[인더스트리뉴스 최종윤 기자] 캘리포니아 San Jose 지역에 본사를 두고 있는 Hyphen이 자동화 기술을 활용해 식품 서비스의 디지털화 구축에 성공했다. Hyphen의 Makeline 시스템은 전통적인 음식 조리와 산업용 식품 조리 공정 사이의 간극을 해소한다. 콤팩트한 설비로 배달 전문 음식점 뿐만 아니라, 일반 음식점에서도 온라인 주문에 빠르게 대응할 수 있는 시스템을 구축했다.
Makeline 시스템에는 Beckhoff(백호프)의 고객 맞춤형 신호 배전반에 콤팩트한 설치가 가능한 EtherCAT 플러그인 모듈, EJ 시리즈 등이 적용돼 다양한 첨단 기술의 기능을 보장한다. 아울러 백호프의 개방형 제어 기술은 클라우드와 PLC간의 원활한 통신이 이뤄질 수 있게 한다.
Hyphen의 공동 창업자 겸 CTO인 Daniel Fukuba는 “Hyphen의 목표는 자동화 기술을 활용해 식품 서비스를 운영하는 것”이라며, “현대의 음식점 환경에서 자동화 기술을 식품 서비스 사업에 적용하기 위해 지난 2018년 7월 창업한 이래, 코로나 팬데믹 기간을 거치며 새로운 Makeline 시스템을 설계하는 데 성공했다”고 밝혔다.
Hyphen은 Makeline 시스템을 통해 프랜차이즈, 식품 서비스 업체, 고스트 키친 등 다양한 식당 운영 사업체를 대상으로 사업 모델을 현대화하고, 온라인 중심의 주문 접수 시스템을 적용했다.
Makeline은 샐러드나 요리를 만들고, 다양한 온도에서 수백 가지의 재료를 취급할 수 있다. 시스템은 Hyphen의 클라우드 서비스에 연결돼, MQTT를 통해 온라인 주문을 전달한다. 주문이 들어오면 Makeline 시스템이 Hyphen에서 자체적으로 개발한 디스펜서를 작동시켜 그릇에 음식을 담고, 이를 인클로저 내에 연결된 모듈을 통해 운반한다.
식품 안전 제어와 데이터 관리를 통해 주문 피크 시간 및 고객의 특징 등을 관리할 수 있게 됐다. 외관상으로는 일반 주방과 차이가 없다. 대면해 주문하는 고객들에게는 직원이 조리하고, 음식을 서빙하기도 한다.
청결한 제어 아키텍쳐를 통해 음식에 대한 고객 만족도 향상
Hyphen은 Makeline 구축 시, 기존 시설에 그대로 미래 기술을 구현할 수 있도록 노력했다. 새로운 시스템을 설계해 기존 음식점 주방과 산업용 조리시설간 간극을 해소했다는 것을 뜻한다. 실제 기술적 관점에서 필요한 기능과 일반 주방 면적에 맞는 작고 유연한 폼팩터 간의 균형을 맞추는 것은 매우 어려운 작업이다.
Makeline의 경우 70개 이상의 액추에이터, 클라우드 연결 제어장치, I/O 등을 기본적으로 일반 음식점 용도의 주방 설비 내에 모두 갖춰야 했다. 설치 면적의 최소화 이외에도 위생 기준 충족은 물론, 프로세스 제어, 시간, 온도 유지 정보, 식품 저장 환경에 대한 점검 및 로그 보존기능도 필요했다. 또한 최소 500종 이상의 식재료를 처리할 수 있어야 했다. 따라서 메뉴에 따른 식재료 취급 문제의 어려움을 해소하기 위해, 명확한 개요 정보를 제공하고 공정 제어에 필요한 기계를 최소화하기 위해 노력했다.
2020년 초부터 Hyphen은 백호프의 EtherCAT 및 PC기반 제어기술을 검토하기 시작했다. Hyphen의 Bradley Hwang 제어 담당 엔지니어는 “Makeline에는 개방적이면서 상호 연결이 용이한 시스템이 필요했다”면서, “백호프는 PLC 런타임에서 클라우드에 이르기까지 통신 인터페이스를 매끄럽게 연결해 줬고, Hyphen의 소프트웨어 팀이 외부 서비스 간의 연결을 담당하는 새로운 레이어를 개발할 수 있었다”고 설명했다.
EtherCAT, 식품 서비스 업계의 자동화를 선도하다
각각의 Makeline 모듈은 플러그인 방식의 EJ 시리즈, EtherCAT TwinSafe I/O를 갖춰 기능 안전을 확보했다. 이는 맞춤형의 PCB 보드, 즉 신호 배전반에 탑재된다. 플러그인 방식의 EJ 모듈을 통해 기존의 유선 연결 I/O 터미널 대비 크기를 약 50% 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 잠재적으로 발생할 수 있는 배선 오류 가능성도 낮출 수 있다.
Bradley Hwang 엔지니어는 “대부분의 경우, 이러한 I/O를 갖춘 산업용 전기 캐비닛은 크기가 상당히 커, 감당할 수 없는 크기”라며, “EJ 시리즈 TwinSAFE 모듈을 통해 통신 연결, 전원 장치 연결 등을 공간 절약형 회로 기판에 탈착식(connectorize)으로 구현할 수 있었으며, 이를 통해 조립 과정 역시 좀 더 쉽고 안정적으로 진행할 수 있었다”고 밝혔다.
이어 그는 “뿐만 아니라 Hyphen은 ETG(EtherCAT Technology Group)에 가입돼 있는 멤버로 EtherCAT 기술의 개방성을 활용해 자체적인 2차 노드 생성에도 성공할 수 있었다”면서, “시판되고 있는 방대한 종류의 EtherCAT 디바이스 중에서 필요한 것을 선택할 수 있을 뿐만 아니라 필요에 따라 Makeline에 알맞은 디바이스를 직접 제작할 수도 있었다”고 전했다.
제어 소프트웨어 및 하드웨어를 통한 성능 향상
TwinCAT 3 자동화 소프트웨어는 IEC 61131-3의 객체 기반 확장형에서부터 Visual Studio 내 컴퓨터 공학 표준의 일반 및 맞춤형 펑션 블록 등 다양한 프로그래밍 방식을 지원한다. 이를 통해 Hyphen은 자체 제어 기능과 앱 개발 기술 간의 간극을 손쉽게 해소할 수 있었다.
Makeline의 모든 기능은 초소형 산업용 PC, C6030을 기반으로 하고 있다. TwinCAT은 코어 분리(core-isolation) 기능을 제공해, 쿼드 코어 CPU 상의 PLC 또는 IoT 등 개별 프로세스를 하나의 특정한 IPC 코어에 지정함으로써 최적의 시스템 성능을 활용할 수 있게 해준다. 따라서 C6030은 기계 컨트롤러뿐만 아니라 IoT 게이트웨이에도 이상적으로 사용할 수 있다.
C6030은 고객 맞춤형 멀티 터치 컨트롤 패널 CP3924(IP65 등급)을 탑재한 베이스 셀(base cell) 내에 설치되며, 맞춤형 브랜드 옵션도 가능하다. Hyphen의 Daniel Fukuba CTO의 설명에 따르면, 24인치 폴 장착형 유닛으로 프리미엄 사용자 인터페이스가 가능하다. 그는 “Hyphen은 HMI 스크린을 오늘날의 웹앱과 같이 개발하고 있다”면서, “따라서 멀티 터치 기능 및 디스플레이 해상도가 향상돼, UI의 반응성을 필요 수준까지 향상시킬 수 있었다. 이러한 사용자 친화성은 음식점 직원 중 누구나 Makeline을 쉽게 조작할 수 있다는 것을 의미한다”고 말했다.
서비스 중단의 위험을 최소화해주는 레시피
Hyphen은 2020년 중반부터 Makeline 개발을 시작해, 2021년 말 고객에게 최초 설비를 납품하는 것을 목표로 했다. Makeline 설비는 99%의 주문 정확도로 시간 당 350인분의 식사를 조리할 수 있으며, 음식량 배분 정확도에 있어서도 업계의 평균인 +/-15%보다 훨씬 정밀한 +/-2% 수준을 자랑한다.
백호프의 하드웨어, IoT, 네트워킹 기술로 Hyphen은 설치 면적상의 요구사항을 충족시키는 한편 원하는 기술력도 갖출 수 있었다. Hyphen Daniel Fukuba CTO는 “Makeline은 업계를 뒤흔들 뛰어난 잠재력을 갖추고 있다”면서, “Makeline을 사용하면 음식의 디지털화로 전체 산업계의 간극을 해소하고, 향후의 어떠한 변화에도 대응할 수 있게 될 것“이라고 강조했다.
