“사용자들은 과거 전혀 존재하지 않았던 새로운 시간과 공간을 실제로 창출할 수 있다."

I/O on Demand의 활용 방안

전 세계적으로 이미 300 곳 이상의 현장에 배포되어 있는 전자 마샬링은, 공정 산업에 엄청난 혜택을 제공한다.

‘I/O on Demand’ 기능을 장착한 DeltaV 자동화 시스템의 2009년 출시와 함께, 에머슨 프로세스 매니지먼트는 공정 자동화에서 가장 많은 부담과 시간을 소요하게 되는 활동 중 하나인 입출력 서브시스템의 엔지니어링 및 관리에 대한 혁신에 착수했다.
I/O on Demand는 공정 자동화 시스템의 수명 주기 전반을 통해 많은 시간과 노력을 제거하고 프로젝트 일정을 단축하며, 시스템이 차지하는 공간의 면적을 최소화하고, 심지어 미래의 유연성까지 증진한다고 제안한다. 이 과정에서, I/O on Demand는 사용자에게 ‘최소의 노력과 최저의 위험성을 수반한 최대의 유연성’ 전달을 약속한다고, 최고 전략 책임자인 Peter Zornio는 출시 당시 Control 지를 통해 밝힌 바 있다.
출시 이후로 단 5년이 지난 지금, I/O on Demand의 초석인 CHARMs(특성화 모듈) 기술을 장착한 전자 마샬링은 이미 전 세계적으로 300 여 현장에서 총 10억 시간에 달하는 가동 시간을 기록하게 되었다. 본 기사는 세계 전역의 공정 업계에서, 사용자들이 전자 마샬링을 어떻게 사용하여 과거에는 상상할 수 없었던 결과를 산출하고 있는 지에 초점을 맞추었다. 하지만 먼저, Control 지는 에머슨의 DeltaV 마케팅 이사인 Claudio Fayad를 찾아, 공정 산업의 자동화 수행 방식 판도를 근본적으로 뒤흔들어 놓은 전자 마샬링에 대해 거시적인 전체상을 묻고 그의 관점을 들어보았다. 이 글은 Claudio Fayad와의 질의응답 내용이다.

Claudio Fayad,
에머슨 프로세스 매니지먼트 DeltaV 마케팅 이사

“자동화는 더 이상 병목 현상의 주범이 아니며, 가장 긴 소요 시간이 집중되는 임계 경로에서도 제외되었습니다.”

Q)출시된 이래로 얼마 지나지 않은 현 시점에서, 전자 마샬링 기술은 이미 확실한 기반을 구축했습니다. 실제로 상당히 많은 숫자의 사용자들이 이 접근법을 채택한 이유가 무엇이라고 생각하십니까?
A)사용자들이 이 기술의 장점에 대해 대단히 짧은 시간 내에 신속하게 깨닫게 된다는 점이 바로 전자 마샬링의 우수성입니다. 프로젝트 엔지니어링 일정을 단축시킬 수 있는 이의 능력은, 신규 시설과 시설 개조 프로젝트 양측 모두에 대해 명백한 이점을 가지고 있습니다.
예를 들어 신규 시설의 경우, 한 에너지 업체가 최초로 오일을 생산하는 시간과 같이 제조 업체에게 있어 최초 생산의 시간 단축은 수백만 달러의 수익 획득으로 환산이 가능합니다. 또 시설 개조 프로젝트라면, 전자 마샬링은 사용자들이 새로운 시스템의 시운전에 소요되는 처리 시간을 단축하거나 심지어 완전히 제거하도록 도모하여 생산과 수익의 손실을 막아 복원할 수 있도록 합니다.
전자 마샬링은 시스템이 차지하는 공간 면적을 축소하기 때문에, 신규 시스템은 상대적으로 소형인 외장 캐비닛(enclosure)에 설치될 수 있으며 때때로 기존 캐비닛 내에 구형 시스템 바로 옆에 설치하는 것 또한 가능합니다. 이는 비용을 절감하는 동시에, 신규 시스템으로의 보다 신속한 전환을 허용합니다.
전자 마샬링을 통해 사용자들은 문자 그대로 이전에는 존재하지 않았던 새로운 시간과 공간을 창출할 수 있으며, 이러한 혜택만으로도 전자 마샬링의 장점은 대단히 크다고 할 수 있습니다.

Q)전자 마샬링은 어떤 방법으로 방대한 양의 시간과 노력을 제거할 수 있었습니까?
A)과거 수행 방식에서 프로젝트 엔지니어는 하드웨어의 설계를 시작하기 이전에, 필요한 I/O 지점의 숫자와 유형을 자세하게 파악하는 일이 반드시 선행되어야만 했습니다. I/O의 각 유형은 일반적으로 8개 그룹으로 분류되는 고유한 유형의 I/O 카드를 요구했으며, 각 I/O 카드는 각각의 제어기로 연결되어 시스템의 유연성을 더욱 심하게 제한했습니다. 만일 공정 설계 후반기에 도달하여 불가피한 변경을 가해야 할 때에는, 올바른 유형과 적합한 숫자의 I/O를 허용하지 못할 수도 있었습니다. 이러한 경직성의 최종적인 결과는, 프로젝트 주기 중 후반에 고가의 변경 주문을 발생시키거나 시간 일정 후반으로 하드웨어 설계를 미루게 되어 잠재적으로 전체 프로젝트 완수를 지연시킬 가능성으로 이어졌습니다.
반면, 전자 마샬링을 활용할 경우, 프로젝트 엔지니어의 초기 책임 사안은 대략적인 총 I/O 숫자를 산정하는 것에 국한됩니다. 모든 채널은 각각의 CHARM 플러그인으로 완벽하게 특성화 되어 있으며, 이는 프로젝트 마지막 순간까지 전체 하드웨어 설계에 영향을 주지 않으면서 추가와 변경이 가능합니다. 또한 각 I/O 채널은 DeltaV 시스템 소프트웨어를 통해 자동으로 올바른 제어기에 매핑되고, 논리적 재할당 역시 즉각적으로 실행될 수 있습니다. 매우 드문 사례이지만 CHARM에 장애가 나타날 시에는 이를 즉시 신속하게 고지하게 되는데, 단일 CHARM의 교체는 전체 보드의 교체와 비교해 훨씬 간편하기 때문에, 평균 수리 시간을 현저하게 절감합니다.
마샬링 캐비닛에 배선을 깔고 나서, 올바른 제어기에 연결된 올바른 유형의 카드 상 I/O 채널로 각 배선 쌍을 잇는 오래된 관습은, 이제 마샬링 캐비닛 자체 만으로 깔끔하게 정리되었습니다. 이러한 전체가 시스템의 엔지니어링 및 문서화 작업을 엄청나게 간소화할 수 있습니다.
사용자는 공정 설계를 완료하기 이전이라도, 마샬링 캐비닛을 만들기 시작하거나 단순하게 주문할 수 있습니다. 자동화는 더 이상 프로젝트 병목 현상의 주범이 아니며, 가장 많은 시간과 노력이 집중되는 임계 경로에서 배제되었습니다. 프로젝트가 완료된 이후에도 이의 장점은 지속되는데, 각 I/O 채널은 CHARM의 간편한 변경을 통해 언제든지 다시 특성화를 조정할 수 있어, 미래의 유연성까지 보장됩니다.

Q)그렇다면, 물리적인 마샬링 캐비닛에 대한 필요성이 본질적으로 사라진다고 할 수 있는데, 기존의 전통적인 작업 공정 역시 일부분 없어지는 것인지 설명해 주십시오.
A)전통적인 하드웨어 공장 인수 시험(FAT)은 실제로 모두 I/O와 관련된 것입니다. 이는 제어기 자체를 시험하는 것이 아니라, 예를 들면 대형 프로젝트의 10개월이라는 기간 동안, 연결된 모든 배선, 조여진 모든 나사, 만들어 놓은 모든 캐비닛을 시험하는 것입니다. 하지만 맞춤형으로 제작한 패널과 교차 배선 전체를 제거한다면, FAT의 상당량을 제외시킬 수 있습니다.
현재, 전자 마샬링을 활용하여 FAT 및 시운전 시간을 대폭 단축한 사례들이 곳곳에서 속속 나타나는 중입니다. 일례로, 한 대형 오일 기업에서는 새로운 현실을 주지하고 인정하여, 새롭게 ‘하드웨어 부재’ FAT 방법론을 창출하기에 이르렀습니다.

Q)I/O on Demand가 제시하는, 전자 마샬링을 능가한 그 이상의 혜택이 있다면 어떤 것들이 있을까요?
A)I/O on Demand의 핵심에는 전자 마샬링이 존재하지만, 이는 또한 WirelessHART 및 FOUNDATION Fieldbus 네트워크를 포함하여 에머슨 프로세스 매니지먼트에서 노력 중인 보다 광범위한 인간 중심 설계(HCD)를 표현하고 있습니다. 전 세계 1만 여 무선 시스템에서 가동 시간이 총 20억 시간에 근접하게 도달한 에머슨의 스마트 무선 네트워크의 경우, 새로운 측정 지점이 필요할 때 장소를 불문하고 어느 때나 ‘무선 I/O’를 추가할 수 있는 간편하고 완벽한 방법을 제공합니다.
FOUNDATION Fieldbus 기술에는 일반적으로, 타사의 전원 공급 장치 및 동력 조절기와 더불어 이를 위한 엔지니어링, 배선 작업, 캐비닛 공간이 요구됩니다. 그렇지만, DeltaV S-시리즈와 I/O on Demand를 활용한다면, FOUNDATION Fieldbus H1 카드 자체의 내부에 전원 회로를 통합할 수 있으며, 외부 세그먼트의 사용과 관련된 추가적인 캐비닛 공간 면적, 세그먼트 전원 설계, 설치, 트러블슈팅(troubleshooting) 작업은 제거될 수 있습니다. 요컨대, 타사의 동력 조절기 및 전용 전원 공급 장치, 그리고 이와 결부된 모든 엔지니어링 및 시험 작업은 과거의 관행으로 잊혀지게 될 수 있는 것입니다.
사용자가 I/O 투자를 통해 보다 많은 가치를 끌어낼 수 있도록 하는 또 하나의 방법은, DeltaV SIS 공정 안전 시스템 정보를 기본 공정 제어 시스템까지 단절되지 않고 원활하게 통신하는 것에서 찾을 수 있습니다. 안전성 I/O에서 수집된 정보는, 제어 시스템의 정보를 기반으로 한 의사 결정 향상에 사용이 가능합니다.

“HCD는 오랜 기간 동안 불가피하다고 믿어 왔던 작업 공정을 산업 전체 기반으로 적용할 수 있도록 도모합니다.”

Q)위에서 설명해 주신 것 이외에 사용자의 다른 요구 사항을 충족하기 위해, HCD 주도로 I/O on Demand의 기존 제공 사안에서 변경된 것이 있는지 궁금합니다.
A)과거 몇 년 동안 진행된 핵심 기술의 확장에는 전자 마샬링이 결합된 현대적인 DeltaV SIS의 출시가 포함되는데, 이는 안전성 시스템 I/O의 엔지니어링에 동일한 시간적, 공간적, 유연성 장점 전체를 제시하고 있습니다. 또한, 전자 마샬링이 마샬링 캐비닛을 제거함에 따라, 본질적으로 안전한 CHARMs은 독립형 안전성 장벽을 비롯하여 해당 구성 요소를 위한 엔지니어링, 설치, 구성까지 제거했습니다.
HCD의 정수는, 이전에 통상적으로 수행하던 작업 방식에 대해 변경을 가할 수 있는 강력한 방법을 제공하는데 있습니다. 이는 오랜 기간 동안 불가피하다고 믿어 왔던 작업 공정을 산업 전체 기반으로 초월할 수 있도록 도모합니다. 에머슨에서는, 실행할 수 있는 모든 영역에서 복잡성을 배제하고, 가능한 경우 작업을 제거하며, 실용성이 타당한 부분에 지식을 내장하기 위해 끊임없이 노력해 왔으며, 전자 마샬링은 이러한 노력을 대표하는 방법이라 하겠습니다.