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포팅 설비의 보충 컨트롤을 통한 레벨 모니터링

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IIoT 플랫폼 moneo
Use Case

moneo RTM을 통한 레벨 시각화 및 분석, 내부 물류 프로세스 컨트롤

수지와 경화제가 함께 주조 수지를 형성합니다; 센서 생산의 핵심 구성요소입니다. 이러한 소재로 포팅하면 충격, 진동, 습기로부터 전자기기를 보호하는 데 도움이 됩니다.

생산 프로세스에서 제품의 신뢰성과 품질을 유지하기 위하여 캐스크에 수지와 경화제를 사용할 수 있어야 합니다. 따라서 수지 및 경화제 캐스크의 레벨을 모니터링해야 합니다. 또한 자재 보충을 위한 내부 물류 프로세스가 자동화되어야 합니다.

초기 상황

지금까지는 내부 설비 컨트롤 시스템에서 부품이 들어 있는 캐스크의 현재 레벨을 모니터링했습니다. 요구되는 캐스크 교체는 시그널 램프로 표시됩니다. 설비 보충 자재는 중앙 창고에서 이메일로 능동적으로 요청해야 합니다. 자동화된 보충 컨트롤이 존재하지 않습니다.

또 다른 문제는 일부 자재가 너무 일찍 제공된다는 점입니다. 이로 인하여 실제 유효기간이 지난 자재가 사용되기도 합니다.

또한 수지와 경화제는 사용하기 전에 생산 환경에 적응해야 합니다. 특히 추운 계절에 자재가 급하게 배송되는 경우, 주변 온도에 적응할 시간이 부족해 여러 가지 문제가 발생할 수 있습니다.

프로젝트의 목적

이제 목표는 공장에서 수요 지향적인 원자재 공급을 확립하는 것입니다. 여기에 캐스크의 레벨 모니터링이 포함됩니다. 또한 원자재 보충을 위한 주문 프로세스 자동화를 도입하여 사용 시점에 원자재의 가용성을 보장하는 것이 목표입니다.

구현

moneo RTM 소프트웨어는 서버 중앙에 설치되어 있습니다. IO-Link 마스터는 회사 IT 네트워크 내의 내부 VLAN을 통해 서버에 연결됩니다 레벨 센서는 IO-Link를 통하여 IO-Link 마스터에 연결됩니다.

레벨 센서는 이미 설비에 설치되어 있으며 현재 레벨을 설비 제어 시스템으로 전송합니다. 원래 설비 컨트롤 시스템에 영향을 주지 않고 이 use case를 구현하기 위하여 Y 경로가 사용됩니다.

moneo RTM은 SFI 인터페이스를 통해 SAP MM 모듈* 및 SAP PM 모듈**에 연결되며, 정의된 알람/이벤트를 SFI 인터페이스를 통해 SAP로 전송합니다. 실제 프로세스에 따라 SAP MM 또는 PM 모듈에서 추가 처리가 수행됩니다.

임계값을 위반하면 수 킬로미터 떨어진 중앙 창고에서 주문요청 프로세스가 시작됩니다. 이 프로세스는 자재를 생산에 사용 가능한 상태로 끝나고 레벨 센서는 캐스크가 다시 가득 찼음을 보고하는 것으로 끝납니다. 이를 SFI 보충 제어라고 합니다.

*SAP MM 모듈 = 기업 내 자재 흐름을 계획하고 제어하기 위한 "자재 관리" 모듈
**SAP PM 모듈 = 기업 내 모든 유지보수 및 서비스 주문을 관리하기 위한 "설비 유지보수" 모듈

결과

  • 시간 기반 유지보수로 부터 내부 물류 프로세스 컨트롤까지 프로세스 최적화
  • SFI 인터페이스를 통해 SAP 시스템에 연결
  • SFI 보충 컨트롤을 통하여 자동화된 SAP에서 원자재 내부 재주문
  • 센서 값을 캡처하고 moneo 소프트웨어를 활용하여 레벨에 대한 자세한 정보를 기록하고 명확하게 시각화
  • 통합된 알람 관리를 통하여 프로세스 파라메터 변경에 대한 신속한 대응
  • 자동화된 보충 프로세스를 통해 필요에 따른 매체 리필
  • 임계값 초과 및 미달 식별
  • 기계 가용성 보장 및 프로세스 품질 향상을 통한 설비 활용률 최적화
  • 데이터 모델링 (계산된 값)을 사용하여 센서값을 프로세스 관련 정보로 변환

시스템 구조

각각 하나의 레벨 센서가 장착된 캐스크 두개가 어플리케이션에 사용됩니다. 즉, 구성요소 3과 4가 두 번 필요합니다.

  1. 기존 설비 컨트롤 시스템
  2. 레벨 센서 (예: LR2050 + E43352)
  3. Y 연결 케이블 (EVC843)
  4. IO-Link 데이터 스플리터 (E43406 / E43410)
  5. IoT 인터페이스를 보유한 IO-Link 마스터 (AL1350)
  6. 포토 거리 센서 ( O5D150)

대시보드

대시보드는 사용자에게 모든 관련 프로세스 값에 대한 개요를 제공합니다.

  1. 밀리미터 단위의 현재 탱크 레벨
  2. 레벨의 경고 및 알람값을 위한 신호등 디스플레이
  3. 리터 단위의 현재 탱크 레벨

분석

분석을 통해 과거 이전 소비 내역을 확인할 수 있습니다. 이를 통해 설비의 활용도에 대한 결론을 도출해 낼 수 있습니다. 또한 캐스크의 유효 수명을 추정할 수 있습니다. 이렇게 습득한 지식은 내부 물류가 자재 공급을 지속적으로 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

티켓 프로세싱 규칙

두 레벨 센서 각각에 대하여 하한 및 상한 경고 및 알람 임계값이 정의됩니다. 이 값은 유지보수 경험을 기반으로 합니다.

  1. 상단 경고 = 캐스크를 교체한 후 모든 티켓을 초기화함
  2. 낮은 경고 = 공장에서 새 캐스크 재주문 및 제공
  3. 낮은 경보 = 공장에서 캐스크 교체

티켓 처리 규칙 관리

티켓 처리 규칙 wizard를 사용하면 경고 및 알람이 발생할 때 실행할 작업을 쉽게 정의할 수 있습니다.

다음과 같은 경우 티켓 프로세싱은 SFI 인터페이스 를 통하여 SAP MM 그리고 PM 모듈로 수행됩니다. 충전 레벨이 임계값 아래로 떨어지면 SFI 인터페이스는 moneo 메시지와 함께 임계값 위반을 SAP MM 또는 PM 모듈로 전송합니다. 이 경우, 보충 제어 프로세스가 자동으로 트리거됩니다.

moneo를 SAP 시스템에 연결

  1. SAP/SFI 서버 어드레스
  2. SAP SFI 서버 포트
  3. SAP/SFI 사용자
  4. SAP/SFI 사용자 패스워드

티켓 처리 규칙 설정

  1. 적용되는 규칙 정의
  2. 임계값 (4) 및 데이터소스 (5) 정의
  3. 경고 또는 알람의 긴급도 정의
  4. 관련된 임계값 정의
  5. 해당 데이터 소스의 정의

SAP 시스템의 메시지

SAP MM 모듈의 자료 문서

SAP PM 모듈의 유지보수 주문

SFI 보충 컨트롤

SFI 보충 제어는 소모품을 자동으로 요청하고 제공하는 데 사용됩니다. 정의된 하위 경고 임계값에 미달하는 경우, 경고 티켓이 moneo로 생성됩니다. 이 티켓은 설정된 티켓 처리 규칙에 의해 SAP 시스템으로 전달됩니다. 이 경우, SAP MM 모듈입니다. 필요한 자료의 신속한 제공을 요청하는 문서가 자동으로 생성됩니다.

이 문서는 해당 자재가 피킹 품목 위치로 운송되는 중앙 창고에서 처리됩니다. 레벨이 하위 알람 임계값 아래로 떨어지면 공장 책임자는 빈 캐스크를 사용 가능한 가득 찬 캐스크로 교환할 수 있습니다. 캐스크 변경을 정확하게 감지하기 위하여 캐스크의 경고 상한 임계값 또한 모니터링됩니다. 상위 임계값을 초과하면 moneo와 SAP MM 모듈이 하위 임계값의 초기 위반을 해결합니다.

캐스크 교체 또는 기타 유지보수 작업 중 임계값 위반을 방지하기 위하여 캐스크 두개가 위치한 도어의 닫힘 상태를 포토 센서가 모니터링합니다. 도어가 열리면 도어가 열려 있는 동안 센서의 프로세스 값을 덮어씁니다. 이는 데이터 흐름 모델러 기능을 통해 달성할 수 있었습니다.

  1. 상위 경고 임계값
  2. 하위 경고 임계값
  3. 하위 알람 임계값
 
  1. 캐스크가 가득 찼습니다.
  2. 통의 내용물은 생산 과정에서 소비됩니다.
  3. 레벨이 낮은 경고 임계값에 도달했습니다.
  4. 티켓은 moneo로 생성되며, SFI 인터페이스를 통해 SAP 시스템에서 전송됩니다. 동시에 이전 통 변경 중 상위 경고 임계값 초과에 관한 티켓이 해결됩니다.
  5. SAP 시스템 내에서 새로운 자재가 요청되고 ifm 중앙 창고에서 티켓이 생성됩니다
  6. 새로운 자재는 ifm 물류 서비스를 통해 피킹된 제품의 위치로 운송됩니다.
  7. 레벨이 하위 알람 임계값에 도달했습니다
  8. moneo 내에서 티켓이 생성되고, SAP PM 모듈을 통해 공장 담당자에게 통 변경이 필요함을 알립니다.
  9. 빈 통은 제공된 가득 찬 통으로 교체됩니다.
  10. 따라서 통을 교체할 때 레벨이 상위 경고 임계값에 도달합니다.
  11. 상위 경고 임계값에 도달하면 하위 경고 임계값 위반 티켓이 해결됩니다.

계산된 값

다음 값은 레벨을 기반으로 추가로 계산됩니다.

리터 단위의 현재 탱크 레벨

통 공간은 알려져 있으므로 "바닥 공간 x 레벨 공식을 사용하여 채워져야 하는 양이 쉽게 결정될 수 있습니다.

  1. 밀리미터 단위의 현재 탱크 레벨
  2. 데이터소스의 단위를 변환하기 위한 계수 (이 경우 1 = mm)
  3. 탱크의 베이스 영역 (mm²)
  4. 출력 단위 변환 계수 (이 경우 1,000,000 = litres)
  5. 단위 크기 (mm)
  6. 기본 면적 (mm²) x 레벨 (mm) = 부피 (mm³)
  7. mm³ 에서 리터 (dm³)로 출력 단위 확장
  8. 계산 결과로서 리터 단위의 볼륨

도어가 열린 상태에서 프로세스 값 바이패스

아래에 설명된 데이터 흐름 모델은 도어 모니터링에 사용되어 캐스크 교체 또는 주조 수지 캐스크의 유지보수 작업 중 의도치 않은 임계값 트리거로 인한 잘못된 주문을 방지하기 위하여 도어 모니터링에 사용됩니다:

  1. 밀리미터 단위의 현재 탱크 레벨 (입력값)
  2. 출력값이 바이패스되는 고정된 상수
  3. 바이패스 활성화를 위한 트리거 입력
  4. 펑션 블록 "두배로 불 (bool) 방식" - 숫자값을 불 (bool) 값으로 변환: true = 1 / false = 0
  5. 펑션 블록 "신호 스위치" 입력 "A"는 토글 입력이 "false=0"이 되는 즉시 출력되고 입력 "B"는 토글 입력이 "true=1"이 되는 즉시 출력됩니다.
  6. 결과 (출력값)