Yokogawa Technical Report를 소개하는 페이지입니다.
제조업의 변혁을 촉진하기 위한 표준화
- Fumihiko Kimura*1
*1 Professor Emeritus, The University of Tokyo
지속 가능한 사회를 위한 표준화 및 규칙 제정 활동 – 현 상태 및 미래 비전
- Shinji Oda*1
*1 External Affairs and Technology Marketing Center, Marketing Headquarters
국제 표준화 활동은 전 세계에 걸친 사회적 문제 해결을 위해 선진국의 모범 사례를 공유함으로써 지속 가능한 사회 실현에 기여합니다. 본 글은 Yokogawa 그룹이 추진하고 있는 제조업 내 국제 표준화의 목표 및 방향에 대해 검토합니다. 구체적으로는 공장 모델링, 정보 교환을 위한 기반 구축, 제조업에서의 지속 가능성에 대한 기여 등을 포함한 영역을 다룹니다.
디지털 팩토리 프레임워크: 의미적 상호 운용성을 위한 국제 표준
- Kaoru Onodera*1
*1 Technology Marketing Department 1, External Affairs and Technology Marketing Center, Marketing Headquarters
“스마트 제조 (Smart Manufacturing)”는 제조업의 이상적 상태에 대해 국제적으로 합의된개념입니다. 이를 달성하기 위해서는 서로 다른 아키텍처를 가진 시스템이 그 의미를 훼손하지 않으면서 정보를 교환해야 합니다. 다시 말해서, 시스템은 서로 연결될 뿐만 아니라 상호 이해해야 합니다. 이 중대한 요건을 의미적 상호 운용성 (semantic interoperability) 이라고 부릅니다. 디지털 팩토리 프레임워크는 Yokogawa가 그 개발에 기여한 국제 표준입니다. 그 목적은 의미적 상호 운용성을 달성함으로써 스마트 제조의 기반을 확립하는 것입니다. 이 표준은 공통 개념을 기반으로 공통 모델 요소의 구조 및 그 사용 규칙을 정의하고, 생산과 관련된 “복합 시스템 (system of systems)”의 다양한 정보를 통합합니다. 전 세계적으로 관련된 구현 기술이 이 표준을 준수할 경우, 생산 시스템을 표현하는 디지털 정보 (Digital Factories)는 최신 상태를 유지하면서 생산 시스템의 라이프 사이클 전반에 걸쳐서 모든 당사자가 이용할 수 있게 될 것입니다. 본 글은 디지털 팩토리의 프레임워크, 스마트 제조를 위한 국제 표준화의 중요성, 그리고 이러한 노력에 대한 Yokogawa의 헌신에 대해 개괄적으로 설명합니다.
- Shinpei Kurokawa*1
- Toshi Hasegawa*2
*1 Technology Marketing Department 1, External Affairs and Technology Marketing Center, Marketing Headquarters
최근 몇 년 간, 기능성 화학 산업은 고객 니즈의 다양화, 제품 라이프 사이클의 단축, 개발도상국의 급속한 시장 성장, CO2 배출량 및 폐기물 감축 필요성 등 다양한 시장 변화에 직면해 오고 있습니다. 이에 대한 유망한 솔루션 중 하나는 전통적인 배치 생산의 운영 단위를 모듈화하고 이를 쉽게 재구성할 수 있는 모듈형 생산 시스템입니다. 본 글은 이 시스템의 특성과 자동화 엔지니어링을 위한 모듈 유형 패키지의 국제 표준화 추세를 개략적으로 설명합니다. 또한 일본의 모듈형 생산 시스템 구현을 주도하고 있는 iFactory 프로젝트와 이 프로젝트에 대한 Yokogawa의 노력에 대해서도 설명합니다.
플랜트 전반에 걸친 정보의 상호 운용성 증대를 위한 프레임워크
- Atsushi Sato*1
- Toshio Ono*2
- Tetsuo Takeuchi*1
*1 Technology Marketing Department 2, External Affairs and Technology Marketing Center, Marketing Headquarters
*2 Technology Marketing Department 1, External Affairs and Technology Marketing Center, Marketing Headquarters
단일 공급 업체가 다양해지는 사용자 요구 사항을 홀로 충족시키는 것이 점점 어려워짐에 따라, 분산 제어 시스템 (distributed control systems, DCS) 및 프로그래머블 로직 컨트롤러(programmable logic controllers, PLC) 와 같은 제어 시스템과 다중 공급 업체 구성 요소 간 상호 운용성이 개방형 산업 통신 프로토콜 채택을 통해 개선되어 왔습니다. 그러나 이러한 프로토콜 그리고 생성, 저장, 전송되는 정보는 서로 완전히 호환되지는 않습니다. 이에 따라 개방형 플랫폼 통신 통합 아키텍처 (open platform communications unified architecture, OPC UA) 와 관련 국제 표준은 높은 상호 운용성을 위한 열쇠로 많은 공급 업체와 사용자들로부터 주목을 받고 있습니다. 본 글은 OPC UA가 플랜트 구성 부품과 시스템 간 상호 운용성을 어떻게 개선하는지를 소개하고, Yokogawa의 전망에 대해 설명합니다.
현장 장치의 진화를 위한 Ethernet-APL 그리고 산업용 이더넷의 미래
- Taro Endoh*1
- Shuji Kuwahara*1
- Seiichiro Takahashi*1
*1 Standardization Strategy Department 2, External Affairs and Technology Marketing Center, Marketing Headquarters
프로세스 자동화(PA) 플랜트에서 사용되는 통신 기술은 장거리 통신 및 위험 지역에서의 안정적인 작동과 같은 몇 가지 요구 사항을 충족해야 합니다. 4-20 mA 장치 및 필드버스 장치는 이러한 요구 사항을 충족하고, 이에 따라 여러 해 동안 사용되어 왔으나, PA 플랜트에서의 범용 이더넷 기술은 현장 장치 레벨에서 DX 및 IT/OT 융합을 달성할 것으로 기대됩니다.
표준화의 관점에서, 본 글은 Ethernet-APL(Ethernet Advanced Physical Layer)이 PA 플랜트의 요구 사항을 어떻게 충족할 수 있는지를 설명하고, Ethernet-APL이 PA 플랜트에 어떠한 이득을 가져다줄 것인지, 어떠한 문제들이 새롭게 나타날 것으로 예상되는지를 보여주고, 이 분야에 대한 Yokogawa의 공헌에 대한 전망과 기대를 설명합니다.
에너지 관리를 위한 국제 표준화 관련 Yokogawa의 활동
- Tomoyuki Ikeyama*1
- Kazuo Sueyoshi*1
*1 Standardization Strategy Department 1, External Affairs and Technology Marketing Center, Marketing Headquarters
모든 종류의 조직은 에너지 절약, 탈탄소화, 에너지 효율화를 추구해야 합니다. 특히 공장은 막대한 양의 에너지를 소비하기 때문에, 그 에너지 효율이 조금만 개선되어도 크게 소비량을 줄일 수 있습니다. 또한 자체 발전 시스템의 운영, 생산 계획, 그리고 전력망에서 구입하는 전기의 양을 최적화함으로써 에너지 비용을 줄일 수 있습니다. 이러한 노력에 도움을 주기 위하여 산업 시설 에너지 관리 시스템 (Industrial Facility Energy Management System, FEMS)의 도입 및 표준화를 손꼽아 기다리고 있습니다. Yokogawa는 IEC 63376과 같은 FEMS에 대한 국제 표준과 ISO 50011과 같은 에너지 관리 상태를 측정하는 그 밖의 방법들을 개발하기 위한 프로젝트를 주도하고 있습니다. 본 글은 에너지 관리 및 FEMS를 위한 이러한 국제 표준에 대해 설명하고, 국제 표준 개발에 대한 Yokogawa의 활동을 개괄적으로 소개합니다.
- Hideo Nishimura*1
- Shuji Yamamoto*2
*1 Technology Marketing Department 2, External Affairs and Technology Marketing Center, Marketing Headquarters
*2 External Affairs and Technology Marketing Center, Marketing Headquarters
제5세대 모바일 통신 시스템(5G) 은 소비자 용도뿐만 아니라 다양한 산업의 기본적인 통신 인프라로 개발되었습니다. 무선 통신 기술의 중요성은 공정 산업에서 더욱 더 인정을 받고 있습니다. 이 기술은 플랜트 현장에 있는 장치로 하여금 어디에 있든 연결이 가능하게 해주며, 디지털화를 가속시키고 생산성을 향상시키는 데에도 필수적입니다. Yokogawa는 5G 기술을 활용한 디지털화를 추진하기 위해 공정 산업에서 활용 가능한 사례를 명확히 하기 위한 PoC 테스트(proof-of concept tests)를 진행하면서, 기술의 표준화 작업에 적극적으로 참여해왔습니다. 공정 산업이 디지털화를 위해 5G를 어떻게 활용하는지에 대한 관점에서, 본 글은 5G 기술과 그 잠재적 활용 사례, 실제적 사용 상의 과제에 대해 개괄적으로 살펴보고, Yokogawa가 이를 위해 노력한 활동에 대해 설명합니다.
공정 산업에서 안전한 플랜트 설계 및 운영을 보장하기 위한 프레임워크
- Naoto Arai*1
*1 Technology Marketing Department 1, External Affairs and Technology Marketing Center, Marketing Headquarters
산업 플랜트의 안전성은 지역 사회를 안심시키고 지속 가능한 사회를 이루기 위한 전제 조건입니다. 공정 산업은 크고 복잡한 인간-기계 (man-machine) 시스템을 운영하며, 플랜트에서 단 한 건의 사고만 있어도 시설, 지역 사회 및 환경에 막대한 피해를 줄 수 있고, 극단적인 경우 사회 전체를 불안정하게 만들 수도 있습니다. 그러한 심각한 사고를 방지하기 위해 공정 안전에 관한 법률 및 규정이 전 세계적으로 논의되었으며, 안전 계측 시스템의 설계 및 운영을 통한 다중 방호 계층(multiple protection layers) 및 관리 시스템으로 위험을 감축하는 개념이 공정 산업의 안전을 위한 프레임워크로 확립되었습니다. 본 글에서는 관련 표준화 활동의 동향을 참조하여 이 프레임워크를 검토하고, 공정 산업에서 안전성을 뒷받침하기 위해 AI가 어떻게 활용되는지 소개합니다.
ISO 20391에 따른 세포 계수 프로세스 및 품질 평가
- Hidetoshi Aoki*1
- Masahiro Araki*2
- Kei Hirotani*3
- Tetsushi Namatame*1
- Minako Mishima*1
*1 Life Research & Development Department, Innovation Center, Marketing Headquarters
*2 Product Strategy Department, Marketing Center, Life Business Headquarters
*3 Technology Marketing Department 1, External Affairs and Technology Marketing Center, Marketing Headquarters
재생 의학 (regenerative medicine) 과 세포 치료에 사용되는 세포는 반드시 품질이 안정적이어야만 합니다. 그 상태를 파악하기 위해 세포 생산 과정에서 세포의 수가 계산됩니다. 그러나 표준 계수 방법이 결정되어 있지 않기 때문에 측정 프로세스의 품질을 평가하기가 어려웠습니다. 그래서 ISO 20391-2 국제 표준이 개발되었습니다. 이 표준은 희석 분율 (dilution fraction) 실험 설계 및 세포 계수의 통계적 방법을 설명하고, 품질 지표를 사용하여 세포 계수 과정을 평가하는 방법을 보여줍니다.
Yokogawa의 CQ1 공초점 정량적 이미지 세포 측정기 (Confocal Quantitative Image Cytometer) 는 형광 (fluorescence) 및 명시야 (bright-field) 이미지를 획득하고 이미지에서 세포의 수를 셀 수 있습니다. 우리는 CQ1을 이용하여 TF-1 부유 세포 (suspension cells) 의 각 희석 분율에서 세포의 수를 세고, ISO 20391-2에 따라 프로세스 품질을 평가하였습니다. 또한 CQ1의 성능을 다른 회사의 장치와 비교한 결과 Yokogawa의 CQ1이 훨씬 더 정밀한 계수를 한다는 것을 발견했습니다. 본 글은 이러한 결과와, 생명 공학 분야에 대한 Yokogawa의 표준화 노력에 대해 설명합니다.