인더스트리 4.0 및 스마트 제조
제조 및 산업 비즈니스 운영은 정보 기술(IT)과 운영 기술(OT) 시스템의 융합을 통해 산업에 최적화된 지능형 공유 컴퓨팅 플랫폼으로 변혁하고 있습니다. 이러한 통합은 반응성이 뛰어나고 상호 연결된 시스템을 만들어 데이터 사일로를 없애고, 에지 컴퓨팅에 기반한 더 심층적인 인사이트와 더 높은 유연성 및 제어력을 제공합니다.
에지 컴퓨팅, 인공 지능, 워크로드 컨버전스를 통해 에지의 인텔리전스가 증가하여 제조업체는 에지 장치에서 데이터를 더 많이 확보하고, 처리하고, 저장할 수 있습니다. 이러한 데이터는 수집 및 활용되는 곳에서 더 가깝게 분석할 수 있으며, 제조업체는 거의 실시간으로 운영 시스템을 조정할 수 있습니다.
지능형 에지 시스템은 인더스트리 4.0 및 스마트 제조의 중추입니다. 여러 개의 센서와 응용 프로그램, 프로세스의 데이터와 정보를 소스와 더 가까운 곳에서 분석할 수 있으므로 가동 중지 시간을 줄이고, 운영을 최적화하고, 프로세스를 자동화하며, 새 솔루션에 정보를 제공할 수 있습니다. 소프트웨어 정의 인프라는 공급망 전반에서 거의 실시간으로 분석을 지원하여 효율성, 생산성, 데이터 가시성을 더욱 향상합니다.
IT와 OT가 융합되면서 제조업용 HPC로 클라우드와 온프레미스 모두에서 분산된 HPC 시스템에 모델링 및 시뮬레이션 워크로드를 배포하여 제품 설계를 향상하고, 생산 과정의 문제를 식별하며, 비즈니스 성과를 개선할 수 있습니다.
이러한 패러다임의 변화 덕분에 제조업 운연이 더 스마트해지고, 안전해지며, 효율성이 높아지고 있습니다.
인텔은 인더스트리 4.0 파트너로서 데이터 중심적이고 상호 운용 가능한 산업용 사물 인터넷(IIoT) 솔루션이 더 빠르게 가치를 창출하도록 지원할 수 있습니다. 인텔은 혁신가 생태계와 유연한 솔루션 포트폴리오를 통해 비용을 절감하고, 수익을 높이며, 경쟁에서 앞서 나갈 수 있는 지능형 산업용 에지 및 HPC 솔루션을 개발하고 통합하는 데 도움을 드릴 수 있습니다.
인텔의 하드웨어 포트폴리오는 공장에 필요한 다양한 솔루션을 포괄하며, 인텔의 IoT용 기술은 에지, 네트워크, 데이터 센터, 클라우드를 아울러 민첩한 지능형 IoT 인프라를 제공합니다. 인공 지능(AI)을 새로운 곳으로 가져올 수 있는 저전력 컴퓨팅부터 수요 예측과 같은 분석 작업을 수행할 수 있는 에지 서버까지 인텔은 생산성을 새로운 수준으로 실현할 수 있는 스마트 팩토리 솔루션을 배포하는 동시에 수익을 극대화할 기회를 창출하도록 지원할 수 있습니다.
스마트 제조 사용 사례
스마트 제조와 디지털 제조는 실시간 데이터와 기계 간 연결성을 활용하여 자동화와 분석을 지원합니다.
산업용 워크로드 컨버전스
공장 곳곳에 분산된 장치에서 실행되는 경우가 많은 다양한 제조 워크로드는 가상화하여 단일 산업용 PC(IPC)로 통합할 수 있습니다. 이러한 컨버전스를 사용하면 간소화된 데이터 및 자산 관리, 생산성 향상, 실시간에 가까운 분석 등의 이점을 누릴 수 있습니다.
모델링, 시뮬레이션, 컴퓨터 지원 엔지니어링
제조업체는 HPC 시스템을 사용하여 수백 또는 수천 개의 노드에서 병렬로 복잡한 워크로드를 실행하여 제품 개발, 프로세스 개선, 엔지니어링 혁신을 크게 가속화하고 있습니다. HPC용 인텔® 제온® 스케일러블 프로세서로 무엇을 실현할 수 있는지 알아보십시오.
머신 비전
자산 추적부터 로봇 공학에 이르기까지, 제조업에서 IoT가 하는 큰 기능은 기계에 실시간으로 보고 의사 결정을 내릴 수 있는 능력을 주는 것입니다. 인텔은 산업용 컴퓨터 비전으로 가는 길을 가속할 수 있는 즉시 실행 가능한 솔루션 및 개발 도구를 다양하게 갖추고 있습니다.
산업용 로봇
제조업에서의 IoT를 통해 지원되는 자동화 및 머신 비전은 이산형 제조와 공정 프로세스 제조의 효율성과 적응력을 향상합니다. 로봇은 제품 품질을 향상할 뿐만 아니라 수요 변화에 대응하여 즉석 조정할 수 있습니다.
5G 및 산업용 사물 인터넷 연결성
기계와 기업 시스템 간에 계속해서 빠른 속도로 데이터를 교환하는 것은 인더스트리 4.0의 초석입니다. 일반적인 스마트 팩토리에는 다양한 연결성 솔루션이 필요하지만, 5G가 연결성의 속도와 가용성을 혁신하고 있습니다.
인더스트리 4.0 실현
지능형 에지
IT/OT 시스템을 통합 지능형 에지에 통합하면 반응성이 뛰어난 상호 연결된 시스템을 생성하여 데이터 사일로를 없애고 더 높은 유연성 및 제어력과 더불어 더 심층적인 인사이트를 이용할 수 있습니다.
에지 컴퓨팅, 인공 지능(AI) 및 실시간 컴퓨팅, 가상화, 기능 안전과 같은 기타 기술을 통해 에지의 인텔리전스가 증가하여... - 제조업체는 에지 장치에서 더 많은 데이터를 확보, 처리 및 저장할 수 있습니다. 이러한 데이터는 수집 및 활용되는 곳에서 더 가깝게 분석할 수 있으며, 제조업체는 거의 실시간으로 운영 시스템을 조정하여 가동 중지 시간을 줄이고, 운영을 최적화하며, 프로세스를 자동화하고, 새로운 솔루션에 정보를 제공할 수 있습니다. 소프트웨어 정의 제조는 공급망 전반에서 거의 실시간으로 분석을 지원하여 효율성, 생산성, 데이터 가시성을 더욱 향상합니다.
제조 업계의 AI
IIoT 장치와 연결된 공장은 엄청난 양의 데이터를 생성합니다. AI 및 고성능 컴퓨팅(HPC)를 사용하면 모든 것을 신속하고 효과적으로 처리하고 분석할 수 있어 효율성과 생산성을 제고할 수 있습니다. 예를 들어, 연결된 공장 데이터는 거의 실시간으로 생산 인사이트를 생성하여 조직의 의사 결정력을 향상하도록 지원합니다. 구조 및 제품 설계에서 AI 접근 방식은 엔지니어가 문제를 정의하고 이를 해결하는 데 필요한 리소스를 추정하도록 지원할 수 있습니다. 엔지니어는 물리 기반 AI로 솔루션 지식 베이스에서 솔루션 디자인을 예측할 수 있습니다.
제조 시장의 운영 상황은 다양하기 때문에, 이 분야에서 AI 워크로드용으로 설계된 솔루션은 성능, 전력, 크기, 폼 팩터, 비용 등 다양한 요구 사항을 수용해야 합니다.
실시간 컴퓨팅
산업 자동화에서는 치명적인 시스템 고장을 방지하기 위해 엄격한 마감 시간 안에 특정 실시간 작업을 완료해야 합니다. 따라서 시스템은 예측할 수 있는 특정 시간 제한 안에 이러한 작업을 실행해야 작업을 수행하고 이벤트에 신속하게 대응할 수 있습니다. 현재 진행되는 산업 혁신에는 시간에 민감한 응용 프로그램에 워크로드 또는 작업 우선순위를 구현하여 동일한 시스템에서 최대한의 워크로드와 실시간 작업을 지원하는 것이 포함됩니다.
제조 환경의 네트워크 트래픽은 실시간 운영 외에도 대기 시간 요건을 충족해야 합니다. IEEE 802 TSN 사양과 같은 산업 표준 지원을 제공하여 시간에 민감한 응용 프로그램을 지원함으로써 매우 안정적이고 대기 시간이 짧은 통신을 가능하게 하고, 장치 간 상호 운용성을 위한 개방형 생태계를 제공합니다.
인텔® Time Coordinated Computing(TCC)은 플랫폼 최적화를 제공하여 실시간 워크로드와 최선형(best-effort, 시간에 민감하지 않은) 워크로드를 보다 효율적으로 지원합니다. 인텔 TCC는 대기 시간을 줄이고 클럭 동기화를 개선하여 실시간 워크로드를 더 효과적으로 지원하는 IEEE TSN 지원을 포함하여 실리콘 및 소프트웨어 최적화로 구성됩니다.
가상화
가상화 기술은 워크로드 통합의 핵심 원동력으로, 하나의 견고한 플랫폼에서 각각 자체 운영 체제를 가진 격리된 별도의 환경을 만드는 것을 의미합니다. 이는 여러 목적으로 제작한 하드웨어 장비를 더 적은 수의 범용 컴퓨팅 플랫폼 세트로 대체하여 전체 하드웨어 인프라를 줄이는 접근 방식입니다. 조직은 기존 리소스 활용도를 극대화하여 운영을 최적화하고 비용을 절감할 수 있습니다. 제조 및 산업 자동화 분야에서 가상화 솔루션은 실시간 워크로드와 비실시간 워크로드의 통합을 지원해야 합니다.
기능 안전
제조에 인간과 기계의 상호 작용이 점점 더 필수적인 요소가 되면서 기능 안전의 중요성도 커졌습니다. 기능 안전을 위해서는 로봇과 같은 기계 시스템의 오작동을 탐지하고 완화화여 인간의 안전을 보장하는 자동 보호 시스템을 구현해야 합니다. IEC 61508(산업용 응용 프로그램) 및 ISO 13849(로봇 컨트롤러)와 같은 국제 표준을 준수하면 안전성이 매우 중요한 응용 프로그램 개발을 가속할 수 있습니다.
인더스트리 4.0이란 무엇이며, 지능형 에지가 이를 어떻게 주도하고 있습니까?
4차 산업혁명, 즉 인더스트리 4.0은 데이터를 통해 디지털 요소와 물리적 요소를 결합합니다. 인더스트리 4.0은 에지에서 데이터 확보 및 분석을 발전시키고, HPC 응용 프로그램을 통해 새로운 수준의 분석 인사이트를 확보함으로써 제조 부문에서 새로운 발전의 길을 열어갑니다.
예를 들어, 자율 스마트 제조 기능(예: 가동 중지 시간을 줄이는 예지보전으로, 더 효율적인 공급망을 위한 스마트 자산 추적)과 더 강력하고 심층적이며 정확한 응용 분야(예: 컴퓨팅 유체 역학) 분석은, 인더스트리 4.0이 제조업체에 새로운 가능성과 비즈니스 이점을 실현할 준비가 되어 있다는 것을 의미합니다.
에지에서의 컴퓨팅 성능이 향상하면서 기업은 연결되지 않은 부분을 연결하고, 주요 워크로드를 융합하고 가상화하며, 제조 사용 사례에 최신 IoT를 통합하는 기반을 마련할 수 있습니다.
인더스트리 4.0은 개방형 아키텍처, 표준 기반 솔루션, 에지·네트워크·클라우드 기술, 기타 진보를 통해 더 많은 기계와 장치에 인텔리전스를 도입하고 있습니다. 이러한 기술을 통해 기업은 OT에 IT의 이점을 제공할 수 있습니다.
유연하고 업데이트하기 쉬운 소프트웨어 정의 인프라를 구축하여 이산형 제조 및 프로세스 제조에서 기계 제어를 관리하고 최적화하는 것은 이제 그 어느 때보다 간편해졌습니다. 5G가 등장하고 AI 구현 장벽이 낮아지면서, 모든 규모와 모든 디지털화 수준의 공장이 인더스트리 4.0의 이점을 받아들일 수 있습니다.
스마트 제조 성공 사례
인더스트리 4.0은 인텔® 기술로 발전하고 있습니다. 인텔의 파트너는 IoT, 분석, 모델링 기술로 비즈니스 성과를 혁신할 새 방법을 찾고 있습니다.
인텔® 제온® 스케일러블 프로세서에서 Ansys Fluent 성능 가속화
인텔과 Ansys 엔지니어는 함께 협력하여전산 유체 역학 모델링을 가속화고, 향상된 확장성을 실현했습니다. 결과적으로 시간 단축, 고화질 모델링이라는 이점을 얻었으며, 또한 Ansys Fluent 사용자에게 더 빠르게 제품을 제공할 수 있었습니다.
BMW, 공장에 AI 도입을 더 수월하게 하다
BMW는 공장에 AI를 적용하는 장벽을 극복하려고 인텔 및 Robotron과 협력했습니다. BMW는 작업자가 코드 없는 AI 응용 프로그램을 제작하면서 엄격한 노동 요건을 충족할 수 있는 인텔 기반 시스템을 도입했습니다.
Royal Enfield는 운영 및 제품 개발을 가속합니다
역사가 긴 이 오토바이 제조업체는 인텔® 제온® 스케일러블 프로세서를 탑재한 HPC 시스템을 사용하여 CAE 시뮬레이션의 런타임을 15배 더 빠르게 실현하면서 제품을 더 효율적으로 개발했습니다.
인더스트리 4.0 및 스마트 제조 구성 요소
인텔은 제조업자가 데이터 주도 방식 및 프로세스를 채택함에 따라 이에 적응하고 혁신할 수 있도록 지원합니다.
인텔® 가속기
유연한 성능과 워크로드별 하드웨어 가속화를 제공하는 인텔® 가속기 포트폴리오로 산업용 시스템을 최적화하고 인더스트리 4.0 사용 사례의 독특하고 까다로운 요건을 충족하십시오.
산업 사물 인터넷용 인텔® 프로세서
에지에 인텔리전스를 도입하여 데이터를 더 활용하십시오. 인텔은 로봇 공학, 프로세스 자동화, 에지 분석과 같은 스마트 팩토리 및 디지털 제조 기술에 폭넓은 스케일러블 컴퓨팅 솔루션 포트폴리오를 제공합니다.
제조용 HPC 배포를 위한 인텔® 제온® 스케일러블 프로세서
이러한 컴퓨팅 솔루션이 분산 모델링, 시뮬레이션, CAE 워크로드 지원에 적합한 이유를 알아보십시오.
제조업 소프트웨어 도구
산업용 인텔® 에지 인사이트
산업용 인텔® 에지 인사이트로 산업용 에지에서의 머신 비전과 같은 AI 솔루션의 개발 및 구현 속도를 높여보십시오. 이 참조 소프트웨어 플랫폼은 머신 비전 및 시계열 데이터 수집을 위한 사전 검증된 소프트웨어 참조 디자인을 제공합니다.
산업용 인텔® 에지 컨트롤
산업 제어 시스템을 혁신하여 스마트 팩토리 솔루션을 만듭니다. 이 소프트웨어 참조 플랫폼에는 실시간 컴퓨팅, 연결성 및 IT식 가상화 및 관리를 통합하는 호환형 하드웨어가 있습니다.
인텔® oneAPI HPC 툴킷
HPC 응용 프로그램을 구축, 분석, 최적화, 확장하는 데 도움이 되는 무료 리소스로 개발 과정을 간소화합니다. 이 툴킷은 최신 기술인 벡터화, 멀티스레딩, 멀티노드 병렬화, 메모리 최적화를 갖추고 있으므로 HPC에 적합한 제조용 소프트웨어를 더 쉽게 구축할 수 있습니다.
인텔® oneAPI AI 분석 툴킷
인텔® oneAPI AI 분석 툴킷으로 HPC용 AI 및 분석 소프트웨어를 최적화하십시오. 이 리소스는 데이터 과학자, AI 개발자 및 연구원에게 친숙한 Python 도구 및 AI 프레임워크를 제공하여 인텔® 아키텍처에서 엔드투엔드 데이터 과학 및 분석 파이프라인을 가속합니다.
인텔® oneAPI 기본 툴킷
다양한 산업을 넘나드는 개방형 표준 기반 프로그래밍을 활용하십시오. 인텔® oneAPI Base Toolkit은 개발자가 성능을 가속하고 아키텍처 및 처리 모델 전반에서 응용 프로그램을 배포하는 데 도움이 되는 인텔 최적화 도구 및 라이브러리를 제공합니다.
OpenVINO™ 툴킷의 인텔® 배포판
머신 비전과 같은 산업 응용 분야에 훈련된 모델을 최적화합니다. 이 종합적인 툴킷으로 한 번 작성하고 어디서든 배포할 수 있는 효율성으로 고성능 추론을 구축하고, 최적화하고, 실행할 수 있습니다.
즉시 실행할 수 있는 산업용 설계
인텔® Partner Marketplace에는 스마트 제조, CAE, 모델링/시뮬레이션 및 기타 인더스트리 4.0 응용 프로그램 솔루션을 개발하는 다양한 제품 및 서비스 제공업체가 있습니다. 이러한 솔루션은 대부분의 기업이 신뢰하는 인텔® 아키텍처와 완벽히 상호 운용되고 사전 검증되어, 초기 아이디어에서 장기적인 가치로 더 빠르게 이끌어줄 수 있습니다.
FAQ
자주 묻는 질문
인더스트리 4.0은 디지털 및 물리적 기술을 결합하여 반응성이 뛰어나며 상호 연결된 운영을 만듭니다. 기업은 고도로 산업화되고 최적화된 공유 컴퓨팅 플랫폼에서 운영 시스템과 IT 시스템을 융합하여 공급망 전반에서 데이터를 분석하고 거의 실시간으로 운영 시스템을 조정하여 비용을 절감하고, 낭비를 줄이며, 문제를 예측하고, 제품을 혁신할 수 있습니다.
스마트 제조는 여러 응용 프로그램, 프로세스, 제품의 데이터와 정보를 통합하여 새로운 솔루션을 형성할 수 있습니다. 이는 예측적 및 적응형 제조 및 공급망 프로세스를 지원하여 기업은 맞춤형 제품 요청을 더 효과적으로 충족하고, 수요 예측을 통해 시장 변동에 더 신속히 대응할 수 있도록 합니다.
프로세스 제조란 한 조리법이나 제조법을 사용하여 재료와 원료를 결합하는 과정을 의미합니다. 식품과 음료, 석유 정제, 의약품, 플라스틱과 같이 대량 제품을 생산하는 산업에서 흔히 사용하는 방식입니다. 이산형 제조는 자동차와 가전제품과 같이 시장에 바로 출시 가능한 제품의 최종 조립에 중점을 둡니다.
예지보전과 같은 스마트 팩토리 기술을 사용하면 프로세스 제조와 이산형 제조 모두 가동 중지 시간을 줄이고 생산 효율을 높일 수 있습니다.
지속 가능한 제조는 생산에 종합적으로 접근하는 방식으로써, 인더스트리 4.0 및 디지털 제조 기술을 적용하여 오염을 최소화하고, 에너지 및 천연 자원을 보존하며, 근로자의 안전을 보호하고, 생산에 참여하는 모든 이를 공평하게 보상하는 것을 말합니다. 이를 위해서는 전체 공급망 및 제조 공정과 에너지 및 폐기물 관리 과정에서 데이터를 확보하고 분석해야 합니다.
지능형 에지란 산업용 운영 워크로드를 위한 지능형 스케일러블 컴퓨팅 성능과 AI를 융합한 것입니다. 공장 디지털 트윈과 제조 실행 시스템(MES)과 같은 솔루션을 지원합니다. 이러한 융합은 워크로드 융합과 에지 컴퓨팅 플랫폼을 위한 소프트웨어 인프라 최적화를 통해 가능해졌습니다.
지능형 에지 플랫폼은 비용 절감, 보안 향상, 생산성 향상, 실시간 성능 향상 등의 다양한 이점을 제공합니다. 제조업체는 지능형 에지를 활용하여 표준 장비에서 다수의 워크로드를 실행할 수 있으므로 대량의 데이터를 온프레미스에서 클라우드로 이동할 필요가 없어집니다. 또한 거의 실시간으로 제품 결함을 탐지하고, 공정 및 공급망을 최적화하며, 자산 활용도를 높여 종합적인 품질 관리를 지원합니다. 새 워크로드를 추가하기만 하면 완전히 새로운 비즈니스 모델을 실현할 수도 있습니다.
제조업체는 분산 HPC 시스템을 사용하여 충돌 시뮬레이션이나 유체 역학 모델링과 같이 매우 복잡한 워크로드를 실행합니다. HPC 시스템의 성능은 뛰어나기에, 필요한 계산을 신속하면서도 허용된 시간 매개변수 내에서 수행할 수 있습니다. 제조업체는 이러한 HPC 분석, HPC AI, HPC 시뮬레이션 요구 사항에 고성능 컴퓨팅 아키텍처를 사용하여 결과를 최적화하고, 설계 및 시스템을 조정하며, 효율성을 높일 수 있습니다.
HPC 시스템은 고급 CAE 워크로드 및 작업에 필요한 컴퓨팅 성능을 제공합니다. 조직의 전문가와 엔지니어는 HPC 시스템의 성능과 유연성을 활용하여 노력의 범위와 심도를 늘리고, 더 정확한 분석을 수행하며, 프로젝트 가치 창출 시간을 단축할 수 있습니다.