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ISO/TC184 동향

1) 표준 제안/제정 현황

SO/TC 184 산업자동화시스템 및 통합 (Industrial automation systems and integration) 위원회는 산업자동화 및 정보시스템, 기계 및 장비, 전자통신 등 각종 기술을 포함한 제조상의 분리된 부분의 통합에 관한 국제규격을 제정한다. 분과위원회이며, 이 사업의 주관기관 분야인 ISO TC 184/SC 4(산업데이터) 위원회는 서로 다른 산업자동화 시스템 간의 제품정보를 교환하는데 사용되는 STEP 등의 국제표준을 제정함.

산업데이터 분야 표준은 총 736종이 개발되었고 제품 데이터의 표현과 교환 시리즈가(ISO 10303) 669 종으로 대부분을 차지한다.
산업데이터 분야는 KS표준이 120종이 있고, 그 중 국제표준(ISO)을 도입한 것은 114종이 있음.

- 표1 산업데이터 분야 국내외 표준화 현황 -

표준번호 약어 표준제목 KS ISO
ISO 10303 STEP Standard for the exchange of product model data 81 669
ISO 13584 PLIB Parts Library 11 15
ISO 15531 MANDATE Industrial manufacturing management data exchange 2 6
ISO 15926 OIL&GAS Integration of Life-cycle Data for Oil and Gas Production 7 7
ISO 16739 IFC Industry Foundation Class 1 1
ISO 18629 PSL Process specification language 1 9
ISO 18876 IIDEAS Technical Specifications: integration of industrial data for exchange, access, and sharing 2 2
ISO 8000 CMSR Catalogue management systems - Requirements 7 11
ISO 29002 CDRS Concept Dictionaries Resolution Services 3 6
ISO 22745 OTD Open Technical Dictionary 5 10
합계   120 736

ISO TC 184/SC 4 범위

제품과 관련된 다음의 산업 데이터를 포함하나, 반드시 이에 제한적인 것은 아님
  • 형상 설계 (geometric design) 데이터와 공차 데이터
  • 재질 및 기능 사양 (specifications)
  • 제품 차이 (differentiation) 및 구성 (configuration)
  • 제품 정보 카탈로그와 라이브러리
  • 프로세스 및 프로젝트 데이터
  • 제품 생산 데이터
  • 제품 생애주기 데이터 (제품 지원, 유지보수, 폐기 관련 제품 특성)
비즈니스와 관련된 다음 데이터를 포함함
  • 공급자 식별 목적으로 기업간 또는 기업 내부 부서간 관계와 같은 조직 데이터
  • 승인 식별 범위에서의 개인 데이터
  • 산업 데이터의 품질을 보증(assure)하는 프로세스와 절차 (ISO 8000에서 다룸)
비즈니스와 관련된 다음 데이터는 포함하지 않음
  • 이익 예측, 현금 흐름 등의 사업 계획 데이터, 다른 개인 및 조직 데이터
스마트제조에서 ISO TC 184/SC 4 표준의 위치

- 그림1 스마트제조에서 ISO TC 184/SC 4 표준의 위치 -

ISO 10303 STEP (제품모델 교환 표준)

  • STEP은 제조업체에서 제품을 개발하고 생산할 때, 서로 다른 자동화 시스템 간에 제품정보를 교환하는데 공통의 언어 역할을 하는 인터페이스 기술임.
  • STEP은 이기종 시스템 간 제품의 형상 정보를 포함하는 설계 정보와 제품의 전 수명주기 동안에 사용되는 다양한 엔지니어링 정보를 교환할 수 있는 응용 프로토콜을 규정함.
  • STEP을 통해 데이터 교환이 이루어지게 되면 내부적 혹은 외부적인 의사 전달(한 조직 내에서 뿐만 아니라 그 조직의 고객, 계약자, 공급자, 동업자들과의 의사 전달)이 가능하게 될 뿐만 아니라, 하나의 응용 프로그램에서 생성된 공학적인 데이터가 다른 응용 프로그램에서도 읽혀질 수 있게 됨.
산업데이터 표준의 활용: 제품 데이터 교환/공유

- 그림2 산업데이터 표준의 활용: 제품 데이터 교환/공유 -

ISO 15926 Process plant

  • ISO 15926은 프로세스 플랜트 및 Oil & Gas분야 데이터 통합을 위한 표준으로서, 스마트 플랜트 요소에 대한 데이터 표현 및 통합을 위한 표준으로 활용될 수 있음
  • 프로세스 플랜트 생애주기 전반의 모든 데이터를 데이터웨어하우스 형태로 통합하기 위해, 플랜트의 정보 및 의미를 통합 명세하는 데이터 모델을 규정함.
  • 정보의 통합된 형태는, 스마트제조의 제품 설계 및 수명주기에 걸쳐 공유되는 모든 데이터에 대한 구조 및 의미를 정하는 명세화에 의해 충족됨.
  • 이와 같이, 컴퓨터 처리 가능 형식으로 스마트제조 구성요소 정보가 통합 및 공유되면, 스마트제조의 비용 효율을 증대시키는 각종 비즈니스 활동들을 추진할 수 있음.

- 표2 ISO 15926 구성 Part -

번호 파트명 표준화 내용
Part 1 Overview IS 개요
Part 2 Data model IS 핵심 데이터모델
Part 3 Ontology for geometry and topology TS 형상 표현 데이터모델
Part 4 Initial reference data TS 기본 참조데이터
Part 6 Methodology for the development and validation of reference data TS 참조데이터 개발 및 검증 방법
Part 7 Template methodology TS 구현 방법 
Part 8 OWL implementation TS
Part 9 Facade implementation TS
Part 11 Gellish implementation TS
* IS: International Standards, 국제표준으로 표준화됨.
* TS: Technical Specification, 기술명세서로 표준화됨.

ISO 8000 Data quality

  • ISO 8000은 데이터 품질에 관한 국제 표준으로, 초기에는 ISO 22745에 의해 운영되는 기술사전 및 카탈로그 데이터의 품질에 초점을 두고 개발되기 시작하였음
  • 그러나 표준의 내용이 데이터 품질(Data Quality)에서 정보 품질(Information Quality)로 개념이 확대되고, 표준의 대상도 마스터 데이터(Master Data)로 옮아가면서 2006년 중반에 마련되었던 표준의 구조가 변경됨
  • 2014.11월 현재 ISO 8000의 구조는 다음과 같으며, Catalogue Quality 부분을 포함한 일부 문서는 데이터 품질로 재편됨

- 표3 ISO 8000 데이터 품질 분야 표준 제정 현황 (2014.11 현재) -

구분 Part No 제 목 설 명 상태
개념 8000-1 Overview ISO 8000 개요 TS
8000-2 Vocabulary 데이터 품질관련 용어 정의 IS
8000-3 Taxonomy 분류 CD
8000-8 Information and data quality: Concepts and measuring 데이터 품질에 대한 개념과 측정 FDIS
8000-9 Information and data quality: Relationship to other standards 다른 표준과의 연계 WD
일반데이터 8000-10 Exchange of data: Syntax, semantic encoding, and conformance to data specification 데이터 교환 WD
8000-20 Exchange of data: Provenance 데이터 교환(출처) WD
8000-30 Exchange of data: Accuracy 데이터 교환(정확성) WD
8000-40 Exchange of data: Completeness 데이터 교환(완전성) WD
8000-60 Data quality management: Process assessment: Overview 데이터품질관리 프로세스 평가: 개요 CD
8000-61 Data quality management: Process assessment: Process reference model 데이터 품질관리 프로세스 평가: 프로세스 참조 모델 DIS
8000-62 Data quality management: Process assessment: Process maturity assessment model 데이터 품질관리 프로세스 평가: 프로세스 성숙도 평가 모델 WD
8000-63 Data quality management: Process assessment: Measurement framework 데이터 품질관리 프로세스 평가: 평가 프레임워크 WD
마스터 데이터 8000-100 Master data: Overview 마스터데이터 개요 TS
8000-102 Master data: Exchange of characteristic data: Vocabulary ISO 8000-2로 통합됨  
8000-110 Master data: Exchange of characteristic data: Syntax, semantic encoding, and conformance to data specification 마스터 데이터 특성 데이터의 교환에 관한 표준 IS
8000-120 Master data: Provenance 마스터 데이터(출처) TS
8000-130 Master data: Accuracy 마스터 데이터(정확성) TS
8000-140 Master data: Completeness 마스터 데이터(완전성) TS
8000-150 Master data: Quality management framework 마스터 데이터 품질관리 프레임워크 TS
제품데이터 8000-311 Guidance on effective use of ISO 10303-59(PDQ-S) ISO 10303-59 사용 지침 TS
특히 ISO 8000-60 시리즈는 데이터 품질관리 프로세스 평가 및 개선 모델에 대한 표준을 다루고 있음
  • ISO 8000-67은 스마트제조에 대한 데이터 품질관리 평가 모델을 정의하며, ISO 8000-61을 기반으로 하여 스마트 제조환경에서 발생하는 데이터에 대한 품질관리 수준을 달성하기 위한 데이터 품질관리 프로세스 평가 모델을 정의할 예정임

ISO 22745 Open technical dictionary

  • ISO 22745는 개방형 기술사전으로서 특성과 값을 한 쌍으로 하는 방법을 사용하여 개인, 기구, 위치, 상품 및 서비스를 기술하는데 사용되는 개념의 용어, 정의 및 이미지를 포함함
  • 개방형 기술사전은 용어 개발에 합의 과정이 있는 ISO, IEC, 기타 단체 같은 합의 기구에서 정의된 용어 집합임. 합의 단체라면 누구나가 개방형 기술사전에 포함시킬 용어를 제출할 수 있음. ISO 22745는 표준화 용어를 만드는 새로운 과정을 설정하지는 않음
  • 각 개방형 기술사전은 각각의 개념에 대해 유일한 식별자를 할당하며 용어(용어, 정의, 이미지)에 대해 원래 소스를 다시 가리키는 참조를 제공함. 개방형 기술사전은 ISO, IEC, 기타 표준간의 조율을 위한 도구 역할을 하게 되므로 개방형 기술사전은 기존의 표준과 중복되지 않게 하며 개인, 기구, 위치, 상품 및 서비스를 기술하는데 사용되는 포괄적인 용어 집합을 제공하게 됨

- 표4 ISO 22745 구성 현황 -

구분 제목 내용
Part 1 Overview and fundamental principles 개요
Part 2 Vocabulary 용어
Part 10 Dictionary representation 사전 표현
Part 11 Guidelines for the formulation of terminology 용어 작성 지침
Part 13 Identification of concepts and terminology 개념 및 용어 식별
Part 14 Dictionary query interface 사전 질의 인터페이스
Part 20 Procedures for the maintenance of an open technical dictionary 개방형 기술사전의 유지 절차
Part 30 Identification guide representation 식별 지침 표현
Part 35 Query for characteristic data 특성 데이터 질의
Part 40 Master data representation 마스터 데이터 표현
Part 50 Registration of open technical dictionaries 개방형 기술 사전의 등록

ISO 8000 및 ISO 22745와 스마트제조와의 관련성

ISO 8000에서 다루는 데이터는 제품 데이터, 제조 데이터, 마스터 데이터를 대상으로 함. 이와 관련된 표준으로는 제품 모델링을 다루는 WG3, Geometric dimensioning and tolerancing을 다루는 TC 213, PSL (Process specification language)과 Mandate를 다루는 JWG8, STEP-NC를 다루는 T25 SC1, 카탈로그를 다루는 ISO 22745 등이 있음. 이들 표준과의 관계는 다음 그림과 같이 표현할 수 있음.
ISO 8000과 제조(Factory) 데이터 표준과의 관계

- 그림3 ISO 8000과 제조(Factory) 데이터 표준과의 관계 -

ISO 8000은 SC 4의 다른 표준과 밀접한 관련이 있으며, 제품 설명 데이터와 제품 라이브러리(ISO 13584)의 품질을 확보하기 위하여 사용될 수 있으며, ISO 8000 표준과 다른 표준과의 관계는 다음 그림과 같음
ISO 8000과 제품 데이터 표준과의 관련성

- ISO 8000과 제품 데이터 표준과의 관련성 -

2) 표준 제안/제정 현황

스마트제조는 ICT 환경 내에서 설계·제조·검사·물류의 자동화, 지식화 및 통합을 함으로써 제조 산업의 효율성을 제고하는 새로운 산업 전략이며, 이와 같은 새로운 산업 패러다임은 기본적으로 제조 환경을 구성하는 자동화 시스템들 간의 통합을 요구하고 있음

ISO TC 184/SC 4는 자동화 시스템 및 통합을 위한 산업 데이터 표준의 개발을 담당하고 있으며 관리하고 있는 표준으로 ISO 10303, ISO 15926, ISO 8000, ISO 22745 등이 있음. ISO 10303이 제조 산업의 설계 및 생산 데이터의 교환에 관한 표준이며 ISO 8000이 제품 데이터 표준 정량화에 관한 표준임

SO TC 184/SC 4에서 개발된 산업 데이터 표준을 활용하여 일반 제조업, 조선해양, 플랜트, 원자력 플랜트 등의 설계 정보를 교환하는 기술은 국내외 연구소, 학교, 산업체에서 많은 연구가 되었음

국제적으로는 산업 환경의 변화에 따른 표준의 기능적 분류인 호환성 표준, 품질 표준, 안전표준 중 안전표준의 중요성이 부각되고 있고 ISO, IEC 활동은 미국, 유럽에서는 민간기업이 주체, 일본의 경우 정부 자신이 표준화 기관으로 표준화가 추진되고 있음

3) 표준화 대상기술에 대한 국내역량

ISO 부합화를 통해 KS가 개발되고 있으며, 파라메트릭, STEP-NC, 건설 분야에서 국내 기술진에 의해 표준이 개발된 사례도 있음. 향후 건설/플랜트 및 시뮬레이션 분야에서 국내 연구진의 표준화 역량이 발휘될 것으로 파악됨

  • 국내에서는 관련 표준의 실무적용 사례가 부족하고 표준기반 시스템 개발능력이 상대적으로 부족하여 표준 활용 및 시스템 개발 경험이 필요한 실정임
  • 국내에서는 현재 표준기반 형상표현 기술을 확보하고 있는 상태로 상용 시스템의 데이터구조 파악을 통해 표준기반 데이터교환 시스템을 개발할 수 있음
  • 산업계에서 제품모델표준의 인식은 고조되고 있으며, 변화하는 상황에 대해 대응 및 준비하는 산업계의 움직임이 가속화되고 있음. 제품모델표준 관련 기술의 대부분이 요소기술로서 엔지니어링 IT의 기반이 되는 기술이어서 장기적 기획 연구대상으로 인식되고 있음
  • 한국과학기술원은 현재 점차적으로 증가하는 제품모델표준에 대한 업계의 관심을 반영하고 늘어나는 표준기반 교환요구 추세에 대응하기 위하여 제품모델표준 관련기술 개발, 기술지침가이드 마련 등의 활동을 추진할 예정

국제표준 기반의 원자력 발전소 데이터 모델 및 응용 시스템 개발 프로젝트

  • ISO 10303, ISO 15926 등의 국제표준을 기반으로 한 원자력 발전소 데이터 모델 개발 기술을 연구함
  • 일본에서 ISO 15926을 간략화해서 만든 GPM 데이터 모델을 이용하여 원자력 발전소용 데이터웨어하우스 프로토타입을 구축하고, 이를 기반으로 한 정보관리시스템을 구현함

제품 모델 기반의 가상 생산 기업 네트워크(IMS-VIPNET) 프로젝트

  • 일본 GPM전문가와 협업을 통해, 국내 원전 정보 모델에 대한 확장을 통해 온톨로지 기반의 원전정보관리시스템에 대한 데이터 모델을 확장함
  • 일본 GPM 정보모델을 국내 원전에 특화하여, 원전에서 빈번히 사용되는 2D/3D 모델의 정보화 체계 수립 및 이와 관련된 각종 설계자료 간의 연계성을 중점적으로 연구하고 확장함

원자력 발전소 생애주기 자동화 시스템 개발을 위한 참조 데이터 라이브러리 구축 프로젝트

  • SO 15926-4 초기 참조 데이터 라이브러리 (IRDL: Initial Reference Data Library)를 참고 하여, 원전 생애주기 정보 공유 및 관리를 위한 참조 데이터 라이브러리(RDL)를 구축함
  • 국제적으로 산업 특화 RDL (원자력, 조선 등)을 구축하고 표준화 하는 움직임이 포착되며, 본 프로젝트에서도 프랑스의 EDF와 함께 원자력 특화 RDL의 표준화를 추진 중임

국내 표준화 협의체 구성을 위한 현재 역량 기술

  • 표준협회의 경우 국제표준전략포럼 및 KS인증협의체, 국가품질상 수상기업협의회, 품질경쟁력우수기업협의회 등 다양한 표준 품질관련 협의체를 다년간 운영하여온 노하우를 보유하고 있음
  • 국내 스마트제조에 대한 개념과 정의가 필요하고 스마트제조의 인식 확산을 위한 KS표준·인증 기반 마련이 요구되고 있음
  • 스마트제조 기반기술의 발전을 위한 꾸준한 연구개발 및 정보 교류가 대기업 중심으로 활발하게 진행
  • 2005년부터 운영해 오던 PLM 중심의 친목성격 협의체를 2015년부터 스마트제조 기반기술 전체로 확대하여 산·학·연이 참여하는 협회로 발족하여 운영

4) 기술적 파급효과

파급효과

  • 향후 제품들의 차별화는 ICT 요소에서 이뤄질 것으로 전망 됨. 다임러의 CEO Dieter Zetsche가 "자동차는 그 동안 기름으로 움직였지만, 이제는 소프트웨어로 움직이고 있다."고 이야기 할 만큼 ICT 융합은 제조업의 경쟁력과 직결되는 요소로 자리 매김하고 있음
  • 가상 물리 시스템(cyber physics system), 사물 인터넷 (Internet of Things), 분산 및 클라우드 컴퓨팅으로 대표되는 스마트제조의 ICT 환경 내에서 제품 데이터 및 품질 정량화 관련 표준 개발을 통해 제조 산업의 가치 사슬간의 연계를 가능하게 하고 제조 지식의 저장 및 공유를 공통 기술 역량을 공유하고 다양한 혁신을 가능하게 할 수 있는 기반을 구축 할 수 있음
  • 제품라이프사이클(PLM)의 BOL(Beginning of Life) 측면에서 양산된 제품 데이터를 효과적으로 품질을 관리하게 되어 MOL(Middle of Life)와 EOL(End of Life)의 제조 서비스로 확대할 수 있음
  • 국내 제조산업의 요구사항이 반영된 표준의 개발로 제품 데이터 및 품질 정량화 관련 국제 경쟁력 및 시장 이익을 확보 가능

활용방안

  • 스마트제조 내에서 자동화 시스템들 간의 제품 데이터 및 품질 데이터의 교환을 위한 기반 기술임. 제품 데이터 및 품질 데이터는 제조 산업의 핵심 데이터에 해당되며, 단일 공통 표준의 활용은 인더스트리 4.0의 기본 철학임
  • 제조가치사슬 측면에서 보면 제품 데이터 및 품질 정량화 표준은 제품 데이터를 생산하는 R&D 부서뿐만 아니라 실행 및 검사를 하는 생산, 검사, 물류, 서비스 분야에 공통적으로 활용할 수 있음
  • 제품 데이터 품질 정량화를 통해 신뢰성 있는 데이터가 스마트제조 내의 자동화 시스템들 간에 공유될 수 있고, 이를 확장하면 제조 산업 수준의 품질 정량화 표준으로 활용 가능