[논문 리뷰] The Wireless Technology Landscape in the Manufacturing Industry: A Reality Check

Xavier Vilajosana, Cristina Cano외 4명|arXiv (Cornell University)|2018. 01. 11.

Network Time Synchronization Technologies참고 문헌 2인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 산업 4.0 및 IoT 열풍에도 불구하고 제조 산업에서 무선 기술의 보편적인 도입이 제한되어 있음에도 불구하고 이를 조사한다. 자동차, 제약, 금형 가공, 로봇 분야의 현장 방문 및 인터뷰를 통해 저자들은 엄격한 표준 및 인증 절차 준수와 산업적 신중함이 에너지 효율성과 비용에 초점을 맞춘 무선 연구자들과는 달리 주요 장애물임을 밝혀냈다. 이 연구는 연구와 산업 현장 적용 간 격차를 메우기 위해 일치하는 혁신 경로가 필요하다고 주장한다.

ABSTRACT

An upcoming industrial IoT revolution, supposedly led by the introduction of embedded sensing and computing, seamless communication and massive data analytics within industrial processes [1], seems unquestionable today. Multiple technologies are being developed, and huge marketing efforts are being made to position solutions in this industrial landscape. However, we have observed that industrial wireless technologies are hardly being adopted by the manufacturing industry. In this article, we try to understand the reasons behind this current lack of wireless technologies adoption by means of conducting visits to the manufacturing industry and interviews with the maintenance and engineering teams in these industries. The manufacturing industry is very diverse and specialized, so we have tried to cover some of the most representative cases: the automotive sector, the pharmaceutical sector (blistering), machine-tool industries (both consumer and aerospace sectors) and robotics. We have analyzed the technology of their machinery, their application requirements and restrictions, and identified a list of obstacles for wireless technology adoption. The most immediate obstacles we have found are the need to strictly follow standards and certifications processes, as well as their prudence. But the less obvious and perhaps even more limiting obstacles are their apparent lack of concern regarding low energy consumption or cost which, in contrast, are believed to be of utmost importance by wireless researchers and practitioners. In this reality-check article, we analyze the causes of this different perception, we identify these obstacles and devise complementary paths to make wireless adoption by the industrial manufacturing sector a reality in the coming years.

연구 동기 및 목표

• 산업 4.0 및 IoT 추세에도 불구하고 산업 제조 분야에서 무선 기술 도입이 느리게 진행되는 이유를 이해하는 것.
• 다양한 제조 분야에서 무선 기술 통합을 방해하는 기술적, 절차적, 문화적 장애물을 특정하는 것.
• 신뢰성과 인증을 중시하는 산업 현장 종사자들의 우선순위와 에너지 효율성 및 비용을 강조하는 무선 연구자들의 우선순위 간의 대비를 이끌어내는 것.
• 무선 기술 도입을 가속화하기 위한 보완적 경로를 제안하는 것.

제안 방법

• 자동차, 제약(포장), 금형 가공(소비재 및 항공우주), 로봇 분야의 제조 시설 현장 방문을 실시함.
• 유지보수 및 엔지니어링 팀과의 인터뷰를 통해 실생활 기술 사용, 요구사항 및 제약 조건을 평가함.
• 기존 기계 장비, 통신 프로토콜 및 인프라 분석을 통해 무선 통합에 대한 기술적 및 절차적 장애물을 규명함.
• 특히 안전성, 신뢰성, 인증과 관련된 산업 요구사항을 기존 무선 기술 능력과 매핑함.
• 산업 요구사항(준수, 안정성)과 연구자들이 중시하는 바(저에너지, 저비용) 사이의 인식 격차를 식별함.
• 특정 혁신 및 인증 경로를 통해 무선 기술 개발을 산업 수요와 일치시키는 프레임워크를 제안함.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 산업 4.0 및 IoT의 강력한 추세 속에서도 제조 분야에서 무선 기술 도입이 최소한으로 이루어지는 이유는 무엇인가?
• RQ2 무선 솔루션의 산업적 도입을 방해하는 주요 기술적, 절차적, 문화적 장애물은 무엇인가?
• RQ3 표준 준수와 신뢰성과 같은 산업 우선순위가 에너지 효율성 및 비용을 강조하는 무선 연구와 어떻게 다를까?
• RQ4 산업 이해관계자들은 임무 핵심 응용 분야에 대해 무선 기술을 실현 가능하다고 보는가, 아니면 위험하다고 보는가?
• RQ5 무선 기술 연구와 산업 현장 적용 간 격차를 메우기 위해 어떤 보완 전략이 필요할까?

주요 결과

• 무선 기술 도입의 가장 직접적인 장애물은 제조 환경에서 절대적 기준이 되는 엄격한 산업 표준 및 인증 절차 준수에 있다.
• 산업 현장 종사자들은 무선 연구에서 핵심 추진력으로 삼는 저에너지 소비나 비용에 대해 거의 관심을 보이지 않으며, 이는 우선순위의 근본적인 불일치를 시사한다.
• 신중함과 리스크 회피가 지배적이다: 제조업체들은 검증된 안정적인 시스템을 선호하며, 새로운 무선 솔루션은 실험적일 수 있음을 고려한다.
• 산업 사용자들이 에너지 효율성과 비용에 대해 관심을 보이지 않는 것은 많은 무선 기술 개발자와 연구자들이 가진 가정과 정면으로 배치된다.
• 연구자들과 산업 현장 종사자들 사이의 인식 격차는 산업 현장에서 무선 기술 통합을 방해하는 주요 장애물이다.
• 에너지나 비용 최적화에만 초점을 맞추는 것이 아니라, 신뢰성, 인증 준비성, 산업 공정 통합에 초점을 맞춘 혁신 방향 전환이 필요하다.