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미국,일본,중국,독일 추진동향

독일(Platform Industrie 4.0)

Industrie 4.0 비전
  • 제품은 제조 요건에 필요한 일체의 데이터를 보유
  • 전체적인 가치사슬을 고려한 네트워크 제조 장비의 자가 조직
  • 제조 시퀀스는 현재 상황에 따라 유연하게 결정
  • 인간은 창의적 기획자나 감독관, 의사결정권자로 매우 중요
platform Industrie 4.0의 목적은 전체 이해관계자를 대상으로 일관되고 신뢰성이 높은 프레임워크의 근거로 사용되는 합동 권고를 개발하는데 있다.
플랫폼의 목적은 제조 부문에서 관련 추세 및 추이를 모두 파악하고 이를 통합하여 Industrie 4.0의 공통된 전반적 이해를 산출하는데 있다.
  • 플랫폼은 시범센터나 연구프로젝트, 개별 기업의 프로젝트 등과 같이 시장 활동을 구현하지 않으나, 이를 능동적으로 개시 및 지원한다는 것을 의미한다.
  • 또한, 표준화 분야에서 플랫폼은 위원회 업무와 관련하여 표준 제정을 목적으로 하지 않는다. 다만, 플랫폼을 통하여 실제로 표준 및 규범에 관한 활동이 필요한 분야를 식별해야 하며 국가, 국제 위원회 업무에 대한 권고를 적극적으로 표명해야 한다.
플랫폼은 업계와 학계, 협회, 노동조합, 연방 부처의 대표로 구성된 5개 실무 그룹으로 구성된다.
실무 그룹 1: 참조 아키텍처, 표준 및 규범
실무 그룹 2: 연구 및 혁신
실무 그룹 3: 네트워크 시스템 보안
실무 그룹 4: 법률 체계
실무 그룹 5: 실무, 교육 및 훈련

Platform Industrie 4.0, 참조 아키텍처, 표준 및 규범

참조 아키텍처 모델, Industrie 4.0 (RAMI 4.0)은 프레임워크로 추가나 개정의 필요성 여부를 판단하는데 필요한 표준을 식별하도록 한다.
RAMI 4.0은 제품이나 공장, 기계, 주문의 수명주기와 Industrie 4.0의 계층 단계를 비교하는 3차원 계층 모델이다.
  • 이는 기존 표준을 관리 가능한 부분으로 분류하여 Industrie 4.0의 다학제 주제에 관한 명확한 구조를 제공하는데 있다.
RAMI4.0 모델

그림 - RAMI4.0 모델

일본의 스마트 제조 추진 동향

산업 가치사슬 사업(IVI)
다양한 기업의 커넥티드 제조에 대한 사업 시나리오 및 이용사례의 구축을 지원하고 향후 지속적으로 변경될 수 있도록 느슨하게 정의된 표준 저장소를 제공 및 관리하기 위해 설립
  • IVI의 핵심 개념은 2개로 분류됨
    * 커넥티드 제조사는 핵심 생산 공정에 중점을 두고 투자를 하는 한편 사이버와 실세계 공급망에 속하는 기타 기업과 역동적으로 접속
    * 느슨하게 정의된 표준(LDS)은 시방을 느슨하게 정의한다는 의미는 아니며, 오히려 표준화 과정을 실세계의 산업 다양성에 맞게 조정하기 위해 완화된다는 것을 의미
느슨하게 정의된 표준

그림 - 느슨하게 정의된 표준

로봇 혁명 (RRI)
RRI는 IoT와 AI, 기타 관련 기술을 활용하여 실제 분야에서 로봇 혁명을 실현하기 위해 설립
RRI는 3개 WG으로 구성
  • WG1(IoT를 통한 제조업 개혁) : IoT나 M2M, 빅데이터, 등을 이용한 제조업 개혁과 같은 스마트 제조에 중점을 둠
  • WG2(로봇 사용 진흥)
  • WG3: 로봇 혁신
RRI는 변화 증진 및 촉진하기 위하여 IVI와 협력
RRI-IVI 협력 모델

그림 - RRI-IVI 협력 모델

중국의 지능형 제조

중국의 제조업은 선진국에 비해 혁신 능력의 부족, 후진적 제조 방식, 불합리한 산업구조, 자원 활용도 저하 등 해결할 과제가 산적하여 있으며, 이에, 중국의 디지털과 자동화가 현재 주요 과제이며 지능화는 향후 주요 과제가 될 것으로 전망된다.
중국 “국가 장기 계획”은 ‘디지털 설계 및 제조의 통합 기술’을 제시
  • 12차 5개년 기간 동안, MEMS 제조, 주요 장비 및 기술, 지능형 로봇, 제어 시스템, 제조 서비스와 같은 핵심 기술 연구가 개발
  • 중국정부는 2015년 5월 “2025년 중국 제조”를 발표하였으며 2015년 1월 현재 중국 산업정보기술부(MIIT)는 지능형 제조에 관한 종합 표준화 실무 그룹을 설립
    * 국립 지능형 제조 표준 시스템 구성 지침을 작성, 2015년 12월 MIIT 및 중국표준화청에서 정식 발표
중국의 지능형 제조 시스템 아키텍처

그림 - 중국의 지능형 제조 시스템 아키텍처

프랑스(AFNet, Association Française for users of the Net and E-commerce)

다양한 기업을 위해 국제 ISO PLM Open 표준 개발을 위해 AFNet을 설립
AP203 (항공우주) 및 AP214 (자동차)의 융합 AP242
프랑스 산업 협력 플랫폼

그림 - 프랑스 산업 협력 플랫폼

미국 (NIST 첨단 제조 프로그램)

2016년 2월 스마트 제조 시스템에 대한 표준 현황 보고서 발행
이 보고서는 향후 스마트 제조 시스템이 의존하는 관련 표준 본문의 검토, 즉 표준 전망을 제공
  • 이러한 전망은 아래와 같이 3개 제조 수명주가 척도 즉, 제품, 생산 시스템 및 영업에 속하는 통합 표준을 구성됨
제조 시스템 수명주기 척도

그림 - 제조 시스템 수명주기 척도

이 보고서는 다음의 스마트 제조를 구현하는 표준 발전의 우선 분야로 식별하고 있다
SMS 참조 모델 및 참조 아키텍처
사물의 인터넷(IoT) 제조 참조 아키텍처
제조 서비스 모델
기계간 통신
PLM/MES/ERP/SCM/CRM 통합
클라우드 제조
지속가능한 제조
제조 사이버보안

표준화 기관의 동향

IEEE
IEEE P2413은 사물 인터넷(IoT)의 기본아키텍처를 명시하도록 인가를 받았다.
  • 적합성 수준의 제고를 통해 교차 영역 상호작용 및 플랫폼 통합을 구현하여 IoT 시장 성장 촉진
  • 다양한 IoT 애플리케이션 영역의 아키텍처 요구에 적용되는 IoT 아키텍처 프레임워크 정의
  • 시스템 벤치마킹, 안전, 보안 평가를 지원하기 위해 시스템 아키텍처의 투명성 제고
  • 업계 세분화를 완화하고 전세계 복수 이해관계자 활동의 임계 질량 조성
IEEE 802는 산업 자동화에 적용되는 통신망의 광범위한 IEC 버전에 대한 토대로 사용되고 있다
  • IEEE 802.1 및 IEEE 802.3 표준뿐 아니라 IEC 61158 시리즈를 언급하는 IEC 61784-2의 실시간 이더넷 버전.
  • IEEE 802.15.4를 언급하는 IEC 62591, IEC 62601 및 IEC 62734의 무선 통신망.
ISO/IEC JTC1 WG10 (IoT)
상이한 표준을 토대로 상이한 IoT 플랫폼 간에 상호운용되는 IoT 시스템의 비중은 갈수록 늘어나고 있어, JTC1은 아래의 위임사항과 사물 인터넷(IoT)에 관한 ISO/IEC JTC1 WG10를 설립하였다.
  • JTC1의 IoT 표준화 프로그램에 중점을 두고 이를 지지한다.
  • JTC 1 표준으로 IoT 참조 아키텍처 및 기타 기본 규격의 개발
  • 표준화 격차에 관한 IoT에 대해서는 SWG에서 개시된 업무의 진행
  • IoT와 관련한 업무를 수행하는 JTC 1, ISO, IEC 또는 기타 기관과의 연락처 수립
ISO/TC184(자동화 시스템 및 통합)
ISO/TC/184는 SG8에 대한 교섭기구로써, 자동화 시스템 분야에서 제품 및 관련 서비스의 설계, 조달, 제조, 생산, 납품, 지원, 정비 및 처분에 대한 통합에 대한 표준화를 제공한다.
데이터 품질 및 정보 모델 ISO/TC184/SC4) 데이터 품질 표준 ISO 8000은 에서 개발되고 있다. 데이터 품질은 스마트 제조 기업에서 실행되는 신속한 스마트 결정에 매우 중요하며 데이터 프라이버시와 데이터 보안, 데이터 정확성, 데이터 회복력 현안은 성공에 매우 중요하다.
정보 통합 ISO/TC/184/SC5) 제조 관리 정보 시스템과 생산 현장 제어 시스템 및 기기의 정보 통합과 관련한 표준 현황에 있어 접점과 격차, 중복을 식별하는 작업에 착수한 ISO TC184/SC5 프로젝트명 “빅 픽쳐(Big Picture)”의 결과는 스마트 제조 분야의 실무자에게 특히 중요하다. SC5는 TC65와 적극적으로 교섭하고 있다.
ISO TC59/SC13
제품이 정교해질수록 품질 관리를 엄격하게 실시해야 하기 때문에 주위 조건 및 구조 구성 관리가 중요해지고, 규제를 위해 각종 전기 기계 및 기기 형식이 건물에 배치 및 운영
따라서 IEC CDD 및 건물 정보 모델(BIM)은 우수한 상호운용성을 유지해야 한다. 특히 ISO/TC59/SC13 가운데 스마트 제조 적용을 고려한 IEC CDD와의 우수한 상호운용성을 위해 10303 STEP 표준에서 파생되는 BIM의 기하학적 토대를 가설하는 산업 기초 등급(IFC)로 알려진 ISO 16739, 건축 영역에서 데이터 딕셔너리를 위한 프레임워크를 설정하는 “객체 중심의 정보 프레임워크”인 ISO12006-3, 건축 서비스를 위한 기기 및 제품의 설명을 전담하는 ISO16757 시리즈를 취급해야 한다.
ISO/TC 299 (로봇 및 로봇 기기)
ISO/TC/299는 완구류 및 군사용 애플리케이션을 제외하고 ISO에서 로봇공학과 관련하여 이루어지는 전체 표준화 활동에 적용된다.
주요 업무는 산업용, 개인관리용 로봇과 같은 비산업용 로봇에 대한 안전 표준의 개발과 성능 기준이나 용어 표준과 같은 기타 로봇 표준화 활동을 수행
로봇공학 분야의 핵심 주제는 인간-로봇-협력이다. 이는 ISO 안전 표준화 활동에도 반영된다. I4.0은 인간-기계 협력과 관련하여 로봇공학 분야에서 매우 중요한 주제로 간주되며, 현행 표준화 프로젝트에서 I4.0에 관한 특수 활동은 실행되지 않고 있다
ISO/TC 39
ISO/TC39는 재료 제거 또는 압력 방식으로 작동하는 금속, 목재 및 플라스틱 작업을 위한 모든 공작 기계의 표준화를 취급한다. 표준화 분야는 기계 공구에 대한 시험 조건과 기계 공구의 안전성, 명칭, 용어, 환경 평가 등이 포함된다.