로봇식 생산 자동차를 위한 임베디드 컴퓨터

  • 2018-06-12
  • 글 | 어드밴텍(www.advantech.co.kr)


CASE STUDY ①
소형 사이즈의 고성능 어드밴텍 ARK-2250 팬리스 임베디드 컴퓨터



제조업 분야에서 자동차 산업은 로봇식 자동화 시스템을 가장 많이 이용해 왔습니다. 큰 하중 용량을 가지고 멀리까지 닿을 수 있는 대형 로봇 팔은 차체 패널 용접점을 찾고, 앞 유리를 설치하거나 바퀴를 끼우기 위해 자유롭게 움직입니다. 반면에 소형 로봇은 받침대와 같은 하위 부품을 용접하고 끼우는 데에 사용됩니다. 이 모든 것은 국제적 자동화 공장에서 전형적인 작업입니다.

많은 사람들이 자동화 생산은 고용률을 낮춘다고 지적해왔음에도 불구하고 로봇은 해로운 연기와 뜨거운 조형 및 위험한 환경으로부터 노동자를 지키고, 지루한 노동과 부주의로 발생하는 인간의 실수를 없애 왔습니다. 계속해서 빨라지는 생산 속도와 로봇 기술의 발전이 가져온 정확성은 자동차 제조업자에게 좋은 품질의 자동차를 생산하는 데에 중요한 경쟁력입니다. 안정성, 품질, 능력이 로봇 기술을 쓰는 주요한 이유입니다.

정밀한 컴퓨터 제어 프로세스의 생산 계획 시스템

하나의 자동차를 만들기 위해 수천 개의 부품들이 필요하고, 하루에도 수천 개의 자동차가 생산되어야 하는 것을 고려하면 생산 라인에서 자동차 제조를 관리하는 것은 복잡한 작업입니다. 자동차 구입자의 수요를 맞추기 위해 매년 자동차 모델을 새롭게 바꾸는 것은 말할 것도 없고, 다른 모델은 다른 자재를 필요로 하기 때문에 다른 도구와 과정이 실행되어야 합니다. 정밀한 컴퓨터 제어 프로세스의 생산 계획 시스템은 고품질, 많은 처리량, 유연한 생산, 완벽하게 통합된 프로세스를 위해서 필수적입니다.

이 사례 연구에서 소형 사이즈의 고성능 어드밴텍 ARK-2250 팬리스 임베디드 컴퓨터는 국제적 자동차 제조업자의 최신식으로 자동화 된 조립 시설에서 사용되어 왔습니다. ARK-2250은 설비될 때 필요한 부품에 대한 자세한 정보를 제공하고 제품 품질 컨트롤을 위해 생산 디테일을 저장하는 네트워크 프로세스 컨트롤 제조 시스템으로 실행됩니다.



애플리케이션 요구사항


이 프로젝트는 프로세스 컨트롤과 정보 디스플레이 뿐만 아니라 데이터 수집, 엣지 인텔리전스, 원격 모니터링 컨트롤 기능에 대한 수요가 있습니다. 예를 들어 컨트롤러가 센서와 액추에이터로부터 수집한 데이터에 기반해 잠재적인 문제를 감지했을 때, 자동적으로 프로세스를 멈추고 경보를 발령하며 원격 컴퓨터, 스마트폰, 모바일 기기 등으로 메시지를 보낼 것입니다. 이런 상황에서 사용되는 PC 컨트롤러는 IoT 기능을 통합하기 위해 필요한 알맞은 컴퓨팅, 데이터 저장 용량, 소프트웨어 플랫폼이 설치되어야 합니다.

또한 운영자가 볼 수 있도록 각각의 단말기에 작업 정보를 제공하면서 컴퓨터가 고정될 것이기 때문에 시스템은 적절한 디스플레이 아웃풋을 제공할 필요가 있습니다. 전력, LAN, 모든 와이어와 케이블은 작동 신뢰성과 안정성을 보장하기 위해 확실하게 연결되어야 합니다. 폭넓은 전압과 온도 범위 지원의 산업용 견고성 또한 자동차 생산의 어려운 제조 환경에서 작업하기 위해 필요합니다.

솔루션

조립 시설의 각 워크스테이션에서 어드밴텍 ARK-2250은 적절한 전력 및 LAN과 HDMI 인터페이스와 함께 로봇식 모니터에 고정되었으며 전력, 네트워크, 모니터링 센서, 액추에이터에 연결되었습니다. 특히 엑추에이터는 와이어와 케이블이 떨어져 작동 오류가 발생하지 않도록 잠금형 와이어 및 케이블과 함께 사용되었습니다. 데이터 수집, 데이터 디스플레이, 원격 모니터링 컨트롤 기능이 가능하도록 하기 위해 ARK-2250은 백엔드 서버뿐 아니라 어드밴텍 IoT WISE-PaaS/RMM 소프트웨어 플랫폼을 사용합니다.

어드밴텍에서 제공된 하드웨어와 소프트웨어로 시스템은 조립 과정에서 설치될 필요가 있는 다음 아이템에 대한 정보를 제공하고, 현장의 운영자가 볼 수 있도록 고정된 모니터에 정보를 디스플레이 하기 위해 사용됩니다. 또한 향후 프로세스 발전과 시스템 유지를 위한 빅데이터를 종합하기 위해 데이터를 수집하고 SQL 서버 데이터베이스로 데이터를 전달할 것입니다.

ARK-2250 컨트롤러는 또한 안전 센서로부터 수집한 데이터를 기반으로 어느 문제를 발견하면 즉각적으로 프로세스를 멈춰 피해를 막고 재정적 손실을 줄일 것입니다. 디스플레이 옵션으로 ARK-2250은 다른 애플리케이션 시나리오를 위한 유연성을 제공하면서 HDMI, VGA, 선택적 서드 파티 디스플레이 인터페이스를 제공합니다.

고성능 컴퓨팅

최신 6세대 인텔 코어 U시리즈(i3/i5/i7) 프로세서가 장착된 ARK-2250은 260 x 54 x 140.2mm(10.24″ x 2.13″ x 5.52″) 소형 사이즈의 기계적 설계에서 빠른 속도로 자동화된 자동차 생산 라인과 통합하기 위해 고성능 컴퓨팅을 전달합니다.

특수한 ARK-플러스 확장형 모듈과 i-Door I/O 모듈을 지원하면서 ARK 시스템은 선택적으로 스토리지와 산업용 인터페이스를 풍부하게 하기 위해 손쉽게 확장될 수 있습니다. 자동차 제조업자와 같은 산업용 이용자는 새로운 모델을 생산하기 위한 새로운 생산 라인을 장착할 때 최소한의 투자로 유연하게 조정할 수 있고 구조 변경을 위해 업그레이드 된 ARK 컴퓨터가 필요합니다.

소프트웨어 지원에 관해서 어드밴텍 ARK 컴퓨터는 산업용 컨트롤, IoT 또는 클라우드 애플리케이션을 개발하는데 필요한 소프트웨어 리소스를 종합하고 통합하는 어드밴텍 WISE-PaaS 소프트웨어 플랫폼으로 모두 배포됩니다.

어드밴텍의 WISE-PaaS/RMM 소프트웨어는 원격 모니터링 컨트롤과 IoT 애플리케이션을 개발하기 위해 사용되었습니다. 또한 크로스-플랫폼과 크로스-기기 대시보드를 개발하기 위해 시스템 통합자를 허용하는 대시보드 빌더를 손쉽게 사용할 수 있도록 제공합니다. 공장 관리자는 언제 어디서든지 브라우저 기반 컴퓨터, 스마트폰, 모바일 기기를 통해 데이터를 볼 수 있고 신속하게 생산 라인 상태를 이해할 수 있습니다.

혜택

- 믿을만한 팬리스, 폭넓은 전압, 광범위한 온도, 잠금형 케이블 설계로 산업용 애플리케이션을 위한 신뢰성과 안정성 보장
- 다목적 디스플레이를 위한 VGA/HDMI/옵션형 서드 파티
- 고성능 컴퓨팅과 풍부한 I/O 지원으로 데이터 수집과 분석 요구사항 충족
- 손쉬운 연결과 신속한 배포로 데이터 수집과 원격 모니터링을 하기 위해 WISE-PaaS/RMM 소프트웨어 사전 설치
- 어드밴텍 제품과 서비스를 오랜 시간 이용 가능하도록 지원
 

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