[인터뷰]지속가능 경영, ‘디지털화’에서 길을 찾다 -슈나이더 일렉트릭 이후석 매니저

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[인터뷰]지속가능 경영, ‘디지털화’에서 길을 찾다 -슈나이더 일렉트릭 이후석 매니저

2021년 2월 1일 (월) 00:00:00 | 지면 발행 ( 2021년 2월호 - 전체 보기 )

지속가능 경영, ‘디지털화’에서 길을 찾다

슈나이더 일렉트릭의 디지털 모터관리 시스템 TeSys™ Island

생산설비와 디지털 기술의 융합이 빠르게 진행되고 있다. 한국은 중소벤처기업부를 중심으로 ‘인공지능·제조데이터 전략위원회’를 꾸려 제조혁신 고도화 전략을 수립해 왔고, 그 결과 ‘인공지능 중소벤처 제조 플랫폼’(Korea AI Manufacturing Platform, KAMP)의 구축이 구체화되고 있다. 디지털 기술을 기반으로 하는 제조 혁신의 핵심은 데이터의 축적과 분석이다. 기업은 이를 통해 제조 설비를 진단하고 문제를 예방할 수 있다. 또한, 환경 규제가 다각적으로 강화되는 시점에서 에너지를 비롯해 자원 활용의 효율성을 높이는 것은 기업에 큰 경쟁력이 될 수 있다. 이번 호에서는 이러한 기술 혁신의 사례로 슈나이더 일렉트릭의 이후석 매니저를 통해 모터 관리 시스템 테시스 아일랜드(TeSys™ Island)의 면면을 살펴보았다. (메인 이미지: 슈나이더 일렉트릭은 2020년 12월 디지털 모터관리 시스템인 ‘테시스 아일랜드’(TeSys™ Island)를 출시했다.)

글 강창대 기자 | 자료 슈나이더 일렉트릭

모터스타터(Motor Starter)는 모터의 시동 및 스위칭 역할을 하는 디바이스다. 이에 더해 비상정지와 과부하 방지, 단락 보호 등을 위한 배선용 차단기, 전자 접촉기, 서멀 릴레이 등이 모터 회로를 구성하기도 한다. 스위치기능, 과부하보호는 모터에 정격이상의 과부하가 발생했을 경우 모터가 소손되기 전에 보호하는 기능이다. 이런 장치들은 모터의 구동뿐만 아니라 모터의 고장을 방지하거나 수명을 지키기 위해 필요한 것들이다. 최근 생산설비의 자동화와 자율화가 이루어지면서 현장의 기계나 장치들의 요건도 변화하고 있다. 슈나이더 일렉트릭의 이후석 매니저는 “점점 더 다양한 데이터 유형을 요구”하는 방향으로 발전하고 있다고 설명하며 “이러한 요구는 생산성 혁신과도 직결”된다고 말했다.

“최근 ‘인더스트리 4.0’이나 ‘스마트팩토리’(Smart factory) 관련 기사를 많이 접한다. 설비나 장비에 설치된 모터스타터 관점에서 보면, 고객사들은 모터가 소손되기 전에 조치함으로써 생산성을 더욱 향상할 수 있기를 바란다. 말하자면, 단순한 과부하보호뿐만 아니라 다양한 고급보호기능과 각종 알람 그리고 각 모터의 에너지데이터 등 점점 더 다양한 데이터 유형을 요구하고 있다.”

이처럼 복잡한 요구 조건을 만족시키기 위해 생산 설비의 디지털화(digitize)가 이루어지고 있다. 슈나이더 일렉트릭의 테시스 아일랜드(TeSys™ Island)는 이러한 니즈에 부합하는 디지털 모터관리 시스템(digitized load management system)이라 할 수 있다. 이 제품은 말단의 모든 모터스타터에 대한 데이터를 디지털화함으로써 기능을 통합하고 운영과 관리를 용이하게 해준다. 이러한 디지털화의 핵심으로 이 매니저는 ‘통신’을 꼽았다.

“기존 시스템은 모터스타터의 제어와 데이터를 상위 PLC와 연결하기 위해 보조릴레이와 보조접점을 설치해야하고, 각각의 포인트에 대한 케이블들이 PLC I/O에 연결돼야 한다. 여기에 추가로 전자식 모터보호 계전기를 추가해 고급보호기능을 갖출 수 있다. 테시스 아일랜드는 통신모듈과 리본케이블로 모든 배선을 간소화하고 기능을 통합한다. 그래서 복잡하고 번거로운 모든 배선 작업이 PLC에 통신 케이블을 연결하는 것만으로 해결된다. 배선이 간소화된다는 것은 작업이 용이하다는 이점 외에도 비용을 절감할 수 있다.”

테시스 아일랜드(TeSys™ Island)와 기존 시스템의 비교. 대폭 간소화 된 배선 작업으로 기존의 시스템보다 비용을 약 20% 절감할 수 있다.(자료: 슈나이더 일렉트릭)

테시스 아일랜드는 현장에서의 작업 효율을 높여주는 것 외에도, 장비제조업체의 엔지니어링까지 매우 간소화한다. 일반적으로 장비제조업체가 솔루션을 구성할 때, 수많은 부품이나 제품, 솔루션 편람을 살피고, 필요한 접촉기(contactor) 유형을 찾아야 하는 번거로움이 있다. 이후, 각각의 부품을 주문한 다음 이를 장착해 프로그램 하는 과정을 거쳐야 한다. 그러나 슈나이더 일렉트릭의 ‘온라인 컨피규레이터’(Online Configurator)를 활용한다면 지난한 엔지니어링 과정도 간소화할 수 있다. 이 서비스는 일종의 ‘제품 선택 도구’로, 구매 전에 온라인에서 제품을 선택해 솔루션을 구성해볼 수 있는 툴이다. 이 매니저는 온라인 컨피규레이터 사용이 총 3단계로 이루어진다고 설명했다.

첫 번째 단계에서 사용자는 표준(IEC/UL), 전압, 필드버스(FieldBus), 방향(수평/수직) 등의 기본적인 사양을 선택한다. 다음 두 번째 단계에서는 ‘아바타’를 설정한다. 이 단계에서 사용자는 원하는 부하나 장치를 선택하거나 릴레이 단계와 AC 전압, 전력, 등급, 단락 보호 등 매우 자세한 사양까지 취사선택할 수 있다. 마지막 세 번째 단계에서 사용자가 선택한 아바타(부품)로 이루어진 솔루션은 시각화(물리적 뷰)되고, 사용자는 자재 명세서 BOM(Bills of Materials)까지 확인할 수 있다. 이 단계에서 사용자는 솔루션을 프로그램 함으로써 온라인 컨피규레이터에 표시된 모든 설정값을 자동으로 가져올 수 있고, 취사선택한 구성품의 최종 BOM을 저장하거나 사용자의 이메일로 보낼 수 있다. 이후 해당 BOM을 인쇄하거나 3D 모델로 볼 수 있다. 특히, 이 매니저는 온라인 컨피규레이터에서 모터스타터의 부하관리 및 구성을 직관적이고 쉽게 구현해주는 기능이 아바타라고 설명했다.

“아바타 기능은 통신모듈에 기본으로 내장돼 있다. 예를 들면, 기존에 스타델타(star-delta) 기동을 위해 타이머와 인터록 설치가 필요했고, PLC를 통해 제어했다. 테시스 아일랜드에 스타델타 아바타를 선택하면 통신 모듈을 통해 모든 기능을 구현할 수 있다. 아바타는 정역, 스타델타, 세이프티(safety) 등 기본적인 운전뿐만 아니라, 펌프와 컨베이어 등과 같은 애플리케이션에 관한 다양한 아바타도 제공한다. 따라서 사용자는 원하는 부하에 맞는 아바타만 선택하면 시스템 구성을 쉽고 빠르게 할 수 있다.”

슈나이더 일렉트릭의‘온라인 컨피규레이터’(Online Configurator)

⒜ 첫 번째 단계에서 기본적인 사양을 선택한 다음, ⒝ 두 번째 단계에서는 ‘아바타’(부품)를 설정한다. ⒞ 세 번째 단계에서 아바타로 이루어진 솔루션은 ‘물리적 뷰’를 통해 자재 명세서 BOM 등을 확인할 수 있다. ⒟ 이렇게 구성된 시스템을 3D 모델로 생성할 수 있다.

테시스 아일랜드는 IIoT 구현에도 강점이 있다. 특히, 장치를 설계하고 이를 시운전하는 과정이나 운영 중 문제를 해결하는 등의 유지·관리가 용이하다고 한다.

“테시스 아일랜드는 모터스타터의 진단과 관련된 동작시간, 횟수를 바탕으로 전기적 수명을 예측한다. 이를 통해 모터스타터가 소손되기 전에 미리 교체시기를 알려준다. 따라서 예상치 못한 고장을 예방하고 가동시간을 향상할 수 있다. 또한, 에너지데이터를 바탕으로 각 모터의 에너지 관리도 용이한 장점이 있다.”

특히, 테시스 아일랜드 사용자는 클라우드를 통해 언제 어디서나 전 세계에 위치한 모든 장비에 접근이 가능하고, 이들 장비의 운전 상태와 문제점을 추적할 수 있다. 이 매니저는 이 점을 테시스 아일랜드의 차별성으로 꼽았다.

“그리고 테시스 아일랜드는 OMT(Operational and Maintenance Tool) 라는 웹페이지(webpage)를 내장하고 있다. OMT를 통해 테시스 아일랜드의 데이터 모니터링 및 설정 값을 변경할 수 있고, 모바일이나 웹에 접속이 가능하다. 그렇기 때문에 작업자는 장비에 직접 케이블을 연결하지 않고도 간편하게 관리가 가능하다. 마지막으로, 테시스 아일랜드는 새롭게 출시한 M262 PLC와 연결해 클라우드 기반의 장비 모니터링 서비스인 ‘에코스트럭처 머신 어드바이저’(EcoStruxure Machine Advisor)에 통합된다. 사용자는 클라우드를 통해 시간과 장소에 구애받지 않고 모든 장비에 접근해 운전 상태를 추적할 수 있다.”

2020년 12월에 출시된 테시스 아일랜드는 유럽지역에서는 물류, 공작기계, 펌프 등의 여러 장비에 적용되고 있다. 테시스 아일랜드는 최대 66 A(AC3), 80 A(AC1) 또는 37 ㎾/40 hp의 모터 및 기타 전기 부하에 적용할 수 있다. 모터의 용량기준으로 37 ㎾ 이하가 약 70% 정도를 차지하고 있고, 장비제조사의 경우 대부분 소용량 모터를 사용하고 있기 때문에 테시스 아일랜드는 사실상 대부분의 영역에 적용할 수 있는 제품으로 보아도 무방하다.

테시스 아일랜드(TeSys™ Island) 시스템 구성

지속가능한 경영은 디지털화로

기업의 지속가능성 성과를 기반으로 순위와 금융상품 등급을 산출하는 캐나다의 미디어 및 리서치 회사인 코퍼레이트나이트(Corporate Knights)는 2021년 1월 25일 슈나이더 일렉트릭을 ‘세계에서 가장 지속 가능한 기업’ 가운데 1순위로 꼽았다. 2020년 슈나이더 일렉트릭의 순위가 29위였다는 점을 감안하면 놀라운 결과가 아닐 수 없다. 급격한 순위 상승의 배경과 관련해 이후석 매니저는 “슈나이더 일렉트릭이 에너지 효율성과 지속 가능성을 촉진하는 디지털 솔루션 제공 업체로 성공적으로 변모했기 때문”이라고 설명했다.

슈나이더 일렉트릭의 이러한 움직임은 최근 한국 정부가 발표한 ‘탄소제로 선언’이나 한국형 뉴딜 정책과도 맥을 같이하고 있다. 이 매니저는 지속가능한 경영을 위해서는 결국 “산업시설의 디지털화를 통한 정보의 투명성, 빠르고 합리적인 의사결정이 뒷받침 되어야 한다”고 강조했다.