예측 가능 한 유지 보수 가 4 차 산업 혁명 에 필수 적 인 이유 
 모니터링 시스템 은 상태 모니터링 센서 , 데이터 프로세싱 과 전송 을 처리 하 는 게이트웨이 와 모듈 , 그리고 데이터 저장 과 데이터 분석 을 처리 하 는 보안 클라우드 서버 를 포함 하 여 하드웨어 및 소프트웨어 구성 요소 를 필요 로 한다 . 
 비용 , 안전 , 가용성 및 신뢰 성 은 업계 의 주요 업체 들 이 예측 가능 한 유지 보수 에 투자 하 는 주 된 이유 이 다 . 예측 가능 한 유지 보수 는 공장 에서 진동 , 온도 , 압력 , 전류 와 같 은 주요 파라미터 를 측정 해 가동 중 인 장비 상태 를 모니터링 할 수 있 게 한다 . 이러 한 모니터링 은 고속 신호 체인 과 강력 한 프로세싱 , 유선 또는 무선 커 넥 티비 티 를 갖춘 연결 된 스마트 센서 를 필요 로 한다 . 
 최근 추세 는 원격 지 지원 이 가능 하 고 별도 의 배선 비용 이 들 지 않 는 무선 커 텍 티비 티 방향 으로 나아가 고 있 다 . 무선 커 텍 티비 티 는 기존 장비 를 교체 하 지 않 고 도 스마트 한 장치 로 바꾸 어 주 므로 , 사용 자 는 실제 필요 에 따라 유지 보수 를 계획 하 고 생산 성 과 효율 을 증대 시킬 수 있 다 . 이것 이 인더스 트리 4 . 0 의 궁극 적 인 목표 이 다 . 
 왜 예측 가능 한 유지 보수 인가 ? 
 미국 국가 대응 센터 ( National Response Center ) 에 따르 면 문제 가 발생 한 다음 복구 할 경우 문제 가 발생 하 기 전 대응 한 경우 보다 약 50 % 더 높 은 비용 이 발생 하 는 것 으로 나타났 다 . 
 또한 공장 환경 에서 모터 와 같 은 장치 가 예측 할 수 없이 고장 나 는 경우 , 모터 작업자 가 다칠 수 있 으며 , 이 에 따라 시간 손실 이 발생 하 고 벌금 또는 감사 를 받 을 수 있 다 . 
 마지막 으로 사용 할 수 없 는 장치 는 생산 속도 저하 또는 심지어 가동 중단 으로 이어질 수 있 으며 , 이 로 인해 수백 만 달러 의 손실 이 발생 하 거나 , 일부 경우 고객 을 잃 게 될 수 있 다 . 
 비용 , 안전 , 가용성 및 신뢰 성 은 인더스 트리 4 . 0 에서 예측 가능 한 유지 보수 가 필수 적 인 주요 이유 이 다 . 인더스 트리 4 . 0 의 목표 는 공장 을 더 생산 적 이 고 효율 적 이 면서 유연 하 게 만드 는 것 이 다 . 예측 가능 한 유지 보수 를 위한 핵심 적 인 해결책 은 상태 모니터링 이 다 . 
 상태 모니터링 을 통해 장치 의 상태 를 모니터링 하 고 고장 을 예측 해 공장 작업자 는 고장 이 발생 하 기 전 에 해당 부품 을 교체 하 거나 수리 할 수 있 다 . 이러 한 사전 예방 적 인 접근 방식 은 가동 중단 을 방지 하 고 평균 고장 간격 ( MTBF ) 을 향상 시켜 생산 공정 을 개선 하 고 보다 효율 적 으로 만든 다 . 그림 1 에서 생산 셀 의 예 를 볼 수 있 다 . 
 예측 가능 한 유지 보수 란 무엇 인가 ? 
 효과 적 인 모니터링 시스템 을 개발 하 기 위해서 는 하드웨어 및 소프트웨어 구성 요소 가 모두 필요 하 며 , 여기 에 는 상태 모니터링 센서 , 데이터 프로세싱 과 전송 을 처리 하 는 게이트웨이 와 모듈 , 그리고 소프트웨어 구성 요소 로서 동작 하 고 데이터 저장 과 데이터 분석 을 처리 하 는 보안 클라우드 서버 가 포함 된다 . 
 센서 는 전체 시스템 에서 첫 번 째 로 가장 중요 한 구성 요소 이 다 . 진동 , 온도 , 압력 , 전류 는 장비 의 상태 를 나타낼 수 있 는 일부 파라미터 일 뿐 이 다 . 데이터 가 처리 될 때 기계 상태 를 결정 할 수 있 는 신뢰 할 수 있 는 데이터 를 얻 으려면 상태 모니터링 센서 로 높 은 분해능 의 고속 변환 특성 을 갖춘 저 전력 , 소형 풋 프린트 솔루션 이 요구 된다 . 
 프로세싱 부분 은 잠재 적 장치 고장 을 예측 하 기 위해 효율 적 이 고 확장 가능 한 고속 푸리에 변환 ( FFT ) 계산 을 필요 로 할 수 있 으며 , 이 는 센서 레벨 에서 발생 하 거나 게이트웨이 , 모듈 또는 클라우드 로 보내 처리 할 수 있 다 . 이때 염두 에 두 어야 할 점 은 현장 에서 직접 수행 하 는 에지 프로세싱 은 프로세싱 기능 의 일부 를 제 어 또는 운영 자 레벨 ( “ 코어 ” ) 에서 필드 레벨 ( “ 에지 ” ) 로 옮김 으로써 시스템 전력 을 절약 하 고 네트워크 대역폭 을 낮출 수 있 다는 것 이 다 . 
 센서 로부터 데이터 는 기존 네트워크 를 활용 하 여 와이어 에서 4 – 20 mA , HART ( Highway Addressable Remote Transducer ) , IO - Link , 산업 용 인터넷 같 은 표준 인터페이스 를 통하 거나 또는 압 전 측정 원리 를 기반 으로 하 는 가속도계 를 위한 IEPE ( Integrated Electronics Piezo - Electric ) 와 같 은 다른 인터페이스 를 사용 하 여 게이트웨이 나 모듈 로 전송 된다 . 
 상태 모니터링 게이트웨이 는 여러 유선 또는 무선 센서 노드 간 의 데이터 통신 을 중앙 상태 모니터링 시스템 에 전달 할 수 있 게 하 며 , 상태 모니터링 모듈 은 게이트웨이 와 같 은 기능 에 프로세싱 기능 을 추가 로 갖 고 있 다 . 
 무선 메시 네트워크 ( 무선 HART ) , 무선 포인트 - 투 - 포인트 네트워크 ( IO - Link 무선 ) 또는 스타 네트워크 ( sub - 1 GHz 등 ) 와 같 은 무선 네트워크 는 장치 가 원 격지 에 있 거나 기존 의 유선 네트워크 를 사용 할 수 없 거나 사용 하 기 불편 한 경우 데이터 를 전송 하 는 가장 좋 은 방법 이 될 수 있 다 . 
 메시 네트워크 는 무선 시스템 에서 메시지 를 다른 무선 시스템 으로 전달 할 수 있 게 하 므로 시스템 을 보다 신뢰 할 수 있 게 만든 다 . 예 를 들 어 한 노드 가 메시지 를 다른 노드 에 직접 전송 할 수 없 는 경우 , 메시 네트워크 는 하나 이상 의 중간 노드 를 통해 메시지 를 전달 할 수 있 다 . 
 와이파이 나 블루투스 와 같 은 다른 프로토콜 을 구성 을 위해 사용 할 수 있 으며 , 이 를 통해 작업자 는 표준 터치 패널 대신 무선 으로 장치 와 상호 작용 할 수 있 다 . 
 게이트웨이 에서 데이터 는 상태 모니터링 모듈 이나 공장 제어 시스템 데이터 모니터 또는 보안 클라우드 서버 로 전송 된다 . 이 는 마지막 체인 링크 로 , 여기 에서 모니터링 된 데이터 에 기초 해 장비 의 유지 보수 가 필요 한지 결정 이 내려진다 . 그러나 시스템 신뢰 성 을 확보 하 려면 딥 러닝 알고리즘 을 사용 하 여 이러 한 데이터 를 정확 하 게 해석 하 고 전달 할 수 있 는 능력 이 필수 적 이 다 . 실제로 딥 러닝 을 사용 한 상태 모니터링 솔루션 은 사람 의 실수 를 줄이 고 예측 가능 한 유지 보수 솔루션 을 더 스마트 하 고 더 효과 적 으로 만들 어 준다 . 
 예측 가능 한 유지 보수 는 어떻게 구현 하 는가 ? 
 TI 는 자체 적 인 공장 의 한 곳 에서 여러 진공 펌프 에 TI 에서 개발 한 센서 노드 , 레퍼런스 디자인 을 설치 해 예측 가능 한 유지 보수 를 구현 했 다 . 센서 노드 는 펌프 에서 온도 , 모터 전류 , 질소 유량 , 물 유량 과 같 은 데이터 를 측정 하 고 수집 하 여 게이트웨이 를 통해 인터넷 에 전송 한다 ( 그림 2 참조 ) . 
 TI 는 인터넷 을 통해 데이터 에 쉽 게 접근 해 지속 적 인 모니터링 과 분석 을 수행 하 고 펌프 작업자 에게 동작 상태 에 대한 직관 적 정보 를 제공 할 수 있 다 . 일례 로 일상 적 인 유지 보수 스케줄 과 독립 적 으로 작업자 는 시스템 셧다운 을 초래 할 수 있 는 결함 이 있 는 장치 를 발견 해 피해 가 발생 하 기 전 에 이 를 교체 할 수 있 었 다 . 
 이 와 같 은 실제 사례 에서 TI 는 가동 중 인 장치 의 상태 를 모니터링 해 예측 가능 한 유지 보수 를 구현 하 는 스마트 공장 으로 자체 적 인 공장 을 업그레이드 할 수 있 었 다 . 
 실제로 예측 가능 한 유지 보수 는 4 차 산업 혁명 을 이끄 는 핵심 요소 의 하나 로서 공장 의 효율 과 생산 성 을 증대 시키 고 예기 치 않 은 다운타임 을 줄이 면서 신뢰 성 을 높이 고 유지 보수 비용 을 절감 시켜 준다 . 
 4 차 산업 현장 에 사용 되 는 기기 는 바로 이러 한 공정 마다 예측 이 가능 하 도록 개발 되 어야 한다 . 전자 신문 allshowTV 는 오 는 3 월 5 일 오후 2 시 부터 3 시 20 분 까지 ' 4 차 산업 용 기기 개발 에 딱 맞 는 고성능 저 비용 고 정밀 데이터 컨버터 와 증폭기 120 % 활용 기 ' 를 통해 시스템 정확도 를 높이 고 비용 을 줄일 수 있 는 방법 을 소개 한다 . 이 웨 비나 를 통해 요즘 뜨 는 4 차 산업 용 기기 개발 에 도전 하 고 싶 은 개발자 들 에게 실질 적 인 정보 를 얻 을 수 있 을 것 이 다 . 웨비 나 신청 및 자세 한 내용 은 전자 신문 allshowTV 웨비 나 홈페이지 에서 확인 할 수 있 다 .