내부와 외부 네트워크의 접점에 집중되어 있었으나, 최근 외부뿐 아니라 네트워크의 경계선을 우회하여 내부에서 침입할 수 있는 소위 신종 Day-zero공격이 증가하고 있다. 본 논문에서는 최근 대두되고 있는 NAC(Network Access Control)의 문제점인 1) 표준화 지연 및 복잡성으로 인한 설치와 운영의 어려움, 2) 인증 위주의 제품특성상 내, 외부 사용자에게 사용상의 불편함 초래, 3) 높은 구축 비용으로 인한 부담 등을 보완할 수 있는 저가형의 자동화설비 보안 솔루션으로서 내/외부의 다양한 경로로 유입되는 위협이나 유해트래픽을 차단하기 위한 사전 방역체계(Proactive Security) 구조를 제안하고, 생산설비에 특화된 밀착된 보안, 환경설정, 시스템 관리의 통합적 기능을 제공할 수 있는 신개념의 종단보안(Edge Security)시스템을 설계하고자 한다.

The conventional network security solutions for manufacturing or factory automation devices are concentrated on protecting the internal networks from the attacks of external networks. Recently, however, so called Day-zero attacks are increased; the threat from internal devices such as notebooks, USB devices are as critical as attacks from external networks. Thus a new security solution is needed to protect manufacturing devices from both external and internal threat. To this purpose, we propose an edge-security system to provide cost effective, integrated, and simple end-point security solution specialized for automated manufacturing devices, which may avoid the shortcomings of NAC.

우리나라 산업의 근간인 뿌리기업의 자동화 스마트 공정상 IOT 미들웨어는 사물인터넷 기기(센서 등)의 데이터 정보를 해석하고 관리하며 제어할 수 있는 중추적 역할이 요구된다. 특히 뿌리산업은 산업별 공정 흐름이 상이하고 기업별 데이터 처리요구도 다양해 이를 수용하기 위한 범용 IOT 미들웨어가 필요한 상황이다. 본 논문이 제시한 IOT 미들웨어 구조 는 그에 대한 해결책으로 통신, 데이터 수집과 처리, 서비스 연계 등 미들웨어 기본 프로세스는 엔진부로 범용화 시키고 뿌리 산업 분야별 사물인터넷 기기와 기업별 처리 요구사항은 개별적으로 대응할 수 있는 Plug-in 구조를 도입함으로서 유연하고 효과적인 뿌리산업 스마트 공정을 제안하였다. 또한 미들웨어 Plug-in과 연계 서비스 계층 간 네트워크 데이터에 대한 암호 화를 통해 변조, 탈취 등에 대한 예방과 보안을 강화하는 방안을 제시하였다. 향후 MQTT, COAP, XAMP 등 다양한 네트워 크 프로토콜에서 확장 가능할 수 있도록 뿌리산업에 특성화된 IOT 미들웨어 플랫폼으로 발전시킬 시스템을 제안하고자 한다.

IOT middleware is required to play a pivotal role in interpreting, managing, and controlling data information of Internet devices (sensors, etc.). In particular, the root industry has different process flows for different industries, and there are various data processing requirements for each company. Therefore, a general purpose IOT middleware is needed to accommodate this. The IOT middleware structure proposed by this paper is a plug-in that can be used as an engine part for middleware basic processes such as communication, data collection, processing and service linkage, We propose a flexible and effective smart process for root industry. In addition, we propose a method to strengthen prevention and security against tampering, deodorization, etc. through encryption of network data between middleware plug - in and related service layer. We propose a system that will be developed as an IOT middleware platform that is specialized in the root industry so that it can be extended in various network protocols such as MQTT, COAP, XAMP.

자동차용 타이어중 측면에 백색문자가 들어가는 제품은 물류이송 및 유통과정에서의 오염방지를 위해 수성페인트를 도포한다. 이 작업을 라인스켄 카메라와 P.L.C를 이용하여 문자 위치 및 크기를 인식하여 노즐을 통해 자동 도포하는 설비개발을 목표로 시스템의 설계 및 시운전을 실시하였으며 인식 알고리즘의 개발로 화상인식 정도의 향상 및 PLC제어에 따른 유지보수성을 높일수 있었으며, 설비투자비용 역시 현저히 줄일수 있었다.

A fully automated cost estimation system(FACES) has been developed. Since speed, accuracy, and consistency are essential factors in automating a cost estimation, the use of computers in cost estimation system(CES) has grown rapidly in the last few years. FACES is a micro computer based cost estimation system that employs a manufacturing knowledge base. A Group Technology(GT) based part classification and coding(C&C) scheme is used to automate the process planning aspects of cost estimation. Variant process planning methods are employed to generate workstation routings from form features of the part. The system has been tested for an assembly of six machined parts. Results indicate that the system could provide a substantial improvement in accuracy, productivity, and performance over the more traditional full dialog approach to cost estimation. It also provides a good foundation for a factory automation by using a common GT based database through design to production.

논문의 내용에서는 21세기 초일류 기업을 위한 신경영기법의 종합적 접근방법을 논하고자 하였으며 지속적인 생산성 향상을 추구하는 기업의 생산 시스템을 세계수준급으로까지 발전시키는 비젼성에 관하여 논의하였다. TIFA란 생산성 향상을 위한 방법론이요, 생산방법의 개량이요, 인간을 위한 융통성 있는 생산 시스템이라고 했다. 하지만 그 생산방식에 인간중시, 인가존중의 휴면정신이 외면 당한다면, 그것은 결코 진정한 의미의 TIFA라고 말할 수 없다. TIFA란 생산현장, 산업근로자들의 신념과 긍지까지 현미경적 시각으로 발견, 연구해야 한다는 것이다. 즉, 진정한 TIFA란 생산성 향상을 위한 과학과 기술, 인간과 경영의 하모니로 시작되는 유연하고도 융통성 있는 생산 시스템이라고 정의한다.

Adaptive control system has evolved as an attempt to avoid degradation of the dynamic performance of a control system when environmental variations occurs. While the feedback control system is oriented toward the elimination of the effect of state perturbations, the adaptive control system is oriented toward the elimination of the effect of structural perturbation, upon the performances of the control system. The model reference adaptive controller is utilized in velocity loop controller for positioning and tracking is designed based on the linear decoupled dynamics.

본 논문은 주조공정후 주물의 라이져(Riser)나 버어(Burr) 등을 제거하는 페틀링(Fettling) 작업의 자동화에 대해서 기술한다. 이 작업을 주물의 마무리 작업이라 하는데 이 분야는 작업상의 특수성과 적용 로봇의 미개발로 아직 산업현장에서 실용화 되지 못한 분야이다. 본 논문에서는 그라인딩 작업 환경과 이 분야에 적용되는 로봇의 필요조건에 관해서 기술하고 이 분야에 적합하도록 제작된 MC 560 로못을 소개한다. 주물제작의 마무리 작업은 로봇 이외에도 여러종류의 가공기계와 주변기기를 요구한다. 본 논문은 주물의 재질과 형상에 따른 가공기계 선택방법과 주변기기의 설계 등을 기술하며 자동화 시스템의 구성요소, 작업공정, 작업효과 등에 관해서 논한다.

Investment in FA facilities has been accerelated since 1986, turning point by labor strife in Korea firms. Most commonly adopted automation tech, in their manufacturing process consists of NC. Robotics, PLC, CAD/CAM now on and further confused system oriented FMS, CIM, etcs. undergoing. But for all their remarkable notices in manufacturing systems, The competitive position on product cost, quality, shorten delivery and profit has never been recovered in global swing market. To make some empirical suggestions with a view to competitive strategy of Korea firms by FA, to the conclusion largely FA tech. adoption can be justified only when its application on new product productions and improved the structure of products comparatively. Because of when it was applied in old production process. The effectiveness is very doubtful to the lacks of consistent and integrate manufacturing policy with the strategy of the fim and their poor standardization level in shop floors.