Amazon Monitron, 예측 유지 관리를 가능하게 하는 간단하고 비용 효율적인 서비스

오늘 잠재적인 장애를 감지하고 개발 오류를 추적할 수 있는 상태 모니터링 서비스인 Amazon Monitron을 발표하게 되어 기쁩니다. 이 서비스를 사용하면 예측형 유지 관리를 구현하고 계획되지 않은 다운타임을 줄일 수 있습니다.

실제로 저는 몇 달 전에 새 세탁기를 구매했습니다. 배송 기사님이 지하실에 세탁기를 설치하는 동안 우리는 요즘 이러한 제품들은 몇 년밖에 못 쓴다며 믿음이 안 간다는 이야기를 나누었습니다. 배송 기사님이 작업을 완료했을 때, 저는 오래되고 낡은 온수기를 가리키면서 몇 주 이내에 교체할 계획인데 기사님이 새로운 기기를 설치하러 그때 또 오시게 될 거라고 말했습니다. 그런데 공교롭게도 다음 날 온수기가 고장 났습니다. 절 비웃으셔도 괜찮습니다. 예상했던 것도 아닌데요.

집에서 있었던 이 사소한 에피소드의 불편함은 제조 생산 라인 및 창고와 같은 산업 환경에 있는 기계의 예기치 않은 고장이 불러오는 엄청난 시간 및 비용 손실에 비하면 새 발의 피에 불과합니다. 흔한 모래알 하나가 계획되지 않은 정전을 일으킬 수 있으며, 머피의 법칙에서 알 수 있듯 최악의 구성은 최악의 시간에 일어날 가능성이 크고 그로 인해 비즈니스가 심각한 영향을 받습니다.

고장을 방지하기 위해 신뢰성 관리자와 유지 관리 기술자는 다음과 같은 세 가지 전략을 결합하는 경우가 많습니다.

1. 장애 발생 시: 장비를 더 이상 안정적으로 작동하지 않을 때까지 유지 관리 없이 사용합니다. 수리가 완료되면 장비는 운영 상태로 돌아갑니다. 그러나 장비의 상태를 알 수 없으며 고장이 제어되지 않습니다.
2. 계획된 유지 관리: 사전 정의된 유지 관리 작업을 조건에 관계없이 주기적으로 또는 미터 기준으로 수행합니다. 계획된 유지 관리 활동의 효율성은 유지 관리 지침의 품질과 계획된 주기에 따라 달라집니다. 장비가 과도하게 또는 미흡하게 유지 관리되거나, 불필요한 비용이 발생하거나, 고장이 발생할 위험이 있습니다.
3. 조건 기반 유지 관리: 모니터링되는 구성 요소의 조건이 정의된 임계값을 위반하면 유지 관리를 진행합니다. 허용 오차, 진동 또는 온도와 같은 물리적 특성을 모니터링하는 것이 더 최적의 전략이며, 유지 관리를 줄이고 유지 관리 비용을 절감해야 합니다.
4. 예측 유지 관리: 구성 요소의 상태를 모니터링하고 잠재적인 오류를 감지하고 오류를 추적합니다. 유지 관리는 향후 예상 고장이 발생하기 전과 총 유지 보수 비용이 가장 합리적일 때 계획됩니다.

조건 기반 유지 관리 및 예측 유지 관리를 위해서는 중요한 장비에 센서를 설치해야 합니다. 이 센서는 잠재적인 고장 또는 악화 상태를 나타내는 주요 지표인 온도 및 진동과 같은 물리량을 캡쳐하고 측정합니다.

추측할 수 있듯이 이러한 유지 관리 시스템을 구축 및 배포하는 작업은 맞춤형 하드웨어, 소프트웨어, 인프라 및 프로세스와 관련된 길고 복잡하며 비용이 많이 드는 프로젝트일 수 있습니다. 고객들이 도움을 요청했고 저희가 이 부분을 도와드리려 합니다.

Amazon Monitron 소개
Amazon Monitron은 간편하고 비용 효율적인 상태 모니터링 서비스로서 시설 내 장비 상태를 모니터링하여 예측 유지 관리 프로그램을 구현할 수 있습니다.

Amazon Monitron은 매우 쉽게 설정할 수 있습니다. 먼저 베어링, 기어박스, 모터, 펌프, 압축기 및 팬과 같은 회전 기계의 진동 및 온도 데이터를 캡처하는 Monitron 센서를 설치합니다. 센서는 Monitron 게이트웨이로 1시간마다 진동 및 온도 측정치를 전송하며, BLE(Bluetooth Low Energy) 기술을 사용하므로 센서 수명이 최소 3년입니다. Monitron 게이트웨이는 자체 WiFi 네트워크에 연결되어 있으며 센서 데이터를 기계 학습 및 ISO 20816 진동 표준을 사용하여 저장 및 분석하는 AWS로 전송합니다.

자주 통신하지 않는 경우 단일 게이트웨이에 최대 20개의 센서를 연결할 수 있으며, 이 게이트웨이는 최대 30m 거리에 둘 수 있습니다(잠재적 간섭에 따라 다름). Amazon Monitron의 확장성과 비용 효율성 덕분에 지금까지 기존 센서의 비용을 정당화하기에 충분히 중요하지 않은 장비 등에도 필요한 수만큼 센서를 배포할 수 있습니다. 모든 데이터 기반 애플리케이션처럼 보안이 최우선 과제입니다. Monitron 서비스는 게이트웨이와 센서를 인증하여 해당 게이트웨이가 합법적인지 확인합니다. 또한 데이터는 종단 간에 암호화되며 게이트웨이에서는 암호 해독을 수행하지 않습니다.

게이트웨이 및 센서를 설정하려면 Bluetooth가 지원되는 Android 모바일 디바이스에 Monitron 모바일 애플리케이션을 설치하여 게이트웨이를 설정하고 NFC로 센서를 설정하기만 하면 됩니다. 이 프로세스는 매우 간단하며 몇 분 내에 모니터링을 시작할 수 있습니다. 또한 기술자는 모바일 애플리케이션을 통해 비정상적인 장비 상태를 나타내는 경고를 수신할 수 있습니다. 이러한 알림을 확인하고 피드백을 제공하여 정확도를 높일 수 있습니다(예: 잘못된 경고 및 누락된 이상 현상을 최소화하기 위해).

고객들은 이미 Amazon Monitron을 사용하고 있으며, 몇 가지 사례는 다음과 같습니다.

유명 브랜드인 Fender Musical Instruments Corporation은 현악기 및 앰프 부분의 선도적인 제조업체입니다. Fender의 글로벌 시설 책임자인 Bill Holmes는 다음과 같이 말했습니다. “장비의 상태를 잘 아는 성공적인 제조 비즈니스를 운영하는 데 있어 중요하지만 놓치기 쉬운 부분을 개발하기 위해 지난 한 해 동안 AWS와 협력했습니다. 전 세계 제조업체에 있어 장비 가동 시간은 글로벌 시장에서 경쟁력을 유지할 수 있는 유일한 방법입니다. 장비를 정상적으로 가동하고 갑작스러운 고장이 발생하지 않도록 하면 장비를 최대한 활용할 수 있습니다. 계획되지 않은 다운타임은 고장 대응의 특성상 생산과 노동 손실에 많은 비용이 듭니다. Amazon Monitron 상태 모니터링 시스템은 대규모 업계뿐만 아니라 소규모 ‘가족 경영 상점’에 치명적인 고장이 발생하기 전에 장비의 고장을 예측하는 잠재력을 가지고 있습니다. 이를 통해 고장이 발생하기 전에 장애가 있는 장비의 예정된 수리가 가능합니다.”

GE Gas Power는 발전 장비, 솔루션 및 서비스의 선도적인 공급자입니다. 전 세계에서 많은 제조 현장을 운영하며, 제조 장비의 대부분은 연결되어 있지 않거나 상태가 모니터링되지 않습니다. GE Gas Power Manufacturing의 CIO인 Magnus Akesson은 다음과 같이 말합니다. “이러한 자산을 대규모로 쉽고 저렴하게 연결하고 모니터링할 수 있다면 유지 관리 비용과 다운타임을 줄일 수 있습니다. 또한 고급 알고리즘을 활용하여 현재 상태뿐만 아니라 미래의 상태를 예측하고 이상 행동을 감지 할 수 있기를 원합니다. 이를 통해 시간 기반에서 예측 및 규범적 유지 관리 관행으로 전환할 수 있습니다. 이제 Amazon Monitron을 사용하여 센서를 통해 자산을 신속하게 개조하고 이를 AWS 클라우드의 실시간 분석에 연결할 수 있게 되었습니다. 심층적인 기술력을 요구하거나 자체 IT 및 OT 네트워크를 구성하지 않고도 이러한 작업을 수행할 수 있습니다. 진동이 발생하기 쉬운 텀블러에 대한 초기 작업에서 우리는 이 비전이 놀라운 속도로 실현되는 것을 보고 있습니다. 운영자와 유지 관리 팀의 사용 편의성, 단순성 및 규모에 따른 작동 능력은 GE에 매우 매력적입니다. 파일럿 과정에서 센서를 물리적으로 건드리지 않고도 원격 OTA(Over the Air) 펌웨어 업그레이드를 통해 업데이트할 수 있는 원클릭 기능을 볼 수 있게 되어 기뻤습니다. 규모가 커짐에 따라 이는 센서를 지원하고 유지할 수 있는 중요한 기능입니다.”

이제 Amazon Monitron을 시작하는 방법을 보여 드리겠습니다.

Amazon Monitron 설정
먼저 Monitron 콘솔을 엽니다. 클릭 몇 번으로 프로젝트를 만들고 관리 사용자가 프로젝트를 관리할 수 있습니다. 콘솔에 제공된 링크를 사용하여 Android 휴대폰에 Monitron 모바일 애플리케이션을 다운로드하여 설치합니다. 앱을 실행한 후 관리 자격 증명을 사용하여 로그인합니다.

첫 번째 단계는 자산, 센서 및 게이트웨이를 설명하는 사이트를 만드는 것입니다. 사이트 이름으로 “my-thor-project”을 입력합니다.

게이트웨이를 추가해 보겠습니다. 휴대폰에서 Bluetooth를 활성화하고 게이트웨이의 페어링 버튼을 누릅니다.

게이트웨이 이름이 바로 보여집니다.

게이트웨이를 선택하고 WiFi 자격 증명으로 구성하여 AWS에 연결할 수 있도록 합니다. 몇 초 후면 게이트웨이가 온라인 상태가 됩니다.

다음 단계는 모니터링할 자산을 만드는 것입니다. 예를 들어 프로세스 워터 펌프 세트, 모터와 펌프를 모니터링하려는 것입니다. 먼저 자산을 만든 뒤 이름을 정의하고, 적절한 ISO 20816 클래스(기계 진동의 측정 및 평가를 위한 표준)를 정의합니다.

다음으로 모터 센서를 추가합니다.

먼저 권장되는 접착제를 사용하여 센서를 모터에 물리적으로 부착합니다. 그런 다음 센서 위치를 지정하고 스마트폰에서 NFC를 활성화하고 휴대폰으로 모터에 연결한 Monitron 센서를 누릅니다. 몇 초 이내에 센서가 작동을 시작합니다.

펌프에도 동일한 작업을 반복합니다. 내 자산을 보면 두 센서가 모두 작동하는 것을 알 수 있습니다.

이제 센서가 온도 및 진동 정보를 캡처하고 있습니다. 당장은 볼 것이 많지 않지만 모바일 앱에서 그래프를 사용할 수 있습니다.

시간이 지남에 따라 게이트웨이는 이 데이터를 AWS로 안전하게 전송하며, 이를 통해 초기 장애 징후를 분석하게 됩니다. 내 자산 중 하나가 장애 징후를 보이는 경우에는 모바일 애플리케이션에서 경고를 받게 됩니다. 경고에서 내역 데이터를 시각적으로 확인하고 최선의 행동 과정을 결정할 수 있습니다.

시작하기
앞서 살펴본 것처럼 Monitron을 사용하면 예측형 유지 관리 애플리케이션을 위한 센서를 쉽게 배치할 수 있습니다. 이 서비스는 현재 미국 동부(버지니아 북부) 지역에서 사용할 수 있으며 이 서비스 사용에는 센서당 연간 50 USD의 비용이 듭니다.

이 서비스를 테스트 해 볼 수 있는 Monitron 스타터 키트에는 필요한 모든 사항(마운팅 키트가 있는 게이트웨이, 센서 5개, 전원 공급 장치 1개)이 포함되어 있으며 가격은 715 USD입니다. 그 후에 센서를 추가함으로써 배포를 확장할 수 있습니다. 이 5개 센서팩은 575 USD에 구입할 수 있습니다.

Amazon Monitron을 사용해 보시고 의견을 주시기 바랍니다. 언제든지 AWS 지원 담당자나 Monitron AWS 포럼을 통해 피드백을 보내 주시기 바랍니다.

– Julien

저에게 산업 유지 관리 운영을 교육해 준 제 동료 Dave Manley에게 특히 감사를 전합니다.