프로세스 제조란?

프로세스 제조란?

프로세스 제조는 제조법 또는 조리법에 따라 재료 또는 원재료를 결합하는 생산 방법으로, 많은 경우 상품을 생산하는 데 열이나 시간, 압력이 필요합니다.

프로세스 제조에서 재료 수집 또는 공식화는 일반적으로 많은 순차 단계 중 첫 번째 단계입니다. 개발자는 원재료와 첨가물을 선택하고 모든 비율을 테스트하여 일관성을 가지고 정확하게 준수해야 하는 공식을 얻어냅니다.

엄격한 품질 제어 프로토콜 아래 올바른 조건에 따라 재료를 결합하여 사전에 결정된 양의 제품을 만듭니다. 제품을 만들고 나면 일반적으로 개별 재료로 다시 분리할 수 없습니다.

프로세스 제조는 강력한 센서로 구동되는 실시간 데이터 분석 등 운영 기술뿐만 아니라 엔터프라이즈 리소스 계획(ERP)과 기타 관리 시스템을 구성하는 정보 기술에 의존합니다. 이러한 시스템은 진행 중인 테스트를 관리하고 모니터링하여 원재료와 제조 프로세스의 안전성과 무결성을 보장하고 완성품의 품질과 생산력을 최적화합니다.

프로세스 vs. 개별 제조

제조 프로세스는 제조와 개별 프로세스, 두 가지 넓은 범주로 분류됩니다.

프로세스 제조는 대량 제품과 상품을 생산합니다. 프로세스 제조에서는 정확하고 일관적인 제조법에 따라 원재료를 수집, 결합 및 정제하여 사전에 결정된 양의 완성품을 만듭니다.

이 제품 범주에는 석유 제품, 화학제품, 플라스틱, 금속, 다양한 식품, 음료, 의약품 등이 포함됩니다. 프로세스 제조로 생산하는 상품은 일반적으로 구성 요소로 다시 분해할 수 없지만, 이러한 상품 중 일부는 재활용하거나 다른 용도로 재사용할 수 있습니다.

개별 제조는 일반적으로 부품 또는 하위 시스템에서 조립되는 개별 구성 단위를 생산합니다. 개별 제조로 만들 수 있는 제품으로는 차량, 컴퓨터, 가구, 기기, 의류 등이 있습니다.

프로세스와 개별 제조는 때로 명확히 구분 짓기 어려울 수 있습니다. 프로세스 제조를 통해 생산하는 많은 제품이 이후에 개별 제조 제품과 통합됩니다. 예를 들어 프로세스 제조로 생산한 음료는 별도 시설에서 병에 담기고 포장됩니다. 하지만 병과 상자, 케이스는 개별 구성 단위로, 대부분 병 공장은 조립 라인을 중심으로 구축되며, 이는 개별 제조의 특징입니다.

수직 시장의 프로세스 제조

다음은 생산 품질과 효율성을 지원하는 프로세스 제조와 신기술에 크게 투자하는 주요 다섯 개 업계입니다.

• 석유 및 가스
• 식음료
• 제약
• 플라스틱
• 금속

많은 경우 프로세스 제조는 둘 이상의 제조 라인 또는 완전한 별개 시설이 필요한 복잡한 다중 단계 절차를 포함합니다.

예를 들어 원유는 가열을 통해 휘발유, 파라핀, 디젤 연료 및 기타 제품으로 분리하여 정제됩니다. 이러한 프로세스는 정제소에서 수행됩니다.
이와 같은 중간 제품은 추가 프로세스를 거칠 수 있습니다. 미국의 경우 정제소의 휘발유는 혼합 터미널로 옮겨져 식물에서 만든 대체 연료인 에탄올이나 세제, 기타 첨가물과 결합됩니다.

휘발유 제조법은 지역이나 시즌에 따라 달라집니다. 이 각 변형은 각 주의 배출 제어 규정을 수용하고, 동절기 및 하절기 기후에 따른 휘발유 휘발성을 관리하고, 다양한 등급의 차량에 맞게 옥탄 수준을 조정합니다.

많은 프로세스 제조 제품의 특성 때문에 기업은 지속 가능한 제품 생산 방법을 모색하는 데 큰 관심을 가집니다. IIoT 기술은 에지에서의 더 많은 데이터 캡처와 분석을 통해 지속 가능한 생산으로 나아가는 새로운 길을 제시합니다.

예를 들어 ExxonMobil은 지난 몇 년 동안 오픈 시스템에 투자해왔습니다. 이 새로운 프로세스 제조 전략을 통해 이 에너지 업계의 거물은 오래된 산업용 제어 시스템을 업데이트하고 업그레이드할 수 있는 유연한 플랫폼으로 교체하여 새롭고 더욱더 강력한 기술을 활용하여 기업의 변화하는 필요 사항을 충족합니다.

ExxonMobil은 또한 개발 여정의 일환으로 Open Process Automation Forum에 합류하여 오픈 표준 기반 프로세스 제어 시스템의 협업과 혁신을 장려합니다. ExxonMobil은 다양한 업계에서 비슷한 문제를 겪는 기업의 이니셔티브에 관여했습니다. 인텔은 Open Group의 플래티넘 멤버로 포럼을 호스팅합니다.

프로세스 제조에서 IoT의 이점

프로세스 제조업체는 로봇 공학, 스마트 컨트롤러, 실시간 데이터 분석을 비롯한 고급 기술을 배포하여 안전한 환경에서 제품 품질과 일관성, 생산력을 최적화합니다.

새로운 오픈 플랫폼은 생산과 테스트 데이터를 수집하고 분석하며 실시간으로 프로세스를 조정하는 지속적인 루프의 제조 컨트롤러로 다시 공급합니다. 이 정보 기술(IT)과 운영 기술(OT)의 통합은 산업 4.0이라고도 불리는 강력한 IIoT 접근 방식의 사례입니다.

IIoT 프레임워크에서 프로세스 제조업체는 실시간으로 데이터를 운영 시스템에 연결하고, 공급망, 주문 관리, 배송 기능을 제조 시스템과 동기화할 수 있습니다. 
프로세스 제조업체는 공급망 파트너와 밀접하게 협업하여 일반적으로 개별 사일로로 처리되는 서로 다른 기능을 통합하고 간소화할 수 있습니다. 이에 효율성과 품질 제어가 개선되고 제조업체는 변화하는 시장 조건에 대응하고 신제품 도입을 가속할 수 있게 됩니다.

IIoT 및 지능형 에지 기술은 또한 예측 유지 관리와 같은 솔루션을 지원하므로 심각한 오작동이 발생하기 전에 기계의 문제를 감지할 수 있습니다. 프로세스 제조가 중단될 경우 큰 비용이 낭비될 수 있습니다. 제조가 아주 잠시 동안 중단되더라도 제품 배치 전체의 낭비로 이어질 수 있습니다.

코로나19 팬데믹으로 인해 민첩성의 중요성 대두

코로나19 팬데믹에서 비롯한 공급망의 막대한 운영 차질과 예기치 못한 수요의 급격한 변화는 전 세계 제조 업계가 민첩성과 회복력의 필요성에 주목하도록 했습니다.

일부 업계는 신속하게 변덕스러운 시장 조건에 적응했습니다. 그 예로 특정 제약 회사는 원래 진행 중이었던 사업을 유지하는 동시에 혁신적인 백신과 기타 신상품의 기록적인 판매를 달성하기도 했습니다.

하지만 제때 보충하지 못한 휴지와 청소 용품, 프로세스 제조의 기타 제품이 상점 곳곳에서 품절되는 등 그 외 업계는 이에 한참 미치지 못하는 실적을 보였습니다.

그리고 이러한 시장 압력은 프로세스 제조의 디지털화에 대한 관심 증가로 이어졌습니다. 이 디지털 혁신의 주요 목표는 공장 또는 정제소 내 프로세스와 장비를 연결하여 생산력과 유연성을 향상하고, 공급망과 유통 파트너 활동을 제조와 통합하는 데 있습니다. 전통적이고 안정적인 수직 시장 분야의 기업은 프로세스 제조의 모든 측면에서 물리적 제품에 디지털 정보를 혼합함에 따라 전략적 계획과 IIoT 구현 투자에 더욱 진지하게 임하고 있습니다.

오픈 IIoT, QA 피드백 루프 지원

최근까지 대부분 프로세스 제조 시스템은 단일 공급업체에서 독점 통합 솔루션으로 제공했습니다. 이에 제조업체는 보통 10년이 넘도록 공급 업체의 장비와 소프트웨어에서 벗어나지 못하고 해당 공급 업체의 값 비싼 업그레이드와 유지 보수 계약에 의존하는 상황에 처하곤 합니다. 게다가 많은 경우 제조업체의 공급망 파트너는 이러한 시스템과 완전히 상호 작용할 수 없어 값비싼 재고 과잉과 이보다 더 심각한 재고 부족 문제를 야기합니다.

이러한 많은 레거시 시스템은 이제 기성 하드웨어와 소프트웨어를 기반으로 하는 스케일러블 솔루션으로 교체되거나 보완됩니다. 이 ERP에 대한 열린 접근 방식을 사용해 제조업체는 인공 지능(AI)과 실시간 데이터 수집의 최신 기술을 적용하여 생산 프로세스를 가속, 제어 및 검증하고 완성품을 점검합니다.

오픈 IIoT 시스템으로의 전환은 모든 부분에서 한꺼번에 이뤄지지 않아도 됩니다. 많은 제조업체의 경우 디지털화를 점진적으로 진행할 때 제조 장비와 프로세스를 모두 한꺼번에 대체하거나 수정하지 않아도 즉각적인 혜택을 누릴 수 있습니다.

프로세스 관리

많은 제조업체는 사일로화된 프로세스 제조 시스템을 프론트엔드의 ERP 및 백엔드의 품질 보증과 통합할 수 있는 오픈 솔루션으로 교체하여 디지털화 프로세스를 시작합니다. 프로세스 제어는 재료의 수량과 비율, 물질에 가하는 온도와 압력, 흐름 속도 및 기타 중요 요소에 존재하는 제한 내에서 운영 일관성을 유지하도록 설계됩니다.

센서에서는 이러한 조건을 측정하고 모니터링합니다. 보통 시스템에서 자동으로 센서 데이터를 분석하므로 제조 프로세스 측면 일부가 수용되는 수치 범위를 벗어나는 경우에만 사람의 개입이 필요합니다. AI 지원 산업용 제어와 분석은 프로세스 제조에 필요한 숙련된 인력에 대한 의존도를 줄여줍니다.

품질 보증

프로세스 제어를 초고속 통합 피드백 루프의 최신 시스템 연결 센서와 컨트롤러인 품질 보증에 연결하여 예기치 못한 제조 프로세스의 변경 내용은 결함 감지를 트리거합니다.

결함 감지는 또한 즉각적인 시정 조치를 촉진하여 제품 품질과 일관성을 보장합니다.

프로세스 제조의 일부 제품 결함은 제조 라인에서 감지할 수 있습니다. 예를 들어 제지 공장 제품의 무게, 습도, 인장 강도, 두께, 투기도, 색은 생산 과정에서 실시간으로 모니터링할 수 있습니다.

다른 제품 유형의 경우 품질 보증은 실험실 테스트용 생산 샘플 추출을 포함할 수 있습니다. 이러한 테스트는 실시간으로 수행되는 경우가 거의 없지만 자동화된 잦은 정기 테스트를 피드백 루프에 통합할 수 있습니다. 샘플이 조금이라도 예상 값에서 벗어나기 시작하면 QA 시스템에서 적절한 프로세스 컨트롤러에 신호를 보내 자동으로 문제를 교정합니다. 이러한 예방 조치는 제조 프로세스의 값비싼 운영 지체 또는 중단을 방지하는 데 도움이 됩니다.

프로세스 제조의 인텔® 기술

프로세스 제조 환경이 갖는 상호 연결된 특성은 기계가 단 한 대만 고장나도 즉각적이고 치명적인 결과로 이어질 수 있다는 걸 뜻합니다. 
인텔® 솔루션은 다음 기능을 중점적으로 지원합니다.

• 프로세스 최적화(배치 또는 지속적인 흐름)
• 인라인 품질 제어
• 배치 반복성
• 최대 가동 시간
• 모델링 및 시뮬레이션
• 가상 계량
• 추적 가능성
• 안전 및 규정 준수 모니터링

인텔과 인텔의 글로벌 파트너 네트워크는 기업이 통합 기술 스택을 수용할 수 있는 오픈 소프트웨어 정의 인프라로 나아가도록 지원합니다. 인텔 기반 솔루션은 소유 데이터를 사용 중일 때도 보호할 수 있는 고급 보안 조치로 확장이 가능합니다.

많은 인텔® 제품과 기술은 프로세스 제조를 지원합니다. 다음은 그 예시입니다.

• 산업용 인텔® 에지 컨트롤, 실시간 컴퓨팅 요소를 워크로드 통합, 산업 연결성, 보안 및 기능 안전뿐만 아니라 소프트웨어 및 인프라 관리와 결합하는 참조 소프트웨어 플랫폼.
• 산업용 인텔® 에지 인사이트, 머신 비전과 시계열 데이터용 무료 오픈 플랫폼.
• 혹독한 작동 환경에서도 높은 성능과 호환성을 제공하기 위해 설계된 인텔® 아키텍처 기반 산업용 PC.

인텔은 프로세스 제조에서 IIoT를 지원합니다

프로세스 제조에서 인텔과 협력하여 더욱 빨리 데이터 기반 상호 운용 가능한 IIoT 솔루션의 가치에 도달하십시오.

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