#01. 스마트팩토리의 수직적 구조

스마트팩토리는 Value Chain 관점의 수평적 구조와, OT와 IT 구조가 연계되는 수직적 구조로 나뉘어집니다.

수평적 구조의 스마트팩토리는 광의의 관점이며 일반적으로는 수직적 구조를 통해 스마트팩토리에 대해 설명합니다. 수직적 구조를 이해하기 위해서는 ANSI/ISA-95 모델에 대한 이해가 필요합니다.

제조업은 복잡성이 증가됨에 따라 제조 조직 내 다양한 시스템 간에 표준화된 커뮤니케이션이 필요했으며, 비즈니스 관련 활동을 관리하는 ERP시스템과 실제 생산 프로세스를 관리하는 제조 실행 시스템(MES) 및 기타 제어 시스템 간의 통합에 어려움은 업무 비효율성과 데이터 불일치로 이어졌습니다.

이에 자동화 표준 설정에 있어 선도적인 글로벌 비영리 기구인 국제 자동화 협회(International Society of Automation) 주도로 ANSI/ISA-95 모델이 개발되었으며, 이 표준은 제조 산업에서 운영 효율성, 데이터 일관성 및 의사결정 프로세스를 향상시키는 데 중요한 기여를 하고 있습니다.

ISA-95 모델: (출처) https://www.mesengineer.com/2023/08/20/isa-95-explained/

제조시스템 운영 모델: (출처) Deloitte Analysis

ANSI/ISA-95 모델은 위의 그림과 같이 Level 0에서 Level 4 까지 4단계로 이루어져 있습니다. 

우리가 흔히 OT(Operation Technology)라고 부르는 영역은 Level 0 ~ Level 2 까지이며, IT(Information Technology)라고 부르는 영역이 Level 3 ~ Level 4입니다. OT와 IT 연계는 주로 MES 시스템을 통해서 이루어집니다. 

실제 산업계에도 OT와 IT 영역의 Engineer들은 서로 상이하며, 관련 기업들도 서로 다릅니다. 그래서 스마트팩토리의 OT 영역과 IT 영역을 폭넓게 이해하고 있는 경우가 많지 않습니다. 하지만 스마트팩토리의 전체적인 그림을 그리기 위해서는 이 두 가지 영역의 연계와 이해는 필수적이라고 할 수 있습니다. 시스템을 하는 사람들은 설비/기구 영역 쪽으로는 쉽지 않습니다. 반대로 설비/기구를 만지는 사람들은 시스템의 영역으로 들어가면 역시 이해하기 힘듭니다.

그래서 다음의 목표는 Level 0 부터 Level 4까지 각각의 단계별로 자세히 공부해볼 생각입니다.

Level 0 - 어떤 센서가 있는지, Actuator가 어떻게 동작하는지, 모터, 실린더 등 실질적인 물리적인 부분에 대한 이해

Level 1 - PLC가 어떻게 동작하는지, PLC Address Map이 무엇인지, PLC와 DCS의 차이가 무엇인지, PLC I/O가 무엇인지

Level 2 - SCADA 들어는 봤으니 이제는 이해해보자, HMI와 PLC의 연계 등

Level 3 - 어떤 시스템들이 있고, 어떤 모듈들이 있는지, 어떤 기능들을 하는지

Level 4 - ERP의 세부 모듈에 대한 이해, ERP-PLM-SCM-MES와의 관계성 이해

제 머릿 속에 메타버스 팩토리를 지어 보기로 했었습니다. 우선 기본적인 구조는 ISA-95 입니다.

그리고 여기서 각각의 레벨 별로 확장해 가겠습니다. 그리고 각각의 레벨별로 접근할 때도 이런 식으로 표준을 찾아보고 아니면 저만의 기준을 만들어서 정리해보려고 합니다.