mapp View – 유지보수 비용의 최소화

mapp View HMI 솔루션
mapp View HMI 솔루션의 모듈형 소프트웨어 구조는 기계와 기기에 대한 소프트웨어 유지보수 비용을 낮춘다.

일단 기계와 그의 HMI 어플리케이션이 작동을 시작하면, 사소한 변경 사항도 중대한 영향을 미칠 수 있다. 소프트웨어 개발자가 요청을 받고 현장에 도착하여 기계 소프트웨어의 재가동을 시도하는 동안에 전체 생산 라인은 정지된다. 유지보수 비용이 걷잡을 수 없이 증가하는 것을 방지하는 효과적인 방법은 모듈형 소프트웨어를 이용하는 것이다. 기능이 모듈형 요소에 내장되어 있는 어플리케이션은 현저히 더 용이하고 유지보수 비용도 더 저렴하다.

B&R의 시스템 구조 책임자인 Wolfgang Portugaller는 이렇게 설명한다. “기계의 서비스 수명 과정에서, 사용자는 최초에 소프트웨어를 개발하는 데 소비한 것보다 소프트웨어를 적응시키고 유지하는 데 훨씬 더 많은 비용을 소비합니다.” 현장 서비스 요청과 같은 것에 대한 직접 비용 이외에도, 기계나 전체 라인을 정지시켜야 하는 경우나 혹은 소프트웨어 업데이트에 의해 시스템에 새로운 오류가 도입되는 경우에 발생하는 2차 비용이 쉽게 추가될 수 있다. 총 소유 비용을 낮추고자 하는 시도로써, OEM 업체들은 소프트웨어를 보다 용이하고 유지보수에 적은 비용이 소요되도록 하는 길을 찾고 있다.

현대적 소프트웨어 구조
오늘날의 보다 고도화된 소프트웨어 구조는 HMI 어플리케이션을 기계의 제어 로직으로부터 분리시키는 것을 가능하게 하였다. “종래의 HMI 솔루션은 기계 어플리케이션과 밀접하게 상호 연계되어 있습니다.” Portugaller는 설명한다. “이것은 사용자가 제어 로직을 변경하는 경우에는, HMI 어플리케이션 또한 업데이트해야 한다는 것을 의미합니다. 반대로 사용자 인터페이스를 보다 사용자 친화적으로 재설계 한다면, 제어 로직 또한 적응시켜야 합니다.”

예를 들어 특정 프로세스 변수의 값을 표시하려면, 흔히 변수 자체가 대응되는 UI 요소에 직접 연계되어 있다. 그리고 기계가 한 20년 정도라도 변동 없이 가동되는 한 아무런 문제가 없다. “불행하게도 그러한 경우는 대단히 드뭅니다.” Portugaller는 말한다. 프로세스 변수의 명칭이 바뀌기도 하고: UI 화면이 재배열되기도 하고: 새로운 사용자가 추가되기도 한다. 사소한 조정조차도 흔히 놀라울 만한 양의 재프로그래밍 작업을 요구할 수 있다.

이 문제를 완화시킬 수 있는 한 가지 방법은 관심사의 분리(separation of concerns: SoC)의 소프트웨어 설계 원칙을 따르는 것이다. HMI 소프트웨어 환경에서, SoC는 UI 화면 레이아웃과 그 위에 표시되는 데이터 사이의 명확한 분리의 유지를 의미한다.

OPC UA를 통한 데이터 교환
“우리는 새로운 mapp View HMI 솔루션의 모든 측면에 이 원칙을 엄격히 적용하였습니다.” Portugaller는 설명한다. 제어 장치와 HMI 어플리케이션 사이의 통신에 대해, mapp View는 독립적인 OPC UA 표준에 의존한다. 예를 들어 온도 값을 표시하기 위해 HMI 어플리케이션은 제어 어플리케이션 내의 프로세스 변수가 아니라 기계 컨트롤러 상의 OPC UA 서버에 의해 제공되는 값을 문의한다.

오류 가능성의 감소
Portugaller는 지적한다. “이러한 구조 유형의 장점은 컴포넌트 중 하나를 재사용하거나, 기계의 신형 변종을 제작하거나, 혹은 유지보수 과정에서 변경을 구현하는 경우에 특히 명확해집니다.” 프로세스 변수에 대한 값의 범위를 수정하고자 한다면 – 설사 그것이 10개의 서로 다른 UI 화면 상에 표시되는 것이라고 하더라도 – OPC UA 서버 상에서 단 한 번만 수정하면 된다. 이것은 복사-붙여 넣기 오류나 사례를 실수로 빠뜨리는 가능성을 사실상 제거한다.

또한 OPC UA를 이용해야 하는 아주 중요한 한 가지 이점이 있다. OPC UA는 단순히 미가공 데이터보다는 메타데이터의 형태로 된 맥락 관련 정보도 제공한다. 온도 변수에 대해, 이것은 사용자가 수치 값뿐만이 아니라, 그것을 해석하기 위해 사용자에게 필요한 물리적 단위도 얻기 때문에, 변환 오류의 가능성이 없다는 것을 의미한다. 단위는 제어 어플리케이션에서 어느 단위가 사용되는지와 무관하게 UI 화면 상에서 간단한 클릭이나 탭으로 변경될 수 있다.

Wolfgang Portugaller, B&R의 시스템 구조 책임자

안전한 설정점 변경
값의 한도를 전송하는 기능도 매우 유용하다. 만약 운전원이 허용된 범위를 벗어나는 설정점을 입력한다면 UI는 즉시 운전원에게 이를 경고하여, 명시적으로 제어 어플리케이션에 문의할 필요가 없도록 한다. 유지보수 기사가 새로운 냉각재를 추가하는 경우에, 제어 어플리케이션의 설정점은 자동적을 조정되고 기계의 컨트롤러 상의 OPC UA 서버는 자동적으로 변경된 데이터를 HMI 어플리케이션에 제공한다.

용이한 접근 관리
“접근 권한은 설정점 변경과 관련된 또 다른 중요한 주제입니다.” Portugaller는 덧붙인다. 어느 역할이 어느 값을 변경하도록 허용되는지에 관한 정보는 OPC UA 메타데이터와 함께 포함되어 있다.

B&R의 역할 관리 시스템은 역할, 접근 수준 및 사용자를 정의하고 관리하는 것을 용이하게 한다. “실행 시간 중, 원할 때는 언제나 자유로이 사용자를 추가하고 사용자에게 역할을 부여할 수 있습니다. 역할 관리 시스템 자체를 변경할 필요가 전혀 없습니다.” B&R은 mapp View를 2015년 SPS IPC Drives 전시회에서 최초로 소개하였다. HMI 솔루션은 버전 4.2.5 LTS 이상에서 제공되는 Automation Studio 엔지니어링 소프트웨어의 옵션 컴포넌트이다. 시범 고객들은 지금까지 mapp View를 약 1년간 사용해왔고, 최초의 기계가 이미 사용되고 유지 보수되고 있다. Portugaller는 말한다. “우리의 고객들은 mapp View를 사용하면 소프트웨어 유지보수가 얼마나 용이해지는 것에 대해 크게 만족하고 있습니다. 고객들은 HMI 소프트웨어 구조가 그들의 기계와 기기의 총 유지보수 비용에 대해 미칠 수 있는 영향이 얼마나 큰지를 발견하고 놀라워합니다.”

 

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